• 2023年第39卷第2期文章目次
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    • >行业视点
    • 电解铝企业节能降碳应对策略探讨

      2023, 39(2):1-4. DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2023.02.001

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      摘要:在当前“碳中和、碳达峰”目标背景下,针对当前电解铝行业碳排放较高的问题,分析电解铝企业碳盘查的主要关注点,包括碳核算边界的确定、核算范围及方法、碳排放管理等,并结合当前电解铝企业的发展情况,提出提升清洁能源比例、使用高品质预焙阳极、升级改造现有槽型、节能技术创新、加强生产管理、建立碳排放管理体系、加大废铝回收利用等应对策略,探讨促进电解铝节能降碳高质量发展的路径。

    • 电解铝生产温室气体排放探讨及减排方向

      2023, 39(2):5-10. DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2023.02.002

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      摘要:

      本文介绍了温室气体排放相关的标准、分类和计算方法,重点介绍电解铝工序的碳排放计算方法,提出电解铝生产的减碳方向。电解工序的碳排放涉及直接排放(范围一)和间接排放(范围二),即净阳极消耗和阳极效应产生的PFCs排放以及外购电力排放。按推荐值计算的净阳极消耗吨铝排放为1.503tCO2e,阳极效应产生的PFCs吨铝排放量为0.252tCO2e。根据实测数据计算的阳极净耗吨铝排放量基本在1.5tCO2e以下,而由实测数据计算的吨铝PFCs排放波动较大,为0.32~2.38tCO2e,均大于0.252tCO2e。电解铝生产消耗的电力是铝生产过程最大的间接排放,由于供电排放因子的不同,其排放量为0~16.2tCO2e/t。规范统一的计算测定方法是得到准确排放量数据的前提。国家相关部门和大型铝业集团应积极组织测定电解铝行业的直接排放,尤其是PFCs排放。降低阳极消耗,减少阳极效应是降低电解铝工序直接排放的关键,节电则是降低间接排放的关键,节约氧化铝等原辅料的消耗是重要手段,采用排放因子低的绿电也是减碳的重要方向。

    • 新能源汽车动力电池回收利用进展、挑战和建议

      2023, 39(2):11-13. DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2023.02.003

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      摘要:随着新能源汽车渗透率快速提升,动力电池回收产业驶入了发展快车道。本文梳理了我国动力电池回收利用政策体系,分析了动力电池回收利用产业发展现状。目前,新能源汽车动力电池回收存在回收利用渠道不畅、技术储备和标准规范有待完善等问题。针对上述问题,提出了促进动力电池回收利用产业高质量发展的对策建议,一是改进动力电池设计,实现动力电池标准化、易拆解、易回收;二是创新回收利用商业模式,规范回收渠道和完善回收网络;三是进行技术开发,推广安全环保高效回收技术;四是完善政策措施和监管机制。

    • 新时期新能源参与电力市场路径

      2023, 39(2):14-18. DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2023.02.004

      摘要 (0) HTML (0) PDF 790.91 K (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文分析了当前我国新能源发展存在的问题,介绍了国内外现行新能源并入电力市场的模式,并就中国加速建构新时期电力市场体系给出建议。我国新能源发展目前存在电网消纳能力不足、政府补贴力度降低、技术水平偏低、参与电力市场的模式不清晰等问题。目前,应从持续完善电力市场对新能源的配套政策、提升电力市场对可再生能源的适应性、提升电力系统调节能力、系统优化配额设计、推动绿证市场与碳市场协同发展等方面加速新能源参与电力市场,构建完善的新时期电力市场体系。

    • >绿色冶金
    • 铜冶炼高温电除尘试验研究

      2023, 39(2):19-23. DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2023.02.005

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      摘要:为了实现铜冶炼高温烟气粉尘的高效脱除,本文分析高温烟气领域除尘技术研究现状,搭建了基于铜冶炼烟气工况的高温电除尘中试装置,分析了炼铜粉尘的形貌、粒径等特性,研究了不同烟气流速、电压对除尘效率的影响,得出电除尘关键参数最佳设置方法。结果表明,高温电除尘器烟气流速为0.48m/s时,烟气颗粒既不会造成高温电除尘器严重积灰,也不会导致大量颗粒大量逃逸,除尘效率最佳;电场电压越高,出口粉尘浓度越低,除尘效率越高,实践中要在满足除尘效率的前提下寻找能耗最低的电压值。在福建某铜冶炼厂进行高温电除尘技术工程应用试验,测试结果表明,高温电除尘器出口烟气含尘浓度由2.19g/m3降至62mg/m3,除尘效率大于97.1%。

    • 真空碳热预还原-盐酸浸出钛精矿制备人造金红石的研究

      2023, 39(2):24-29. DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2023.02.006

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      摘要:本文以钛精矿为原料进行真空碳热预还原-盐酸浸出实验,并分析真空碳热还原温度对金属失重率、金属化率、炉内压强以及Fe、Si和Mg挥发情况的影响,以及研究盐酸浸出中不同固液比、盐酸浓度、酸浸时间对人造金红石品位的影响,从而得到真空碳热预还原-盐酸浸出钛精矿制备人造金红石方法的最佳反应条件。试验结果表明,随着还原温度升高,金属化率和失重率逐渐增加,Fe、Si和Mg的挥发率逐渐增大,还原温度选择1500℃为宜;盐酸浸出最佳条件为盐酸浓度15%、固液比1〖DK〗∶5、酸浸时间20min、搅拌速度120r/min。真空碳热预还原可使钛精矿的杂质含量降低,使杂质铁还原形成细小的球状颗粒,使其比表面积大大增加,从而降低酸解的反应温度、压强和反应时间,在常压条件下采用盐酸浸出方法即可以快速还原得到高品位的人造金红石。

    • 聚丙烯酰胺(PAM)对冶炼烟气净化稀酸杂质沉降的影响

      2023, 39(2):30-33. DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2023.02.007

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      摘要:有色冶炼原料多为金属硫化物,火法冶炼过程中产生大量的二氧化硫烟气,通常冶炼烟气用于制酸。在制酸净化工序中,稀酸捕获大量烟气中的含尘杂质,经高效沉降槽沉降后,上清液返回系统,底流送入压滤机过滤,含有价金属的滤饼返回冶炼系统回收。由于冶炼烟气量和杂质含量波动较大,如要满足所有工况下的除杂效率,需增大沉降槽有效沉降面积或提高颗粒沉降速度,导致成本增加。本文进行了使用絮凝剂PAM提高净化稀酸杂质沉降速度的可行性分析,探究不同PAM加药量对净化稀酸杂质沉降的影响,为沉降槽选型提供参考数据,以期提高沉降效率,减小设备规格。实验结果表明,PAM的添加对冶炼烟气净化稀酸中的颗粒沉降有积极作用,对冶炼烟气净化稀酸的成分无显著影响,不会影响烟气净化效果。

    • 钌铱及铱钽氧化物涂层钛电极加速寿命及失效原因研究

      2023, 39(2):34-38. DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2023.02.008

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      摘要:采用加速寿命试验研究对比RuO2IrO2/Ti及IrO2Ta2O5/Ti两种涂层电极的加速寿命,并研究了水中不同浓度氟离子对这两种电极加速寿命的影响。试验结果表明,IrO2Ta2O5/Ti电极的加速寿命约为RuO2IrO2/Ti电极的加速寿命的40倍。水中氟离子对两种电极加速寿命有明显影响,当氟离子浓度为1mg/L时,即可使RuO2IrO2/Ti电极的加速寿命下降22%,使IrO2Ta2O5/Ti电极的加速寿命下降82%。氟离子具有很强的渗透性和腐蚀性,会使表面氧化物薄膜脱落,使钛基底暴露于电解液中被氧化成二氧化钛,导致电极完全失效。扫描电子显微镜、能谱分析结果表明,电极催化层中有效成分的溶解、电极催化层的开裂和剥落引起的钛基底暴露和氧化可能是导致电极失效的直接原因。

    • 粉煤灰所产新型氧化铝电解过程中流场仿真研究

      2023, 39(2):39-43. DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2023.02.009

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      摘要:本文以粉煤灰提取的新型氧化铝为电解原料,根据新型氧化铝性能特点,基于200kA铝电解槽开展仿真计算,研究电解槽内电解质流场和新型氧化铝浓度的分布,分析影响新型氧化铝溶解、扩散及对流的传质因素,掌握新型氧化铝电解过程中溶解输运性能。结果显示,新型氧化铝在电解质中溶解速度快、分散均匀,电解质流场稳定,电解质出铝端和烟道端角部位置的氧化铝溶解最快。在实际生产中,通过合理配置下料器及下料点控制氧化铝浓度的分散、输运,可保持氧化铝浓度分布均匀、电解质流场稳定,有利于减少阳极效应和提高电流效率。

    • >能源材料
    • 镁电池的研究进展

      2023, 39(2):44-48. DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2023.02.010

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      摘要:本文对比了镁电池与锂电池、锌锰电池的性能,综述了镁锰干电池、镁二次电池、镁海水电池和镁空气电池的结构、优缺点、目前应用以及存在的问题,并指出镁的氧化性、镁离子的负差效应、镁的抗蠕变性能低以及易发生自腐蚀反应会影响到镁电池的性能,解决这些问题是今后各种镁电池的主要研究方向和内容。

    • 中高镍三元前驱体制备影响因素研究

      2023, 39(2):49-54. DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2023.02.011

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      摘要:本文讨论镍钴锰三元前驱体制备过程中的反应机理,以及制备中高镍前驱体Ni65Co7Mn28(OH)2过程中含固量、搅拌速度、氢氧化钠浓度、反应温度、氨水浓度、pH值对三元前驱体比表面积、振实密度、粒度分布宽度等物性指标的影响。实验结果表明,随着含固量升高,三元前驱体振实密度逐渐增大,比表面积变小,粒度分布宽度无明显变化;随着搅拌速度的升高,三元前驱体振实密度逐渐增大,比表面积变小,粒度分布宽度变宽;随着反应温度升高,三元前驱体振实密度逐渐变小,比表面积增大,粒度分布宽度变窄;随着氨水浓度升高,三元前驱体振实密度逐渐增大,比表面积变小,粒度分布宽度无明显变化;随着氢氧化钠浓度增加,三元前驱体振实密度逐渐增大,比表面积变小,粒度分布宽度变宽;pH值升高时,比表面积增加明显,振实密度和粒度分布宽度变化不明显。在含固量84g/L、氢氧化钠浓度4mol/L、搅拌速度135r/min、氨水浓度5.5g/L、反应温度65℃、pH值10.8条件下制备的三元前驱体品质较为理想。

    • 三元前驱体废水汽提蒸氨工艺优化研究

      2023, 39(2):55-59. DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2023.02.012

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      摘要:目前比较普遍的三元前驱体废水汽提脱氨工艺有两种,一是采用配置有再沸器与冷凝器的精馏塔,并向再沸器中通入饱和蒸汽作为热源,二是采用只配置冷凝器但无再沸器的精馏塔,并直接从精馏塔底部通入饱和蒸汽作为热源。这两种工艺存在能耗偏高或排向下游废水处理量较大的问题。因此,本文提出了一种优化工艺路线,即配套再沸器但无冷凝器的精馏塔进行蒸氨操作,充分利用精馏塔塔顶蒸汽和塔釜出料液与原料废水进行合理换热,且经过换热后的原料液从精馏塔塔顶进料。并应用Aspen Plus工艺流程模拟软件,对优化工艺与上述两种传统工艺进行模拟计算和指标对比。建模时采用ELECNRTL热力学模型和等效变换以加快收敛。模拟结果表明,优化的工艺结合了两种传统工艺的优点,不但避免了蒸汽热源直接接触物料,使蒸氨塔塔釜废水量减少,而且充分利用了蒸氨塔塔顶蒸汽和塔釜出料液的余热,使整个系统的能耗降低。

    • 三元前驱体材料制备过程中高磁物料回收试验研究

      2023, 39(2):60-64. DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2023.02.013

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      摘要:针对三元高磁物料返溶回收有价金属处理工艺流程长、辅料消耗大等问题,提出了高磁物料低成本净化回收高价金属的工艺,研究了永磁棒搅拌速度、磁场强度对高磁物料浸出液中金属异物颗粒吸附效果的影响,同时研究了聚合硫酸铁、硫酸亚铁等不同添加剂对除铁效果的影响,以及采用锰粉、前驱体事故料作中和剂的除铁效果及对溶液成分的影响。试验结果表明:利用永磁棒吸附高磁物料浸出液中金属异物颗粒具有良好的效果,金属颗粒去除率可达91%,搅拌转速无明显影响,永磁棒磁场强度越大,吸附能力越强;中和水解除铁过程中引入聚合硫酸铁、硫酸亚铁,除铁效果差,且加入聚合硫酸铁后过滤困难,而采用前驱体事故料除铁效果最好,除铁率可达90%以上,且不会引入其他杂质影响溶液质量。

    • >生态环境
    • 基于可见光辐射特性的垃圾焚烧炉膛火焰温度测量方法与装备

      2023, 39(2):65-69. DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2023.02.014

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      摘要:火焰温度是表征垃圾焚烧炉炉膛内燃烧状态的最重要参数之一,测量火焰温度已成为燃烧诊断的主要方式。本文基于城镇生活垃圾火焰特性和CCD图像技术,将图像处理技术、图像标定以及辐射测温原理有机结合,提出一种基于可见光辐射特性的垃圾焚烧炉膛火焰温度测量方法与装备,并将该方法应用于生物质火焰实验以检测其测温精度。结果表明,该图像测温法的测量结果准确性较高,与热电偶测量值的误差小于5%。该方法可以得到焚烧炉火焰的二维温度场分布,具有快速响应、适应能力强、应用范围广等优点。

    • 某锌冶炼退役地块特征污染物识别及“双碳”背景下土壤环境风险管理

      2023, 39(2):70-75. DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2023.02.015

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      摘要:以锌冶炼退役地块为例,分析锌冶炼行业的特征污染物,并依据国家现行的土壤管理规范条例等对“碳达峰”和“碳中和”背景下建设用地的土壤环境管理提出建议。调查分析表明,锌冶炼行业的特征污染物有砷、镉、铅、铜、六价铬、汞、镍、锌、锑、铟、银、钴、PAHs、氟化物、总石油烃、多氯联苯等多种有毒有害物质;原地块内污水处理、原辅料贮存、生产以及固体废物贮存等区域为需要关注的潜在污染区域。在“双碳”背景下,通过完善退役地块的调查工作、构建风险管控体系以及强化绿色低碳修复技术等手段,加强土壤环境风险的管理,可实现土壤污染风险管控、环境质量改善的目标。

    • 高次团粒喷播技术在废弃矿山岩质边坡生态修复中的应用

      2023, 39(2):76-79. DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2023.02.016

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      摘要:长期矿山开采形成了大量高陡裸露边坡,造成山体生态环境破坏、大气污染、水土流失等,矿山生态治理修复迫在眉睫,高次团粒喷播技术在矿山生态修复领域利用广泛。本文以北京房山区某村北部山区废弃矿山为例,利用高次团粒喷播技术进行矿山边坡生态修复,主要从高次团粒喷播技术原理、技术优势、适用条件、施工工艺流程及技术要点等方面进行简要介绍,为同类矿山生态修复提供借鉴。

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