创刊于1987年, 双月刊
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江西理工大学

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江西理工大学
江西省有色金属学会

ISSN:1674-9669
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2020年  第11卷  第5期

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醋酸-醋酸钠体系中铜铅硫化矿物电氧化浸出分离行为
曹占芳, 谭锦勇, 钟宏
2020, 11(5): 1-6. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.05.001
摘要(109) HTML (51) PDF[1313](12)
摘要:
针对铜铅复杂矿物难以高效分离的技术难题,文中构建了醋酸-醋酸钠电氧化体系,并系统考察了方铅矿、黄铜矿的电氧化浸出分离行为。结果表明,醋酸-醋酸钠不仅能维持体系的稳定,还能与铅离子结合形成络合物,强化方铅矿的选择性浸出过程。优化的工艺条件为:固液比0.02 g/mL,搅拌速度700 r/min,阳极电流密度659.4 A/m2,常温,反应时间60 min,氯化钠浓度3 mol/L,槽电压3.8~4.4 V。优化条件下,Pb的浸出率达71.55%,Cu的浸出率仅为1.85%,实现了铅、铜硫化矿物的经济高效分离回收。该技术具有良好的工业化应用前景
铅侧吹氧化熔炼过程热力学模拟与优化
王建松, 覃贾, 荆涛, 黄涛, 史欣欣, 曹战民
2020, 11(5): 7-15. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.05.002
摘要:
使用FactSage软件,对铅侧吹氧化熔炼过程进行热力学模拟,计算的平衡相组成与实际产出情况相吻合,验证了热力学分析的可行性。考察了氧料比、熔炼温度对元素在各平衡相中分配比的影响。研究结果表明,提高氧料比,铅、铜等有价元素进入高铅渣的比例,炉料的脱硫效果更好,但铅液杂质含量也会相应增大;提升熔炼温度,对降低渣含硫及提高粗铅品位更有利,但较高的温度会加剧铅、锌等有价元素的挥发。利用宏过程进行批量平衡计算,以实现过程优化控制。在粗铅及高铅渣的质量达到期望值的条件下,综合考虑有价元素直收率及烟尘率,对该工艺进行了优化。建议铅侧吹氧化熔炼过程中氧料比控制在124 m3/t,熔炼温度控制在1 067 ℃左右。
废加氢催化剂中有价金属回收技术研究进展
于博渊, 张家靓, 杨成, 王丽华, 陈永强, 王成彦
2020, 11(5): 16-24, 51. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.05.003
摘要:
随着石化行业对加氢催化剂的需求量逐年递增,每年报废的加氢催化剂量也与日俱增。废加氢催化剂中含大量有价金属,其循环利用对于环境保护和资源的高效利用意义重大。针对废加氢催化剂中有价金属的回收,国内外学者开展了大量的研究工作,开发的工艺主要分为湿法、火法和火法湿法联合工艺3大类。详细综述了近年来废加氢催化剂回收的研究进展,重点分析了不同技术的主要过程、原理及其优缺点。针对传统回收技术的不足,提出采用火法还原熔炼将废加氢催化剂中的有价金属富集,并采用湿法工艺处理多金属合金的技术流程。本文对废加氢催化剂回收的发展趋势及前景进行了展望。
高磷高钼复杂白钨矿的脱磷-除钼处理工艺
马泽龙, 张凌晨, 李江涛, 赵中伟
2020, 11(5): 25-31. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.05.004
摘要:
利用磷灰石、钼酸钙和钨酸钙等含钙矿物与盐酸反应的差异性规律,首先在温和的盐酸浸出条件下预处理高磷高钼复杂白钨矿,即反应温度为50 ℃,盐酸浓度2.5 mol/L,反应时间2 h,液固比(指液体体积与固体质量之比,单位为L/kg,下同)5:1的条件下实现杂质磷的高效选择性浸出,磷的浸出率达到99%以上,同时实现钨钼的初步分离,钼浸出率为44.76%,钨浸出率仅为1.84%。然后,再利用钨酸和钼酸在盐酸体系中溶解度的性质差异,进一步提高盐酸浓度和反应温度强化浸出,在盐酸浓度4 mol/L,反应温度80 ℃,反应时间2 h,液固比5:1的条件下,钼的浸出率达到95%,而钨以钨酸的形式留在固相,此步骤的钨浸出率只有1.55%,实现了钼的深度分离和钨矿的转型。
乙酸根配位浸出硫酸铅的热力学分析
曹才放, 员壮壮, 麦秋娴, 李来超, 李玉虎, 杨亮, 聂华平
2020, 11(5): 32-38. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.05.005
摘要:
采用热力学平衡计算和验证性实验的方法, 研究乙酸根配位浸出硫酸铅的热力学问题。首先, 通过Pb(OH)2-H2O体系的热力学计算评价了Pb(OH)64-形成常数的合理性。结果表明, 考虑Pb(OH)64-存在时所得计算结果明显不符合Pb(OH)2两性化合物的性质, 因而不建议采用。然后, 计算并绘制了乙酸根配位浸出硫酸铅的热力学平衡图。结果表明, 在不同总乙酸根浓度下, pH值在6~9的范围对乙酸根浸出硫酸铅更有利, Pb(Ac)42-是该pH值区域中铅的主要物种; 并且, 总乙酸根浓度越高, 浸出液中, Pb(Ac)42-与游离Ac-的浓度比越高, 表明浸出硫酸铅的乙酸根利用率随之增大。此外, 根据电中性原则、质量守恒原则和同时平衡原理, 计算并绘制了不同HAc和NaAc比例的初始液浸出硫酸铅平衡后各溶解物种的lgc-[Na]/[Ac]T图, 表明总乙酸根一定时浸出液铅浓度随着初始液乙酸钠比例增加而增加, 验证性实验结果与热力学计算结果趋势上一致。
NaCl-CaCl2熔盐体系中电脱氧制备金属Fe的工艺研究
王有群, 林如山, 何辉, 王欢, 刘云海
2020, 11(5): 39-44. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.05.006
摘要(203) HTML (23) PDF[2056](10)
摘要:
在NaCl-CaCl2熔盐体系中采用FFC-剑桥工艺开展了Fe2O3电脱氧制备金属Fe的工艺研究。重点研究了烧结工艺和电解工艺等对熔盐中Fe2O3电脱氧过程的影响。采用SEM分析了烧结后Fe2O3的微观结构, 采用XRD分析了电解前后产物的物相组成, 得到了优化的电脱氧工艺条件为:槽电压为3.2 V, 电解时间为8 h, 烧结温度为800~900 ℃, 黏结剂用量为1.5%~2.5%和电解温度为680~722 ℃。同时, 在该熔盐体系中Fe2O3电脱氧机理为Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe。
从二次资源中分离回收镓的研究进展
邹铭金, 李栋, 田庆华, 郭学益, 许志鹏, 岳喜龙
2020, 11(5): 45-51. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.05.007
摘要(140) HTML (129) PDF[1166](23)
摘要:
镓作为典型稀散金属被广泛应用于无线通讯、LED照明、半导体及太阳能电池等领域, 是重要的战略金属资源。近年来通讯行业发展迅猛, 对镓的需求也越来越大, 从各类含镓资源中回收镓的技术发展备受关注。本文评述了从铝、锌冶炼, 粉煤灰以及含镓工业废料等二次资源中回收镓的方法和技术, 并对其应用性进行了总结与展望。
电镀污泥碳热还原挥发锌、锡和铅的动力学研究
徐家聪, 喻小强, 龚傲, 吴选高, 曹才放, 刘牡丹, 陈志强, 田磊, 徐志峰, 刘勇
2020, 11(5): 52-58. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.05.008
摘要:
含铜污泥是冶金化工行业的工业废水经过处理后的工业废弃物, 目前已被列入国家危险废物名单, 其中含有铜, 锌, 镍, 锡, 铅等多种有价金属, 为了回收其中的有价金属, 文中研究了电镀污泥碳热还原中锌、锡和铅挥发规律及动力学。通过电镀污泥碳热还原实验可知, 当碳热还原温度提高至1 523 K时, 在该温度下碳热还原60 min, Zn的挥发率可达到96.98%, Sn的挥发率可达到96.24%, Pb的挥发率可达到95.37%, 且高温有利于Zn、Sn及Pb的碳热还原挥发。电镀污泥碳热还原动力学实验结果表明, Mckwan反应方程能较好地描述电镀污泥碳热还原反应体系, Zn、Sn及Pb还原挥发活化能分别为149.50、138.01、132.26 kJ/mol, 电镀污泥碳热还原过程受界面化学反应控制。
非均一极距对稀土电解多相流影响的数值模拟及实验验证
刘庆生, 程华金, 谈成亮, 邱建民, 李华杰
2020, 11(5): 59-68. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.05.009
摘要:
为了研究极距非均一性对电解槽电、热、流场的影响, 引入一个函数D表示极距的非均一性, 建立了极距非均一性数学模型, 模拟了非均一性极距下电场、温度场的分布规律, 以及计算了非均一性极距下的流场、气泡和金属液滴的分布状况。通过研究4种不同极距非均一性D, 分析可得:当D在1~1.48范围内增大时, 阴极两侧极间电流分布变化逐渐不对称, 发热量减小, 气泡含量及紊流强度发生改变, 且阴极稀土金属液在滴落的过程中, 偏离电解槽中心线角度为0°~30°, 但此时电解槽槽况稳定, 可以落入槽底的坩埚内; 当D=1.73时, 偏离角度为43°, 槽况恶劣, 此时稀土金属便不能落入坩埚内, 需要更换新阳极, 以保证正常电解。本文通过等距压降法对阳极电流分布进行测量, 并对比分析了实际电流测量值与模拟电流值, 其计算误差为2.7%~5.6%, 因此通过数值模拟可以反映出极距非均一性对阳极电流分布不均的影响, 为优化实际生产中的流程操作, 提高电解效率, 降低能耗提供保障。
高碱性脉石低品位氧化铜矿提铜研究进展
彭宇, 肖发新, 孙树臣, 涂赣峰, 陈国宝
2020, 11(5): 69-74. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.05.010
摘要:
高碱性脉石低品位氧化铜矿属于"三高一低"的难处理的氧化铜矿, 其矿石具有高钙镁、高含泥量、高氧化率和低铜品位的特点。本文综述了该类矿物的资源特征、浸出方法和浸出液提铜方法。主要浸出方法包括:浮选法、氨浸法、细菌浸出等。铜氨溶液中提铜方法有萃取法、离子交换法、沉淀法等, 目前氨浸法和产氨菌浸出能有效而经济地浸出, 但氨浸法由于氨的挥发性和产氨菌浸出培养问题都有其缺陷, 因此, 笔者认为常温下低浓度氨浸-萃取或产氨菌浸出-萃取是从高碱性脉石低品位氧化铜矿石提取铜的未来发展方向之一。
还原酸浸对废旧稀土荧光粉中稀土提取的影响
魏渤函, 余时铠, 谢海龙, 周亮, 刘翠丽, 袁远亮, 王瑞祥
2020, 11(5): 75-82. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.05.011
摘要:
为解决废旧稀土荧光粉中高价态Ce、Tb氧化物浸出困难的难题, 在碱熔焙烧预处理的研究基础上, 采用还原酸浸的方法, 以抗坏血酸作为还原剂, 来提高废旧稀土荧光粉的稀土浸出率。实验表明:在HCl浓度为4 mol/L, HCl与水洗渣液固比(单位为:mL/g, 下同)为10:1、抗坏血酸用量为10%、温度为338 K、时间为120 min、搅拌转速为650 r/min的条件下, 稀土浸出率可以达到98%以上。
焙烧铜渣中磁铁矿的物性转变研究
谭晓恒, 郭少毓, 喻相标, 肖杰, 焦芸芬
2020, 11(5): 83-89. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.05.012
摘要:
为探究熔融状态下,焙烧铜渣中磁铁矿的物性转变,对铜渣进行了CO/CO2气氛下熔融氧化焙烧实验。考察了CaO添加量与焙烧温度对于渣中Fe2SiO4向Fe3O4转变过程和Fe3O4迁移并富集的影响。CaO的添加促进了渣中Fe2SiO4向Fe3O4转变和Fe3O4迁移富集,而选择适宜的焙烧温度才能最大程度让Fe3O4迁移富集。最后发现在CaO添加量为铜渣质量的25 %,焙烧温度1 300 ℃,保温时间2 h,CO2和CO体积比为190:10的条件下焙烧铜渣,铜渣中的Fe2SiO4基本完成了向Fe3O4转化,且Fe3O4迁移与富集程度较好。
铝电解废阴极炭块水浸研究
张周, 陈雯, 谢文东, 彭忠平
2020, 11(5): 90-94, 117. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.05.013
摘要:
对铝电解废旧阴极炭块进行XRD分析,了解物相成分后反复水浸,研究水浸次数及温度对铝电解废旧阴极炭块中不同电解质浸出情况。每次水浸实验采用1~2 mm的废旧阴极炭粒,固液质量比1:5的条件下进行实验,过滤得到水浸液和炭粒,蒸发结晶水浸液并进行物相分析。实验结果表明,铝电解废旧阴极炭浸出蒸发结晶量随温度的升高,第1次浸出蒸发结晶量最大,再次水浸蒸发结晶中氟的百分含量增大。浸出温度增加30 ℃后首次浸出氟含量是升温前第1次浸出和第2次浸出氟含量总和。130 ℃浸出F、Al、Na效果较优。
稀土铈在电催化水分解中的应用研究进展
钟海, 张倬, 佘雪峰, 王静松, 薛庆国
2020, 11(5): 95-105. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.05.014
摘要(115) HTML (28) PDF[4441](14)
摘要:
氢气(H2)热值高、无污染,可以有效缓解日益严重的能源和环境危机;高效的电解水催化材料可以极大地降低水分解成氢气和氧气的过电位,提升水的分解效率。稀土元素铈(Ce)具有较强的氧化还原能力,将Ce引入电解水催化材料中可大幅提高电催化材料的催化效率,目前该类材料已经得到了国内外学者的广泛关注。文中主要介绍了Ce在纳米颗粒修饰、骨架、氢氧化物以及金属有机框架等方面构筑电催化材料,归纳了国内外含Ce催化材料在析氢反应与析氧反应中电催化性能和机理的研究进展,针对Ce或其他稀土元素在电催化材料中的应用进行了展望。
2-(2-苯并咪唑基)-6-甲基吡啶-1,1'-联萘-2,2'-双二苯膦铜(I)配合物
鞠鹏, 彭丹, 陈星玮, 曾繁中, 舒文贵, 彭亮亮, 陈景林
2020, 11(5): 106-110. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.05.015
摘要:
以[Cu(CH3CN)4](ClO4)、1, 1’-联萘-2, 2’-双二苯膦(BINAP)和2-(2-苯并咪唑基)-6-甲基吡啶(Hbmp)为起始原料,合成得到一例铜(I)单核配合物[Cu(Hbmp)(BINAP)](ClO4) (1), 并对其结构和光物理性质进行了表征。X-射线单晶衍射表明,配合物1的一价铜离子与Hbmp上的2个N和BINAP上的2个P相连接,产生一个以一价铜离子为中心的变形四面体。配合物1在340~450 nm范围有一个弱的低能量宽吸收,其归属于Cu(I)到Hbmp的金属到配体电荷转移(MLCT)跃迁。配合物1在溶液和固态均具有良好的光致发光性质。
阳离子引入对CsPF6:Mn4+红色荧光粉发光性能的影响
何盛安, 徐范范, 吴迪, 王智伟, 彭家庆, 叶信宇
2020, 11(5): 111-117. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.05.016
摘要:
采用共沉淀法在室温条件下合成了CsPF6:Mn4+荧光粉,研究了Li+、Na+、K+阳离子的引入对CsPF6:Mn4+荧光粉发光强度的影响。所制备的系列荧光粉样品均为立方结构纯相。在蓝光激发下,呈现最强峰位于634 nm处的一系列窄带红色发射。加入K+和Li+后,发光强度增强,加入Na+后发光强度有所减弱,其中加入K+的CsPF6:Mn4+荧光粉发光强度最强。CsPF6:Mn4+, K+荧光粉的发射强度随着温度的上升先增强然后由于非辐射跃迁的增加而降低,在423 K时达到最大值,发射强度相较于未引入阳离子的荧光粉发射强度亦增强。阳离子的引入可以有效提升CsPF6:Mn4+荧光粉的发光性能。
湿法炼锌渣中银的回收
彭忠平, 沈强华, 何乾, 张周, 雷晋淇
2020, 11(5): 118-126. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.05.017
摘要:
在湿法炼锌工艺中锌精矿中的银主要富集在酸性浸出渣中,此矿样的浸出渣中Ag的品位约为234 g/t,还含有Zn、Pb等可重复利用金属,研究Ag、Zn、Pb等的回收再利用具有十分重要的意义。本文以酸性浸出渣为原料进行了物理分选、还原焙烧、直接熔炼法以及氧化焙烧-氰化提银的试验,重点研究了物理分选过程Ag、Zn、Pb的富集走向及氧化焙烧-氰化提银工艺中氯化钠用量、焙烧时间及温度对Ag浸出率的影响。研究得出:高温高酸浸出后浮选可使Zn和Ag得到富集;浸出渣酸浸后熔炼使粗铅中的Ag和Pb富集,Ag品位可提高6倍;并通过试验得到了较优的氧化焙烧和氰化浸出提银工艺参数。
Nd(III)在NaF-KF熔盐钨电极上电化学行为
黄晶明, 张晓虎, 田亚斌, 叶昌美, 石忠宁, 杨少华
2020, 11(5): 127-133. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.05.018
摘要:
钕铁硼磁体中稀土元素钕占据较大比重,从钕铁硼废料回收稀土有重大意义。为进一步了解钕在高温下氟化物熔盐的行为,本文在1 063 K采用NaF-KF(摩尔比2:3)电解质体系,加入质量分数为1%的NdF3,以Pt为参比电极,钨棒为对电极,用循环伏安法等电化学暂态测试研究了Nd(III)在惰性钨电极上的电化学过程,探究Nd(III)的还原机理。结果显示:Nd(III)于NaF-KF-NdF3熔盐中在惰性钨电极上的电化学还原过程是受扩散控制的不可逆的一步反应:Nd(III)+3e-=Nd,1 063 K时循环伏安法得到Nd(III)的扩散系数为2.107×10-5 cm2/s,钕的成核机制为瞬时成核。
石墨烯负载镍基多金属氧酸盐负极材料及其电化学性能
尧世文, 黄文进, 舒波, 夏书标
2020, 11(5): 134-141. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.05.019
摘要:
能源危机是目前全球关注的重要问题。锂离子电池(LIB)由于其能量密度高,循环寿命好,环境友好等,已成为当前最热门的新能源技术。尽管商用的碳负极能有效降低锂枝晶的生成,但是其在储能密度方面仍然达不到人们日益增长的需求。因此,设计合成新型的锂离子电池电极材料是突破高能锂离子电池瓶颈的关键问题之一。本文作者成功合成了一种石墨烯负载多金属氧酸盐-有机骨架材料(Ni-POMs),并且将该材料用于锂离子电池负极。扫描电镜(SEM)分析显示Ni-POMs材料具有规则的六棱柱形状,X-射线衍射(XRD)测试结果显示实验样品的衍射峰与计算模拟衍射峰一致。石墨烯负载后样品的形貌出现部分破坏,但仍可以观察到六棱柱形状。在100 mA/g电流密度下,经过50次循环后Ni-POMs材料的放电比容量可达到717 mAh/g。在800 mA/g的电流密度下,循环500次后仍能保持82.2%的容量保持率。经过石墨烯负载后,Ni-POMs@GO材料的循环性能和倍率性能进一步得到提升。Ni-POMs@GO电极的材料循环稳定性主要得益于其独特的多孔特性和高化学稳定性,石墨烯负载后为材料提供了电子传输通道,进一步提升了其电化学性能。
锌粉置换镓锗渣加压氧化浸出的生产实践
张伟, 宫晓丹, 周科华, 吴才贵, 张登凯, 陈龙义, 邓孟俐
2020, 11(5): 142-147. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.05.020
摘要:
介绍了丹霞冶炼厂综合回收锌粉置换镓锗渣浸出镓锗铜有价金属的生产实际情况,浸出流程设计采用原料氧化烘焙预处理与二段逆流加压氧化浸出加一段常规浸出,以及独立的混酸浸出工艺,镓、锗、铜浸出率分别为94%、94%和95%。在2017年试生产期间镓、锗、铜金属浸出率分别为94.06%、59.37%和98.90%,通过对锌粉置换镓锗渣成分和浸出机理的分析,基于最小化学反应量原理优化改进原有流程,取消氧化烘焙预处理操作单元,强化二段加压氧化反应条件,抑制溶液硅凝胶生成,锗的年平均浸出率由2017年59.37%提高至2019年的75.35%,镓、铜金属浸出率分别升高了0.75%和0.12%,优化后生产费用年节约355万元,流程更精简,生产现场更安全环保。
铜火法冶炼过程中新型脱杂剂的应用实践
于海波, 班卿, 刘大方, 何恩, 陈福光, 罗远富
2020, 11(5): 148-153. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.05.021
摘要:
通过对铜火法吹炼、精炼过程中铅、砷、锑、铋等主要杂质的分布状态、脱除机理和物相进行分析研究,开发出一种新型脱杂剂(主要成分为含钠钙的高活性碳酸盐),通过新型脱杂剂在铜火法吹炼、精炼段的生产应用,形成了铜火法吹炼、精炼联合除杂工艺,砷、锑、铋脱除率分别由42.19%、22.98%、74.02%提高至54.18%、36.35%、80.41%,确保了高杂原料条件下的阳极铜质量稳定,拓宽了公司原料适应范围。
高氯锌浸出液铜渣脱氯试验及应用
彭造伟, 孔俊杰, 廖园园
2020, 11(5): 154-160. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.05.022
摘要(117) HTML (15) PDF[1185](12)
摘要:
锌精矿在浸出过程中氯离子在溶液中不断富集,使氯离子在系统溶液中的含量达到780 mg/L。如何高效、环保、低成本的脱氯成为湿法冶炼共同面对的问题,本文研究采用铜渣作为脱氯剂应用于湿法炼锌溶液脱氯。小试后溶液脱氯率可达76%。后期采用铜渣脱氯的实验参数运用于工业生产中,铜渣脱氯率可到75%以上,铜渣作为一种锌湿法冶炼副产品,铜渣脱氯技术得到很好的利用,铜渣除氯对氯离子的脱除率较高,对环境无污染,脱氯成本低,湿法冶炼系统溶液不会代入杂质离子,安全可靠。但对于脱氯铜渣的回收及循环利用过程中产生的碱洗水的处理成本较高。

敬  告

为进一步规范期刊查阅、引用、统计等,现对我部编辑出版的《有色金属科学与工程》英文刊名全称和英文刊名缩写公告如下:

英文刊名全称为:Nonferrous Metals Science and Engineering

英文刊名缩写为:Nonferr.Met.Sci.Eng.