拉果错盐湖卤水15℃等温蒸发析盐规律研究

以西藏拉果错盐湖卤水为研究对象,研究该湖水在15℃蒸发过程中离子的富集规律及析盐规律,为拉果错盐湖资源利用提供基础数据.实验结果表明:在蒸发率为52%时硫酸钠开始析出且在整个蒸发过程中都大量析出;钾在蒸发率为87%时开始析出;锂在蒸发率为82%时达到最高质量浓度2.30g/L,Li2CO3在卤水中已达到该温度下的溶解平衡,会以Li2CO3形式析出;硼在蒸发率为67%时开始大量析出,母液中硼的最高质量浓度为15.92g/L.     

拉果错湖水5℃蒸发析盐规律研究

针对西藏拉果错湖水,研究5℃恒温蒸发过程析盐规律,获得蒸发过程液相中各元素的富集行为和盐类析出规律,并参考Na+、K+//Cl-、24SO-–H2O四元水盐体系相图对结果进行分析,为以后该盐湖的合理开发利用提供基础实验数据.同时蒸发剩余卤水中Li+的质量浓度由初始0.281,g/L增加为4.938,g/L,形成了很好的提锂原料.     

西藏扎布耶盐湖卤水273 K等温蒸发实验

 西藏扎布耶盐湖卤水中蕴藏着丰富的矿产资源,具有巨大的开发利用价值。盐田相分离技术是盐湖卤水资源开发利用的有效手段,而盐湖卤水蒸发实验是盐田相分离技术的基础。通过对西藏扎布耶盐湖冬季卤水进行273 K 等温蒸发实验,研究了蒸发过程中盐类结晶析出规律,发现扎布耶冬季卤水273 K 等温蒸发析盐顺序为石盐、芒硝、硼砂、泡碱、钾石盐、碳酸锂,与Na⁺、K⁺//Cl^-、CO₂^-3、SO₂^-4-H₂O五元水盐体系298 K 相图有一定区别;锂在实验中得到了有效的富集,与原卤水相比浓缩倍数达3.66 倍;钾主要以钾石盐的形式于蒸发实验中后期结晶析出,可得到较高品位的钾混盐,其中钾石盐品位最高可达到17.13%,很适合后续提取;硼砂在整个蒸发过程均有析出,相比高温条件,硼砂析出较分散且含量不高,不利于其利用。扎布耶年均气温在0℃左右,该等温蒸发实验可为低温条件下开发利用扎布耶盐湖卤水资源提供基础依据。     

废锂电池中钴锂浸出率影响因素的全因子实验

为了最大化浸出废锂电池中钴锂金属元素,固定浸出时间,采用全因子实验方法,以氨基磺酸浓度、过氧化氢质量分数、固液比、浸出温度为自变量,Co2+和Li+浸出率为因变量进行模型拟合,应用Minitab 17软件对工艺参数模型进行预测,并对最佳工艺参数进行验证。结果表明,主效应上,氨基磺酸浓度、过氧化氢质量分数、固液比、浸出温度对Co2+和Li+浸出率有显著的影响;交互效应上,氨基磺酸浓度+固液比、过氧化氢质量分数+浸出温度对Co2+浸出率有明显的影响,氨基磺酸浓度+浸出温度、过氧化氢质量分数+浸出温度、固液比+浸出温度对Li+浸出率有一定影响,其余效应影响不显著。所得最佳工艺参数为:c(NH2SO3H)=144 mol·L-1,w(H2O2)=10%,S/L=25 g·L-1,θ=55 ℃,t=70 min,在此浸出条件下,Co2+和Li+浸出率分别为9531%和9236%。     

含锂赤泥在硫酸铵溶液中的浸出行为及机理

对赤泥在硫酸铵溶液中的浸出行为进行研究,在热力学分析的基础上,系统考察浸出温度、硫酸铵浓度、时间以及液固比对赤泥中锂、钠、钾浸出率的影响,并通过浸出前后物相和形貌的变化对其浸出机理进行探讨。研究结果表明：升高温度、硫酸铵浓度和延长时间有助于锂的浸出,而温度过高会降低锂的浸出率;在温度为270℃,时间为60 min,硫酸铵质量浓度为200 g/L,液固比为10:1的条件下,锂、钠、钾的浸出率分别为65.07%,95.97%和28.62%;赤泥在硫酸铵溶液中浸出锂、钠、钾的机理可能是离子置换。     

离子液体作为绿色介质从盐湖卤水中萃取硼酸

制备了1-辛烷基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体,再以离子液体(IL)为萃取介质、异辛醇为萃取剂及煤油为稀释剂建立盐湖卤水硼萃取研究模型,考察了离子液体用量和萃取条件对硼萃取的影响。异辛醇从卤水中萃取提硼的最佳实验条件:离子液体体积分数为10%,萃取剂体积分数为50%,相比(O/A)为1∶1,萃取时间10 min,pH 2.4,Mg2+浓度为4.268 mol/L。在此条件下,当萃取级数为3级时,萃取率为99.54%,卤水中的硼可被完全萃取到有机相中。     

废旧锂离子电池正极有价金属的回收研究

采用柠檬酸-葡萄糖体系直接酸浸正极片来回收有价金属,探讨了柠檬酸浓度、葡萄糖用量、反应温度、反应时间和固液比对钴、锂浸出率的影响。结果表明,在柠檬酸浓度为1.5mol/L、葡萄糖与正极片质量比为1∶1、反应温度为100℃、浸出时间为3h和固液比为20g/L的条件下,钴、锂的整体浸出率达到98.0%。酸浸机理表明,钴离子和锂离子与柠檬酸阴离子的配位结合对提高钴、锂整体浸出率具有重要作用。沉淀原理表明,由于Li2CO3的溶度积常数较大,在有机酸体系中锂离子主要以配离子的形式存在而不会被碳酸根沉淀。     

采用含砷废水沉淀还原法制备三氧化二砷

介绍以含砷废水为原料采用沉淀还原法制备三氧化二砷.使用氢氧化钠调节含砷废水pH为6,过滤后加入硫酸铜,采用氢氧化钠调节pH为8,经沉淀、过滤、洗涤得到绿色亚砷酸铜粉末.使用水将亚砷酸铜调成浆料,通入SO2还原、过滤、蒸发、冷却结晶得到白色As2O3.实验结果表明:当水与亚砷酸铜液固比(体积与质量比)为4:1 mL/g,还原时间为1 h,还原温度为60℃时,亚砷酸铜中砷浸出率达到89.59%:当还原液pH为0,砷质量浓度为90 g/L,结品温度为28℃时,得到的产物As2O3纯度为95%,As2O3直收率为80.70%,产物质量达到中国有色金属行业标准(YS-T99-1997)中的三级标准.     

以废旧锂离子电池为原料制备棒状草酸钴粉末

研究从废旧锂离子电池中回收钴并制备棒状草酸钴粉末的工艺。研究结果表明:该工艺采用H2SO4+Na2S2O3为浸出剂对正极材料浸出,在最优条件即液固比为10:1,H2SO4浓度为2.0 mol/L,Na2S2O3浓度为0.15 mol/L,温度为85℃,浸出时间为120 min时,钴的浸出率达96.5%。浸出液中加入碳酸氢铵调节pH至5.0以除出浸出液中的铝和铜,不经过滤操作直接使用次氯酸钠氧化沉淀铁和锰离子,过滤后滤液中仅含铁0.006 g/L,锰0.004 g/L,而钴的损失率仅为1.2%。滤液使用P507萃取分离钴和镍、锂,在相比为1.5:1.0,平衡pH为4.5,P507的体积分数为25%的条件下,经二级逆流萃取后钴的萃取率为99.4%。使用180 g/L的硫酸为反萃剂,相比为4~5时,钴的回收率达99.9%。反萃液使用草酸铵沉钴,沉钴的最优条件为50℃,终点pH为1.5,C2O42与Co2+摩尔比n(C2O42):n(Co2+)=1.15:1。经SEM分析,沉淀而得的钴产品为形貌良好的棒状草酸钴。整个流程方法简便,废旧锂离子电池中钴回收率达到95%,草酸钴中钴含量达31.1%,符合工业要求。     

废旧三元正极粉的氢碳协同还原提锂机制

针对废旧三元正极粉,选用氢气和碳作为共还原剂,通过调控还原产物组成,达到高效优先提锂的效果,研究氢和碳在正极粉还原过程中的协同提锂机制。研究结果表明：在气体流量0.3 L/min、碳含量1.88%、焙烧温度600℃、焙烧时间1 h的最优条件下,废旧三元正极粉被还原为Ni、Co、MnO和LiOH,碳含量和焙烧温度参数的调控对正极粉的还原以及锂物相的转变至关重要。在反应温度为25℃、液固比为5:1(mL/g)、反应时间为20 min的条件下,锂的浸出率达到93.4%,而其他金属均留在渣相中。基于不同锂盐溶解度的不同,采用碳化沉淀的方法处理提锂液,得到了纯度为99.7%的Li₂CO₃产品。     

河南省泌阳凹陷地下碱卤地球化学及其成因

泌阳册陷的水是地下碱卤水，其地层层粒为始新统核桃园组，本文对卤水的地球化学及其成因进行了研讨。研究表明，卤水的主要化学成分是Na^ ,Co^2-3和HCO^-3，并富含氟、硼等微量元素。卤水属于Na2CO3-NaHCO3-H2O体系，一个大气压、25℃条件下的蒸发实验表明， 整个蒸发浓缩过程析出的盐类矿物只有泡碱，碳氢钠石和天然碱，说明卤水成分简单。在于涸固相中出现了卤钠石，钾石盐等类矿物。根据卤水物质成分及微量元素的研究，我们认为卤水为次生成因。     

15℃硼酸锂-硼酸钾-硼酸镁-水体系相平衡与相图

采用等温溶解平衡法研究四元体系硼酸锂-硼酸钾-硼酸镁-水15℃时固液相平衡,测定了体系溶解度和平衡液相的密度、折光率.研究发现:该体系15℃稳定相图中包含一个共饱点(L+Li2B4O7·3H2O+K2B4O7·4H2O+Mg2B6O11·15H2O),其液相组成为w(Li2B4O7)1.31％、w(K2B4O7)10....     

结则茶卡不同蒸发阶段卤水冷冻实验研究

以西藏高原结则茶卡湖水为研究对象,探索了不同温度下卤水冷冻析盐规律.实验结果表明,随冷冻温度的降低液相中不同离子的浓度变化不同:低密度卤水中除24SO-外的离子都被富集;而高密度卤水冷冻后24SO-、23CO-、B2O3浓度降低明显.密度低于1.228,g/cm3的卤水冷冻后,芒硝(Na2SO4·10H2O)析出,但泡碱(Na2CO3·10H2O)没有析出;密度高于1.228,g/cm3的卤水冷冻后芒硝、泡碱都析出.因此,可以用冷冻方法使芒硝、泡碱分开析出获取富锂卤水,即选取密度在1.228,g/cm3左右的卤水冷冻去除芒硝,去除芒硝后卤水进一步浓缩,再次冷冻后去除泡碱,则余卤可以作为提锂原料.冷冻实验结果对碳酸盐型盐湖卤水浓缩过程控制具有一定的参考价值.     

流态化分离洗涤对熟料高质量浓度溶出浆液二次反应的影响

采用流态化方式对烧结法熟料高质量浓度溶出浆液分离和赤泥洗涤进行研究。研究结果表明:对于Al2O3质量浓度为240～270 g/L的熟料溶出浆液,经流态化分离洗涤,可以同时实现浆液的固液分离和赤泥的洗涤,获得的溢流(粗液)Al2O3质量浓度为170～190 g/L,底流液固质量比为2.5～3.0,底流附液Na2O质量浓度为6～9 g/L,平均分离洗涤效率在99%以上,平均二次反应损失为0.16%;烧结法赤泥的流态化分离洗涤是抑制二次反应的有效途径。     

铟绵中铟锗镓的综合回收工艺

采用"酸浸-萃铟-萃镓-沉锗"工艺,对铟绵中稀散金属铟锗镓进行了综合回收研究,并优化了各工序工艺参数。研究了在硫酸体系下,铟锗镓浸出率与浸出温度、浸出时间和硫酸初始质量浓度的关系,在浸出温度80℃、浸出时间80 min和硫酸初始质量浓度180 g/L时,铟锗镓浸出效果最好。以30%(体积分数)二-2-乙基己基磷酸(P204)+磺化煤油和10%(体积分数)P204+磺化煤油+1.5%(体积分数)C7-9异氧肟酸(YW100)为有机相,对铟和镓进行萃取,研究了相比(O/A)、混合时间和料液初始pH值对铟萃取率和镓萃取率的影响。研究结果表明:在最佳萃取条件下,即萃取铟相比O/A=1∶1、混合时间5 min和料液初始pH值为0.2时,铟的萃取率最高,为88.5%;萃取镓相比O/A=1∶1、混合时间3 min和料液初始pH值为0.5时,镓的萃取率最高,为77.2%。在单宁沉锗工序中探讨了沉淀温度、pH值、搅拌时间和单宁酸倍数对锗沉淀率的影响,得出沉锗的最佳工艺参数为:用20倍的单宁酸,在沉淀温度70℃、pH值为2.5的条件下搅拌10 min。     

悬浮酵母菌对重金属Cd2+的吸附研究

研究了悬浮酵母菌菌株对水相中Cd2+的吸附过程,讨论了各试验因素对吸附效果的影响.结果表明,悬浮酵母菌菌株对水相中的Cd2+有吸附作用;吸附过程10 min就达到平衡;pH对吸附过程影响较大,在pH=5.41时,镉离子的吸附效果最好;溶液的初始质量浓度也是影响吸附效果的主要因素,在初始质量浓度为228.4 mg/L,悬浮酵母菌用量为14 g/L时,镉离子的吸附率达到99%.测试的红外光谱结果显示:悬浮酵母菌对Cd2+的主要吸附位点为-OH,C=O,P=O,-NH2及S=O.     

深井卤水主微量元素提取与综合利用技术

该课题根据我国深井卤水的资源特征,选择四川邛崃平落海相沉积深井富钾卤水和湖北江陵凹陷深井富钾卤水2个目标区开展研究。两个目标区域2013年度的主要进展如下:(1)研究进展及主要认识:1)平落卤水工作区。1含铷体系介稳相关系研究:开展了含铷体系Li Cl+KCl+Rb Cl+Mg Cl2+H2O及其子体系多温介稳相关系研究,获取了钾、铷的氯化物等盐在复杂共存体系中各盐的析盐规律及析盐相区。研究结果表明:随着研究温度的升高,固溶体[(K,Rb)Cl]结晶相区减小,有利于纯盐KCl、Rb Cl的提取。2以t-BAMBP为萃取剂的铷钾萃取工艺实验:实验进行了二甲苯+t-BAMBP萃取体系的优选,反萃可获得Rb含量为99.7%的富集液;以D80为稀释剂,考察萃取条件,分两段萃取,反萃可获得Rb含量97%的富集液;将D80和二甲苯按1∶1比例混合后作为t-BAMBP萃取体系的稀释剂,经4级萃取、6级水洗、2级反萃,可得到Rb Cl含量为99.2%的富集液。3氯化铷溶解性能及结晶动力学研究:实验测定了303.15K至343.15K温度范围内氯化铷在甲酸、冰乙酸、正丙醇和乙二醇溶液中的溶解度,拟合出对应的溶解度公式。测定了333.15~353 K下氯化铷在水溶液中的溶解度和介稳区宽度;以粒数衡算方程为基础,实验获得了氯化铷晶体的粒数密度分布数据,采用最小二乘法非线性回归出成核速率方程以及生长速率方程。4平落卤水萃取提硼试验:2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇和CHCl3组成的萃取体系对平落卤水中硼具有较好的萃取效率,在优化的实验条件下,经一级萃取,二级反萃取,硼的回收率可达90.60%。2)江陵卤水工作区:1空气吹出法提取碘溴:碘吹出率在97%以上,吸收率在80%以上;溴吹出率在96%以上,吸收率在88%以上。2芒硝沉淀除钙:芒硝沉淀钙中硫酸钠加入量应为所需理论量的90%~100%,加入方式为一次性加完近饱和硫酸钠溶液,钙沉淀率达到85%以上。3钾钠二次分离试验:KCl含量97%以上,达到了工业氯化钾国家标准优级品的指标要求。氯化钾平均收率为31.06%,氯化钠的平均收率为51.93%。4铷铯提取试验:以磺化煤油为稀释剂,适宜的铷萃取条件为t-BAMBP浓度0.7~1 mol/L、相比O/A=2-3、料液碱度0.4~0.6 mol/L,萃取时间3 min。研究成果具体体现:发表学术论文14篇,其中SCI源刊6篇,EI收录5篇;申请国家发明专利2项;培养博士研究生1名、硕士研究生15名;参加国际学术交流2人次。     

Li1.6Mn1.6O4酸洗后离子筛在盐湖卤水中的吸附性能

通过对前躯体Li1.6Mn1.6O4酸洗制备离子筛进行正交实验分析,得出最优化的酸洗条件,然后分别应用伪一级、伪二级动力学方程对吸附过程进行研究,考察离子筛对卤水中各主要金属离子的分离性能以及在卤水中的循环吸附性能,对离子筛吸附锂、脱锂后样品进行锰平均化合价及锂锰摩尔比测定.研究结果表明:最优酸洗条件为酸洗温度70℃,搅拌速率500 r/min,酸洗时间24 h,盐酸浓度0.5 mol/L,液固比400 mL/g.此实验条件下得出锂的迁出率为96.28％,锰的溶损率为7.46％.酸洗后所得离子筛对锂离子有较好的特定选择性;离子筛对Li+的吸附过程服从伪二级动力学方程,即为化学吸附过程;离子筛有较优异的循环吸附性能;离子筛的实际吸附容量只有其理论容量的1/3,离子筛始终未达到最大饱和吸附容量.     

土霉素菌渣热解液的理化特性及成分分析

采用元素分析仪、水分测定仪、粘度计、GC-MS等分析了土霉素菌渣热解液理化特性和成分。热解液油相C元素含量比较高,达到了50%(质量分数)以上,热解液油相和水相中N元素分别占6.48%(质量分数)和7.89%(质量分数),O元素分别占27.89%(质量分数)和13.54%(质量分数)。温度为300～600℃热解液的油相粘度为6 980～8 913mPa·s,水相粘度为324～372mPa·s;热解液的油相密度为1.089 8～1.127 9g/cm3,水相密度为1.041 9～1.075 6g/cm3。热解液腈类物质较多,油相和水相分别占了23.69%(体积分数)和9.32%(体积分数);热解液油相与水相中碱性氮化物体积分别占0.83%和1.46%;热解液油相与水相中非碱性氮化物体积分别占1.56%和0.35%;其余的有机物体积在油相与水相分别占3.30%和4.11%。分析结果为进一步资源化利用提供了技术指导。     

海藻酸钠吸附铜离子的研究

研究了用海藻酸钠作为吸附剂去除水相中的Cu2 ,以及吸附过程中试验条件对吸附效果的影响·结果表明:吸附过程在10min左右就达到了平衡;在pH=6时吸附效果达到最佳;吸附温度以30℃左右为宜;海藻酸钠对Cu2 吸附的最大负载量为144～150mg/g·铜离子去除率的大小与水相中铜离子的初始质量浓度有关,对含铜量较高的水样(如铜离子质量浓度为800mg/L),海藻酸钠对溶液中Cu2 的去除率最高达81%,对含铜量较低的水样(如铜离子质量浓度为40mg/L),Cu2 的去除率达99 5%;因此采用海藻酸钠进行二次吸附,溶液中的Cu2 的残余质量浓度低于国家污水综合排放标准中铜离子的最高允许排放质量浓度·