绿色矿冶

摘要:充填料浆泌水对接顶率、挡墙压力及充填体力学性能均有较大影响，然而目前对料浆的泌水机制认识不明。为此，研究了灰砂比、料浆质量分数、颗粒级配及减水剂掺量对充填料浆泌水特征的影响，同时结合计算机断层扫描技术(CT)分析了泌水过程细观结构的演变。研究结果表明，料浆的泌水受到颗粒级配、灰砂比、质量分数及减水剂掺量的影响，增加细颗粒含量、灰砂比、质量分数均可以显著降低料浆的泌水，而掺入减水剂提高料浆泌水离析的风险。结合CT测试结果和多孔网络建模，充填料浆泌水过程可划分为5个阶段：诱导期、加速期、恒定期、密实期及固结期，在整个泌水周期内伴随着泌水通道的形成、发育及闭合演变。研究结果对深入认识料浆泌水过程以及实现充填料浆泌水调控具有重要意义。

摘要:冲击速度及时间是破碎机设计过程中的重要参数。为优化破碎机的工作参数，降低能耗及提高效率，以青砂岩为研究对象，运用工程仿真软件ANSYS-Workbench对青砂岩的冲击过程进行瞬态分析，研究不同下落高度下的岩石冲击时间。结果表明，青砂岩冲击过程的加速度变化可分接触前不变、迅速增大、缓慢减小及接触后不变共4个阶段；青砂岩的冲击时间较短，一般为毫秒等级，且随下落高度的增大而增长。该结果对破碎机设计优化具有理论指导意义。

摘要:为有效治理工作面粉尘，保证煤矿井下的安全高效生产，以孙家岔龙华煤矿20202回风巷快掘工作面为例，通过分析工作面的产尘特点及粉尘运移分布规律，再针对主要尘源点开展粉尘治理技术研究。结果表明，20202回风巷快掘工作面主要尘源为掘锚机滚筒连续高强度截割和垮落冲击产尘。快掘工作面粉尘随风流进入涡流区，使得高浓度粉尘主要集中于涡流区域内，粉尘浓度超过1000mg/m³，但粉尘在后方扩散范围较小。进而提出了“抑尘、控尘、除尘”有机综合治理粉尘技术体系，研发了长度1.5m、重量不超过5kg、能够四周径向出风、前端轴向出风、轴径向调风简便的快接控风除尘装置，机载式负压除尘系统及配套工艺，形成配套的防尘工艺技术及装备。上述综合治理技术在工作面应用后，掘锚机平台工人操作地点降尘效率达88.1%；掘锚机后4~5m处降尘效率达81.21%，有效实现了工作面的粉尘综合治理。

摘要:转炉钒渣是一种含钒、钛、铬的多金属矿产资源，可利用价值非常高。本文综述了钒渣传统提钒工艺和新工艺的原理、工艺流程和工艺特点，并展望了钒渣综合利用的发展方向。传统钒渣提钒工艺为钠化焙烧-水浸工艺和钙化焙烧-酸浸工艺，后续陆续开发了无盐焙烧-酸浸工艺、镁盐焙烧-酸浸工艺、锰盐焙烧-酸浸工艺等改进工艺。这些传统工艺的特点为：钒渣先经过高温氧化焙烧后，再通过水浸或酸浸提钒。亚熔盐法和硫酸氧压浸出法等新工艺的特点则是钒渣无需氧化焙烧，在一定的氧气压力作用下直接通过酸浸或碱浸提钒。通过构建合理高效的酸浸或碱浸冶金物理化学新体系，采用湿法浸出工艺直接提取钒渣中的钒、钛和铬并综合回收铁、锰等有价元素，将是钒渣综合利用的发展方向。

摘要:提出一种新型的从废旧锂电池正极材料中回收镍、钴、锰、锂的工艺。采用两次碳热还原-湿法浸出工艺回收正极材料中的镍、钴、锰以及锂金属，并对正极材料中有价金属的回收机理及工艺进行研究。结果表明，采用两次碳热还原工艺优先提取锂金属，在焙烧温度650℃、掺碳量8%、水浸时间2h、热解温度95℃，热解时间4h的最佳条件下，锂回收率能达到88.7%，制备的产品碳酸锂纯度为98.84%；采用湿法浸出工艺回收镍、钴、锰有价金属，在高酸浸出工序双氧水加入量为理论量的1.2倍，浸出温度60℃，浸出时间2h，溶液pH值1.5，除铁铝工序温度90℃、反应时间2h，溶液pH值3.5的最佳条件下，镍、钴和锰回收率分别达到99.4%、99.5%、98.9%。

摘要:通过采用“焙烧脱氨-溶解造液-氧化除铁-P204萃取除杂-蒸发结晶”工艺对铜电解副产品粗硫酸镍进行精制提纯。实验结果表明，经过40min焙烧脱氨后，粗硫酸镍中几乎不存在铵根离子，以H2O2为氧化剂，Ni(OH)2为中和剂，在反应时间为60min，反应温度60~70℃，不调整酸度的条件下，铁、砷的脱除率分别为98.8%、94.3%；以P204为萃取剂，镍的萃取率仅为0.72%，杂质钙、铜、铁、锰、锌的萃取率都大于99%，萃余液中钙、铜、铁、锰、锌的浓度都低于10mg/L；最终通过蒸发结晶得到的硫酸镍的主品位大于22%，达到行标HG/T 2824—2022的精制硫酸镍产品要求。

摘要:以湿法炼锌阳极泥还原浸出液为对象，采用铁矾法除钾钠、中和水解沉铁、氟化锰除钙镁、硫化氢除重金属、蒸发浓缩结晶方法制备电池级硫酸锰（合格品），并进行单因素实验，考察了分步净化除杂工艺条件的影响。结果表明，在铁与钾+钠物质的量比为5、中和水解沉铁pH=4.0、氟化锰过量系数1.4、硫化氢用量0.2mol、温度60~97℃条件下，溶液中钾、钠、钙、镁浓度均低于60mg/L，铁离子浓度小于1mg/L，重金属铅、锌等离子浓度均小于5mg/L；该溶液经水浴搅拌4~6h后蒸发结晶，所得结晶产物在105℃下烘烤12h，即可得到一水硫酸锰产品，其化学成分达到标准要求，其XRD和SEM-EDS结果表明一水硫酸锰纯度高，颗粒分布较为集中，表面粗糙但无絮状物。

摘要:铝用阴极炭块炭素焙烧烟气成分复杂，含有大量的颗粒物、沥青烟、二氧化硫、氮氧化物等高浓度污染物。本文提出一种沥青烟超低排放技术，采用铝用阴极炭素生产原料粉作为吸附粉料，吸附后的含沥青粉料返回到车间继续作为生产原料使用。介绍了该技术的工艺流程、关键装置，并研究吸附粉料的粒径、比表面积和吸附效果。该技术在某炭素厂应用，连续6个月稳定运行，实现危废零排放，且未出现管道堵塞、糊袋等现象，改造后焙烧烟气中颗粒物浓度由15.9mg/m3降至1.7mg/m³，二氧化硫浓度由96.0mg/m³降至13.0mg/m³，沥青烟排放浓度由33.5mg/m3降至12.8mg/m³，烟气处理效果较好。

摘要:富氧侧吹工艺技术在危废资源化利用方面得到了广泛应用，尤其在有色金属危废资源化方面。本文介绍了富氧侧吹工艺的流程、设备，并分析富氧侧吹工艺处理危险废物过程的机理，包括燃烧过程、金属氧化物的还原过程、造渣过程，介绍危废主要组分如水分、有机物、硫、氟、氯、重金属元素的走向，以期更清楚地掌握该工艺优化的核心以及明确后续提高工艺水平的方向，为后续资源化利用工艺的提升提供技术支撑。

摘要:煤炭焦化工艺副产大量焦炉煤气，焦炉煤气中氢气含量为55%~60%(体积分数)，经提纯处理后氢气可广泛应用于化工行业。氢气是光伏多晶硅生产的主要原料之一，在多晶硅生产过程中用点较多、用量较大。本文主要研究焦炭工艺副产氢气经过PSA深度纯化后用于多晶硅生产系统的可行性。实验结果表明，经过深度纯化后的焦炭工艺副产氢气纯度稳定在5N以上且不含有机杂质甲烷，满足多晶硅生产的要求。焦炭工艺副产氢气生产的多晶硅杂质含量大部分均低于原水解制氢，虽然C杂质含量波动较大，但其均值达到电子级2级品要求。采用煤焦化工艺副产的氢气替代传统的电解水制氢，多晶硅生产成本可降低270~360元/t。

摘要:有色冶炼行业处理含砷精矿时会产生高温含砷烟气。常规含砷烟气回收工艺为一步骤冷法，存在粗砷中三氧化二砷产品品位低、电除尘器收尘效率及使用寿命降低等问题。为此，本文提出含砷烟气分级骤冷处理新工艺，即对烟气进行分级吸收降温，在电除尘器进口设置一级骤冷塔，将烟气内的三氧化硫、氟化氢、氯化氢等杂质喷淋吸收，在电除尘器出口设置二级骤冷塔，利用喷淋液态水对烟气进行急冷降温，有效提高二级骤冷塔后收砷系统粗砷中的三氧化二砷品位。进行工艺优化后，产出三氧化二砷的品位达95%以上，远高于一步骤冷方法产出三氧化二砷70%~80%的品位，且提高了烟尘中金、银、铜等有价金属的回收率。在投矿品位相同时，分级处理工艺可大幅降低收砷系统粗砷产量及相应的处置费用，更利于粗砷的资源化利用，可为企业带来明显的经济效益。

摘要:拜耳法溶出赤泥中的铁矿物（铝针铁矿和赤铁矿）含量达到60%以上，可替代高铁矿石作为辅料调配烧结法熟料，提高氧化铝净溶出率。本文先从理论出发，并进行了实验室实验，分析采用赤泥配矿后烧结用矿品位的变化、熟料化学成分、熟料溶出指标以及熟料溶出沉降性能，并与高铁矿石配矿模式下的指标进行对比。实验结果表明，使用低温拜耳法赤泥调配烧结法熟料，熟料的氧化铝含量及铝硅比A/S有所下降，但氧化铝及氧化钠的标准溶出率基本相当，熟料溶出后粗液的吸光度有所降低，熟料溶出产生的赤泥的沉降压缩性能相当。因此，使用低温拜耳法赤泥调配烧结法熟料在工艺上可行。采用赤泥配矿后，生产实际现场通过调整熟料碱比和钙比、修正[F/A]控制范围、调整生料浆固定碳含量等措施，达到了烧结法氧化铝生产运行指标的优化提高，既降低了烧结法系统的用矿成本，又实现了赤泥的再利用，对国内低品位铝土矿烧结法氧化铝生产在提高氧化铝净溶出率方面具有一定的借鉴意义。

摘要:羟肟酸在铝土矿浮选中对提高精矿品位起着非常重要的作用。本文讨论了苯甲羟肟酸合成生产工艺的影响因素，通过调整物料添加比例、优化冷却系统、延长反应时间等措施优化苯甲羟肟酸合成工艺。优化后，苯甲羟肟酸含量提高，同时盐酸羟胺的用量也降低了约17%，不仅降低生产成本，改善工作环境，而且选矿指标也显著提高。由于合成盐酸羟胺的原料有剧毒，且合成率低，价格高，探讨了硫酸羟胺替代盐酸羟胺的可行性，并对硫酸羟胺合成苯甲羟肟酸工艺进行了优化。结果表明，硫酸羟胺生产的苯甲羟肟酸指标达标，且满足铝土矿选矿需要，可以替代盐酸羟胺合成苯甲羟肟酸，缓解了产品紧张局面，降低了生产成本。

摘要:选取湖北某矿区重金属污染土壤，通过钝化实验和金属赋存形态分析实验探究了经高炉矿渣（BFS）及其与磷酸二氢钾（MKP）的复配材料修复前后重金属Cu、Pb、Zn的浸出毒性及赋存形态的变化情况。结果表明，BFS-MKP复配材料对土壤的钝化效果优于BFS单独处理，BFS-MKP复配材料对土壤中Cu、Pb的钝化效果要优于Zn，针对Cu、Pb的钝化效率最高分别达到86.1%与88.2%。此外，BFS-MKP复配材料可以促进土壤中活性较高形态的Cu、Pb向较稳定的形态转化。添加复配材料并养护28d后，土壤中可交换态Cu、Pb含量占比可分别从16.6%、22.7%最低降至0.6%、4.3%，而残渣态Cu、Pb含量占比可分别从64.3%、41.7%最高升至89.3%、81.9%。

摘要:本文以某市生活垃圾和高温蒸煮处理后医疗废物为研究对象，通过对比分析两者的理化性质、焚烧技术指标、焚烧烟气排放标准限值，并进行生活垃圾和医疗废物比例1∶50的掺烧试验，探讨生活垃圾中掺烧医疗废物的可行性及其影响。分析结果表明，生活垃圾和医疗废物组分、焚烧技术标准要求存在一定差异，主要是因为生活垃圾和医疗废物两者的组分含量不同，但两者在烟气净化处理系统、炉渣的处置和热能利用等方面的要求基本相同；掺烧后烟气排放中SO₂、NO_x、HCl和二噁英的含量有所增加，但仍控制在国标范围内；掺烧对烟气中CO及颗粒物含量无明显影响；掺烧后烟气净系统耗材石灰和尿素的使用量增加上述结果验证了生活垃圾中掺烧医疗废物的可行性。

摘要:生物质热解气化是生物质能利用的关键技术，研究秸秆生物质的热解气化特性对于高效利用我国农村大量的生物质秸秆资源具有重要意义。本文以我国农村典型的小麦秸秆和水稻秸秆为研究对象，基于管式炉系统自行搭建了生物质热解气化实验平台，研究了小麦秸秆和水稻秸秆在N₂气氛中热解气化产气规律，分析了不同热解温度对其热解产气的影响机理。研究结果表明，随着热解温度的升高，秸秆热解过程中依次产生CO、CO、CH₄和H₂等4种气体，合成气中CO的含量越来越多，且在高温阶段小麦秸秆热解出现了第二次CO产率峰值；CO主要来源于纤维素热解，其次是半纤维素的热解；而CO₂和CH₄的含量出现先增加后减小的趋势，H₂的含量则持续升高，这是因为高温时CH₄受热易分解生成H₂，同时—CC—和—CH—的断键重组及挥发分的二次裂解反应使H₂含量进一步升高。

摘要:中国硫酸铵主要供应来源为焦化级和己内酰胺级，两者占总供应量的70%~85%，其他分别为氰尿酸级、甲基丙烯酸甲酯级、丙烯腈级以及电厂和各类化工副产。为了更好地了解目前的硫酸铵市场情况，本文基于大量资料和文献分析，对目前硫酸铵的市场供应和需求情况作出了总结，并分析了硫酸铵产业存在的问题以及未来5年市场运行趋势，对硫酸铵产业发展提出了建议。