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2024(1):27-33.
DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2024.01.005
摘要:
红土镍矿中含钪量为50~600g/t，从镍钴分离富集过程中同步提取钪金属是未来非常有前景的开发利用钪资源的途径。本文首先分析了当前从红土镍矿中分离提取钪的研究现状，介绍主要提钪工艺流程，随后综述了不同浓度矿酸介质中钪的可能存在形态，以及在高酸度情况下钪的萃取机制、萃取特性和萃取条件，为红土镍矿中钪资源的充分利用提供理论指导。
红土镍矿中含钪量为50~600g/t，从镍钴分离富集过程中同步提取钪金属是未来非常有前景的开发利用钪资源的途径。本文首先分析了当前从红土镍矿中分离提取钪的研究现状，介绍主要提钪工艺流程，随后综述了不同浓度矿酸介质中钪的可能存在形态，以及在高酸度情况下钪的萃取机制、萃取特性和萃取条件，为红土镍矿中钪资源的充分利用提供理论指导。
2024(1):83-88.
DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2024.01.014
摘要:
本文对某铝厂电解车间的火灾爆炸危险源进行识别，并通过建立完整的事故树找出可能引发电解车间火灾爆炸事故的原因。以火灾事故作为顶事件，通过分析最小割集、最小径集以及各基本事件的结构重要度排序，发现炉帮破坏、电压监护不到位、母线短路口处意外短接等基本事件对火灾事故的影响较大。针对可能导致事故的原因，分别从工艺技术和安全管理两个方面提出了改进措施。在工艺技术方面，建议加强炉帮的维护和检查、加强阴极软连接的监测、加强电压监护系统的设置和维护等；在安全管理方面，建议加强员工的安全培训和教育、建立完善的安全管理制度和操作规程、加强设备的定期检查和维护等，以有效预防铝电解厂火灾爆炸事故的发生。
本文对某铝厂电解车间的火灾爆炸危险源进行识别，并通过建立完整的事故树找出可能引发电解车间火灾爆炸事故的原因。以火灾事故作为顶事件，通过分析最小割集、最小径集以及各基本事件的结构重要度排序，发现炉帮破坏、电压监护不到位、母线短路口处意外短接等基本事件对火灾事故的影响较大。针对可能导致事故的原因，分别从工艺技术和安全管理两个方面提出了改进措施。在工艺技术方面，建议加强炉帮的维护和检查、加强阴极软连接的监测、加强电压监护系统的设置和维护等；在安全管理方面，建议加强员工的安全培训和教育、建立完善的安全管理制度和操作规程、加强设备的定期检查和维护等，以有效预防铝电解厂火灾爆炸事故的发生。
2024(1):44-48.
DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2024.01.008
摘要:
针对目前湿法炼锌中采用石灰中和法处理污酸产生的石膏渣量较大的问题，本文提出采用锌焙砂-碳酸钙两段中和法处理硫化后液的工艺并进行试验。该工艺通过锌焙砂中和部分酸，再采用碳酸钙进行中和，将氟除去的同时减少污酸石膏渣产量。实验结果表明，采用锌焙砂中和时，控制pH值为2.0~2.5，在温度35℃条件下中和1h，沉降过滤后采用碳酸钙进行二段中和，控制终点pH为5.0~5.5，反应1h，沉氟后液含氟量小于20mg/L，沉氟率超过98%，产出石膏渣仅为传统石灰中和法所产石膏渣量的24.94%，溶液经过除氯后可返回湿法系统中。
针对目前湿法炼锌中采用石灰中和法处理污酸产生的石膏渣量较大的问题，本文提出采用锌焙砂-碳酸钙两段中和法处理硫化后液的工艺并进行试验。该工艺通过锌焙砂中和部分酸，再采用碳酸钙进行中和，将氟除去的同时减少污酸石膏渣产量。实验结果表明，采用锌焙砂中和时，控制pH值为2.0~2.5，在温度35℃条件下中和1h，沉降过滤后采用碳酸钙进行二段中和，控制终点pH为5.0~5.5，反应1h，沉氟后液含氟量小于20mg/L，沉氟率超过98%，产出石膏渣仅为传统石灰中和法所产石膏渣量的24.94%，溶液经过除氯后可返回湿法系统中。
2024(1):1-6.
DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2024.01.001
摘要:
我国是世界有色金属生产和消费大国，进行有色金属产品碳足迹评价标准研究，对推动有色金属行业低碳转型高质量发展、克服绿色贸易壁垒有重要意义。本文梳理了我国针对“碳达峰碳中和”战略目标实施制定的相关政策，总结了我国有色金属行业制定和修订产品碳足迹评价标准的必要性、紧迫性、技术基础、组织保障；结合有色行业产品碳足迹评价标准现状，提出了系列建议。
我国是世界有色金属生产和消费大国，进行有色金属产品碳足迹评价标准研究，对推动有色金属行业低碳转型高质量发展、克服绿色贸易壁垒有重要意义。本文梳理了我国针对“碳达峰碳中和”战略目标实施制定的相关政策，总结了我国有色金属行业制定和修订产品碳足迹评价标准的必要性、紧迫性、技术基础、组织保障；结合有色行业产品碳足迹评价标准现状，提出了系列建议。
2024(1):61-70.
DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2024.01.011
摘要:
金矿堆浸场尾渣含有氰化物、硫氰化物、金属-氰络合物以及重金属等复合污染物，严重危害周边环境健康。微生物法处理金矿堆浸尾渣具有成本低、效率高且二次污染小的特点，是一种绿色高效的治理方法，但降氰菌株功能单一，具有局限性，因此，本文采用复合菌群对堆浸尾渣进行处理。筛选出一株耐受重金属且具有降解氰化物能力的功能菌TCD-1，研究了其降解氰化物与金属-氰络合物的降解性能，并与硫氰化物降解菌TDB-1、产表面活性剂菌Z-90混合，制成复合微生物淋洗液。建立了金矿堆浸场地复合菌群淋洗工艺，明确了淋洗最佳尾渣粒径、最佳pH值和最佳菌液比。在堆浸尾渣粒径为20目、pH值为8、菌液比为TDB-1∶TCD-1∶Z-90=2∶1∶1的条件下，对尾渣中硫氰化物及重金属的处理效果最好。小规模放大试验表明，淋洗后堆浸尾渣和淋洗液中污染物含量达到相关标准要求。最后，对淋洗工艺产生的淋洗液进行深度净化，利用双氧水的氧化能力对淋洗液中残留金属-氰络合物进行破络处理，同时利用絮凝剂对重金属进行絮凝沉淀，达到淋洗液中络合物与重金属同时去除的效果。
金矿堆浸场尾渣含有氰化物、硫氰化物、金属-氰络合物以及重金属等复合污染物，严重危害周边环境健康。微生物法处理金矿堆浸尾渣具有成本低、效率高且二次污染小的特点，是一种绿色高效的治理方法，但降氰菌株功能单一，具有局限性，因此，本文采用复合菌群对堆浸尾渣进行处理。筛选出一株耐受重金属且具有降解氰化物能力的功能菌TCD-1，研究了其降解氰化物与金属-氰络合物的降解性能，并与硫氰化物降解菌TDB-1、产表面活性剂菌Z-90混合，制成复合微生物淋洗液。建立了金矿堆浸场地复合菌群淋洗工艺，明确了淋洗最佳尾渣粒径、最佳pH值和最佳菌液比。在堆浸尾渣粒径为20目、pH值为8、菌液比为TDB-1∶TCD-1∶Z-90=2∶1∶1的条件下，对尾渣中硫氰化物及重金属的处理效果最好。小规模放大试验表明，淋洗后堆浸尾渣和淋洗液中污染物含量达到相关标准要求。最后，对淋洗工艺产生的淋洗液进行深度净化，利用双氧水的氧化能力对淋洗液中残留金属-氰络合物进行破络处理，同时利用絮凝剂对重金属进行絮凝沉淀，达到淋洗液中络合物与重金属同时去除的效果。
2024(1):55-60.
DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2024.01.010
摘要:
某铜冶炼企业各个工序运行中产生大量的污酸和酸性废水，其中污酸具有酸度大、含砷浓度高的特点，易对环境和人体造成危害。本文通过“两级硫化+两段中和”组合工艺对污酸和酸性废水进行处理，两级硫化采用硫氢化钠沉淀去除污酸中的砷、铜等重金属元素，两段中和先采用石灰石中和污酸中的酸，再采用电石渣、铁盐中和除去重金属离子。处理后砷含量由8~14g/L降至低于0.5mg/L，H2SO4含量由125g/L降至0.5mg/L，达到《铜、镍、钴工业污染物排放标准》（GB 25467—2010）要求，并且能够满足厂区其他工序用水要求，实现污酸和酸性废水循环回收“零排放”的目标。
某铜冶炼企业各个工序运行中产生大量的污酸和酸性废水，其中污酸具有酸度大、含砷浓度高的特点，易对环境和人体造成危害。本文通过“两级硫化+两段中和”组合工艺对污酸和酸性废水进行处理，两级硫化采用硫氢化钠沉淀去除污酸中的砷、铜等重金属元素，两段中和先采用石灰石中和污酸中的酸，再采用电石渣、铁盐中和除去重金属离子。处理后砷含量由8~14g/L降至低于0.5mg/L，H2SO4含量由125g/L降至0.5mg/L，达到《铜、镍、钴工业污染物排放标准》（GB 25467—2010）要求，并且能够满足厂区其他工序用水要求，实现污酸和酸性废水循环回收“零排放”的目标。
2024(1):78-82.
DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2024.01.013
摘要:
节能降耗是有色冶金企业重点关注的问题，加强企业能源管控水平是实现企业节能降耗的重要途径，但由于有色冶金企业生产流程长、工序多、工艺过程复杂，有色冶金企业的能源管控难度较大，利用人工智能技术实现企业合理的能源管控是未来的发展方向。基于此，本文在研究目前有色冶金企业能耗现状和能源管控特点的基础上，分析人工智能技术在有色金属冶炼能源管理中的应用场景和关键技术，为人工智能技术与有色冶金行业的结合提供了基础。
节能降耗是有色冶金企业重点关注的问题，加强企业能源管控水平是实现企业节能降耗的重要途径，但由于有色冶金企业生产流程长、工序多、工艺过程复杂，有色冶金企业的能源管控难度较大，利用人工智能技术实现企业合理的能源管控是未来的发展方向。基于此，本文在研究目前有色冶金企业能耗现状和能源管控特点的基础上，分析人工智能技术在有色金属冶炼能源管理中的应用场景和关键技术，为人工智能技术与有色冶金行业的结合提供了基础。
2024(1):40-43.
DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2024.01.007
摘要:
针对目前SO2还原浸出工艺处理锌浸出渣存在的理论探索试验较少、工艺多样化研究不足等问题，开展了预酸化-SO2还原浸出工艺处理高铁酸浸渣试验研究，分析了提前预酸化对SO2还原浸出锌浸出率、反应时间、还原后矿浆沉降性的影响。结果显示，在浓硫酸浓度100g/L、反应温度90℃、反应时间1.5h的条件下进行预酸化，再进行SO2还原浸出反应，锌浸出率可达96%，且SO2还原段反应时间可缩短至1.5h；当预酸化硫酸浓度在90~110g/L时，还原后矿浆沉降性较好。
针对目前SO2还原浸出工艺处理锌浸出渣存在的理论探索试验较少、工艺多样化研究不足等问题，开展了预酸化-SO2还原浸出工艺处理高铁酸浸渣试验研究，分析了提前预酸化对SO2还原浸出锌浸出率、反应时间、还原后矿浆沉降性的影响。结果显示，在浓硫酸浓度100g/L、反应温度90℃、反应时间1.5h的条件下进行预酸化，再进行SO2还原浸出反应，锌浸出率可达96%，且SO2还原段反应时间可缩短至1.5h；当预酸化硫酸浓度在90~110g/L时，还原后矿浆沉降性较好。
2024(1):14-20.
DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2024.01.003
摘要:
为促进电解锰渣的无害化、减量化、资源化处置，提高电解锰渣在水泥等建材行业的大宗消纳水平，本文针对国内某厂的电解锰渣，探索了脱氨脱硫提铁工艺的系列参数，采用电解锰渣原渣、脱硫锰渣和还原提铁锰渣制备活性胶凝材料，并对比活性指数。结果表明，电解锰渣的氨含量和硫含量均随焙烧温度的升高而降低，当温度为 400℃时，渣中残氨含量为0.09%，脱氨率大于90%，在温度600℃条件下保温焙烧10min，脱氨率大于98%；在温度 1300℃条件下焙烧，电解锰渣含硫量可降至1%以下，脱硫率大于96%；该脱硫锰渣经配入辅剂后，在温度 1500℃条件下保温5min，渣中Fe含量可降至1%以下，达到较为理想的提铁效果。电解锰活性较差，无法通过物理和化学激发的方法达到S75级矿渣粉标准；脱硫锰渣经提高比表面积或配加激发剂混磨后可满足S75矿渣粉的要求；还原提铁锰渣具备良好的活性，粉磨后可直接用于水泥混合材等建材产品，掺入量可达50%，有利于电解锰渣的大宗消纳。
为促进电解锰渣的无害化、减量化、资源化处置，提高电解锰渣在水泥等建材行业的大宗消纳水平，本文针对国内某厂的电解锰渣，探索了脱氨脱硫提铁工艺的系列参数，采用电解锰渣原渣、脱硫锰渣和还原提铁锰渣制备活性胶凝材料，并对比活性指数。结果表明，电解锰渣的氨含量和硫含量均随焙烧温度的升高而降低，当温度为 400℃时，渣中残氨含量为0.09%，脱氨率大于90%，在温度600℃条件下保温焙烧10min，脱氨率大于98%；在温度 1300℃条件下焙烧，电解锰渣含硫量可降至1%以下，脱硫率大于96%；该脱硫锰渣经配入辅剂后，在温度 1500℃条件下保温5min，渣中Fe含量可降至1%以下，达到较为理想的提铁效果。电解锰活性较差，无法通过物理和化学激发的方法达到S75级矿渣粉标准；脱硫锰渣经提高比表面积或配加激发剂混磨后可满足S75矿渣粉的要求；还原提铁锰渣具备良好的活性，粉磨后可直接用于水泥混合材等建材产品，掺入量可达50%，有利于电解锰渣的大宗消纳。
2024(1):21-26.
DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2024.01.004
摘要:
炭渣是电解铝生产过程中产生的一种危险固体废弃物，含有较多电解质。某公司通过高温焙烧法处理炭渣并回收其中的电解质。本文研究了工业化高温焙烧处理电解铝炭渣的工艺条件，并采用X射线衍射分析法研究高温焙烧处理电解铝炭渣过程中各环节主要产物的物相组成。结果表明，采用高温焙烧法，炉内整体温度达到 1200℃以上时，炭渣中的电解质完全熔融且流动性良好，无固化状态，炭渣中的电解质和碳质组分得到有效分离，高温焙烧后形成新的物相。其中电解质主要由Na3AlF6、CaF2、Al2O3、K2NaAlF6、LiNa2AlF6、Li3N、LiF、Mg3Al2(SiO4)3和NaAl11O17等组成；尾渣主要由Na3AlF6、CaF2、Al2O3、K2NaAlF6、LiNa2AlF6、Li3N和C等组成；收尘灰主要由Na5Al3F14、Na3AlF6、LiNa2AlF6、AlF3、NaAlF4和KAl11O17等物相组成；炭渣中的钙盐始终以游离的CaF2形式存在，一部分夹杂在回收的电解质中，另一部分存在于尾渣中。
炭渣是电解铝生产过程中产生的一种危险固体废弃物，含有较多电解质。某公司通过高温焙烧法处理炭渣并回收其中的电解质。本文研究了工业化高温焙烧处理电解铝炭渣的工艺条件，并采用X射线衍射分析法研究高温焙烧处理电解铝炭渣过程中各环节主要产物的物相组成。结果表明，采用高温焙烧法，炉内整体温度达到 1200℃以上时，炭渣中的电解质完全熔融且流动性良好，无固化状态，炭渣中的电解质和碳质组分得到有效分离，高温焙烧后形成新的物相。其中电解质主要由Na3AlF6、CaF2、Al2O3、K2NaAlF6、LiNa2AlF6、Li3N、LiF、Mg3Al2(SiO4)3和NaAl11O17等组成；尾渣主要由Na3AlF6、CaF2、Al2O3、K2NaAlF6、LiNa2AlF6、Li3N和C等组成；收尘灰主要由Na5Al3F14、Na3AlF6、LiNa2AlF6、AlF3、NaAlF4和KAl11O17等物相组成；炭渣中的钙盐始终以游离的CaF2形式存在，一部分夹杂在回收的电解质中，另一部分存在于尾渣中。
2024(1):7-13.
DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2024.01.002
摘要:
目前，通常采用氢氧化钠碱浸法从废SCR脱硝催化剂中提取钨，得到含钨碱性浸出液。该浸出液中除钨之外还含有钒、硅、硫等杂质元素，并且由于溶液碱浓度较高，传统的萃取和吸附方法难以实施，传统盐酸中和-氯化钙沉淀法则会引入Cl-导致设备腐蚀。本文提出了一种新的硫酸镁脱硅-氧化钙沉淀工艺，进行除硅沉钨，制备白钨精矿。在硫酸镁脱硅过程中，通过使用硫酸来调节体系pH值为11，在镁硅摩尔比为0.9的条件下，可达到97.6%的硅脱除率。利用氧化钙将脱硅液沉淀生产白钨精矿，在钙钨摩尔比为1.1、温度108℃沸腾的最佳工艺条件下，得到的白钨精矿产品中WO3含量达到74.69%，硫含量为0.90%，硅含量为1.00%，满足YS/T 231—2015白钨精矿一级品标准。该工艺实现了废SCR脱硝催化剂碱性浸出液中钨的高效回收，同时避免了传统盐酸中和-氯化钙沉淀制备白钨精矿过程中引入Cl-可能导致设备腐蚀的问题。
目前，通常采用氢氧化钠碱浸法从废SCR脱硝催化剂中提取钨，得到含钨碱性浸出液。该浸出液中除钨之外还含有钒、硅、硫等杂质元素，并且由于溶液碱浓度较高，传统的萃取和吸附方法难以实施，传统盐酸中和-氯化钙沉淀法则会引入Cl-导致设备腐蚀。本文提出了一种新的硫酸镁脱硅-氧化钙沉淀工艺，进行除硅沉钨，制备白钨精矿。在硫酸镁脱硅过程中，通过使用硫酸来调节体系pH值为11，在镁硅摩尔比为0.9的条件下，可达到97.6%的硅脱除率。利用氧化钙将脱硅液沉淀生产白钨精矿，在钙钨摩尔比为1.1、温度108℃沸腾的最佳工艺条件下，得到的白钨精矿产品中WO3含量达到74.69%，硫含量为0.90%，硅含量为1.00%，满足YS/T 231—2015白钨精矿一级品标准。该工艺实现了废SCR脱硝催化剂碱性浸出液中钨的高效回收，同时避免了传统盐酸中和-氯化钙沉淀制备白钨精矿过程中引入Cl-可能导致设备腐蚀的问题。
2024(1):71-77.
DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2024.01.012
摘要:
铅基固废是含铅的固体废物，主要来源于锌、铅、铜冶炼过程和废旧铅酸蓄电池回收，含有大量有价金属，同时对环境有一定的污染，因此摸清铅基固废的来源结构、产量及区域分布显得尤为重要。本文在实地企业调研的基础上分析了锌、铅、铜主要冶炼技术及其产生的铅基固废，根据单吨精炼金属的固废产出比及精炼金属产量测算了铅基固废产量，基于锌、铅、铜产量分布描绘铅基固废的区域分布，依照铅基固废污染元素含量和铅基固废产量测算有价元素的产量，以期为铅基固废处置技术开发研究及产业布局提供基础支撑。
铅基固废是含铅的固体废物，主要来源于锌、铅、铜冶炼过程和废旧铅酸蓄电池回收，含有大量有价金属，同时对环境有一定的污染，因此摸清铅基固废的来源结构、产量及区域分布显得尤为重要。本文在实地企业调研的基础上分析了锌、铅、铜主要冶炼技术及其产生的铅基固废，根据单吨精炼金属的固废产出比及精炼金属产量测算了铅基固废产量，基于锌、铅、铜产量分布描绘铅基固废的区域分布，依照铅基固废污染元素含量和铅基固废产量测算有价元素的产量，以期为铅基固废处置技术开发研究及产业布局提供基础支撑。
2024(1):34-39.
DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2024.01.006
摘要:
某铅冶炼厂采用“富氧底吹氧化-氧气侧吹还原”工艺进行粗铅冶炼，底吹炉产出的高铅渣含硫量较高，达到1.3%~1.6%，对后续尾气脱硫系统造成一定影响，环保处理成本升高。为了解决该问题，本文结合理论和生产实践分析了铅冶炼底吹炉高铅渣含硫高的主要原因。高铅渣中的硫主要以硫酸根形态存在，这些硫酸根一部分来自入炉物料中的硫酸盐类铅物料，另一部分则是在熔炼过程中由硫化铅精矿发生氧化反应生成的。降低高铅渣含硫量的主要途径是提高熔池熔炼的温度和降低系统中SO2的分压。结合生产实践从渣型、氧料比、入炉粒矿含硫、系统SO2分压等方面探讨了降低底吹炉高铅渣含硫量的途径和方法。在含铅渣料搭配比例30%左右，控制渣温1050~1100℃，控制渣型FeO/SiO2 1.4~1.8，CaO/SiO2 0.4~0.6；氧料比100~110Nm3/t，入炉粒矿有效硫12.5%~13.5%及适当负压等相关工艺参数组合条件下，可使高铅渣残硫保持在1.2%以下。
某铅冶炼厂采用“富氧底吹氧化-氧气侧吹还原”工艺进行粗铅冶炼，底吹炉产出的高铅渣含硫量较高，达到1.3%~1.6%，对后续尾气脱硫系统造成一定影响，环保处理成本升高。为了解决该问题，本文结合理论和生产实践分析了铅冶炼底吹炉高铅渣含硫高的主要原因。高铅渣中的硫主要以硫酸根形态存在，这些硫酸根一部分来自入炉物料中的硫酸盐类铅物料，另一部分则是在熔炼过程中由硫化铅精矿发生氧化反应生成的。降低高铅渣含硫量的主要途径是提高熔池熔炼的温度和降低系统中SO2的分压。结合生产实践从渣型、氧料比、入炉粒矿含硫、系统SO2分压等方面探讨了降低底吹炉高铅渣含硫量的途径和方法。在含铅渣料搭配比例30%左右，控制渣温1050~1100℃，控制渣型FeO/SiO2 1.4~1.8，CaO/SiO2 0.4~0.6；氧料比100~110Nm3/t，入炉粒矿有效硫12.5%~13.5%及适当负压等相关工艺参数组合条件下，可使高铅渣残硫保持在1.2%以下。
2024(1):49-54.
DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2024.01.009
摘要:
打壳锤头在强磁场、高温环境下工作，受熔盐电解质的腐蚀以及下料口硬质壳面的冲击磨损，打壳锤头逐渐消耗，其中的铁、镉等杂质进入原铝液中影响电解槽原铝品位。本文开展了专用铝基打壳锤头的试验研究及开发，对铝基打壳锤头试样的耐磨、耐热、耐蚀等性能进行研究，找出适宜打壳作业的性能组合，试验数据结果表明，铝合金锤头的耐高温性、硬度、耐磨性及耐蚀性均能达到现场使用要求。实际应用效果表明，使用铝基锤头后电解槽原铝液中的铁含量降低了0.0178%，从根本上解决了铁质打壳锤头消耗磨损造成原铝污染的问题。在25万t/a系列上推广，每年节约成本和因铝品质提升而带来的效益可达132万元，经济效益良好。
打壳锤头在强磁场、高温环境下工作，受熔盐电解质的腐蚀以及下料口硬质壳面的冲击磨损，打壳锤头逐渐消耗，其中的铁、镉等杂质进入原铝液中影响电解槽原铝品位。本文开展了专用铝基打壳锤头的试验研究及开发，对铝基打壳锤头试样的耐磨、耐热、耐蚀等性能进行研究，找出适宜打壳作业的性能组合，试验数据结果表明，铝合金锤头的耐高温性、硬度、耐磨性及耐蚀性均能达到现场使用要求。实际应用效果表明，使用铝基锤头后电解槽原铝液中的铁含量降低了0.0178%，从根本上解决了铁质打壳锤头消耗磨损造成原铝污染的问题。在25万t/a系列上推广，每年节约成本和因铝品质提升而带来的效益可达132万元，经济效益良好。
2025, 41(6):7-12.
DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2025.06.002
摘要:
熔盐电解工艺中的支持电解质需具备良好的导电性、较低的黏度，同时兼顾表面张力、密度、熔融温度等理化性质。本文基于前人熔盐电解工艺研究，借助高温熔体物性测试系统，研究了不同温度（750℃、800℃、850℃、900℃、950℃、1000℃）和不同摩尔比（LiF/NaF=1.5、1.2、1.0、0.8、0.6、0.4）对氟化盐二元体系LiF-NaF熔盐混合物的密度、黏度、表面张力和电导率等理化性质的影响。结果表明，LiF-NaF熔盐体系的密度随温度升高而减小，随LiF与NaF摩尔比下降而增大；LiF-NaF熔盐体系的黏度随温度升高而降低，在950℃后趋于稳定，随LiF与NaF摩尔比下降而降低；LiF-NaF熔盐体系的表面张力随温度升高而下降，随LiF与NaF摩尔比下降而降低；LiF-NaF熔盐体系的电导率随温度升高而升高，随LiF与NaF摩尔比下降而降低。采用LiF-NaF熔盐体系时，应针对具体电解目标产物选用最适宜摩尔比和温度。
熔盐电解工艺中的支持电解质需具备良好的导电性、较低的黏度，同时兼顾表面张力、密度、熔融温度等理化性质。本文基于前人熔盐电解工艺研究，借助高温熔体物性测试系统，研究了不同温度（750℃、800℃、850℃、900℃、950℃、1000℃）和不同摩尔比（LiF/NaF=1.5、1.2、1.0、0.8、0.6、0.4）对氟化盐二元体系LiF-NaF熔盐混合物的密度、黏度、表面张力和电导率等理化性质的影响。结果表明，LiF-NaF熔盐体系的密度随温度升高而减小，随LiF与NaF摩尔比下降而增大；LiF-NaF熔盐体系的黏度随温度升高而降低，在950℃后趋于稳定，随LiF与NaF摩尔比下降而降低；LiF-NaF熔盐体系的表面张力随温度升高而下降，随LiF与NaF摩尔比下降而降低；LiF-NaF熔盐体系的电导率随温度升高而升高，随LiF与NaF摩尔比下降而降低。采用LiF-NaF熔盐体系时，应针对具体电解目标产物选用最适宜摩尔比和温度。
2025, 41(6):23-27.
DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2025.06.004
摘要:
国外某铜火法冶炼厂污酸固砷工艺由中和固砷工艺调整为晶型砷酸铁固砷工艺，调整后固砷后液达到外排标准，固砷渣浸出毒性符合TCLP要求。为解决之前采用中和沉淀法处理污酸时产生的大量中和渣危废遗留堆存的问题，结合调整后的晶型砷酸铁固砷处理污酸工艺，开展堆存中和渣危废协同污酸处理试验，利用堆存的石膏渣危废残余CaO等碱性物质，将其作为污酸固砷预中和工序的中和剂使用。试验结果表明，随着现场堆存中和石膏渣加入量增加，其中可利用的碱性物质增多，石灰石粉用量相应减少；堆存中和渣中的不稳定砷酸盐沉淀及碱性重金属沉淀被污酸溶解，因此，预处理产生的中和后液中的As、Cu、Ni、Pb、Zn、F、Fe、Cd、Sb元素浓度明显提高，预中和石膏渣纯度提高，且预中和石膏渣毒性浸出符合TCLP要求。该工艺将石膏渣危废转化为符合外售标准的石膏渣产品，实现了“以废治废”和“变废为宝”，具有良好的经济和社会效益。
国外某铜火法冶炼厂污酸固砷工艺由中和固砷工艺调整为晶型砷酸铁固砷工艺，调整后固砷后液达到外排标准，固砷渣浸出毒性符合TCLP要求。为解决之前采用中和沉淀法处理污酸时产生的大量中和渣危废遗留堆存的问题，结合调整后的晶型砷酸铁固砷处理污酸工艺，开展堆存中和渣危废协同污酸处理试验，利用堆存的石膏渣危废残余CaO等碱性物质，将其作为污酸固砷预中和工序的中和剂使用。试验结果表明，随着现场堆存中和石膏渣加入量增加，其中可利用的碱性物质增多，石灰石粉用量相应减少；堆存中和渣中的不稳定砷酸盐沉淀及碱性重金属沉淀被污酸溶解，因此，预处理产生的中和后液中的As、Cu、Ni、Pb、Zn、F、Fe、Cd、Sb元素浓度明显提高，预中和石膏渣纯度提高，且预中和石膏渣毒性浸出符合TCLP要求。该工艺将石膏渣危废转化为符合外售标准的石膏渣产品，实现了“以废治废”和“变废为宝”，具有良好的经济和社会效益。
2025, 41(6):57-63.
DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2025.06.009
摘要:
实际生产运行中，铜闪速炉内常存在颗粒偏析、分布不均、下生料等问题。为研究颗粒入口不均匀分布对闪速炉反应塔内气-粒两相分布、传热和反应特性等的影响，将精矿喷嘴出口颗粒不均匀分布作为反应塔入口边界条件，采用CFD-DEM耦合模型对工业级铜闪速熔炼炉进行仿真分析。模拟结果表明，颗粒入口分布均匀性直接影响反应塔内气-粒分布特性；颗粒入口分布不均匀时，反应塔内气体和颗粒的分布均呈梭形分布，容易导致高温区接近壁面，影响闪速炉寿命；入口不均匀分布使颗粒在局部位置集中，在距离塔顶2m高度区域内升温速率和反应速率加快，在反应塔内颗粒的平均停留时间略有增加。通过考虑颗粒入口的不均匀分布，进一步提高了铜闪速熔炼炉多物理场耦合仿真的准确性，使仿真结果更接近实际生产情况，从而为生产工艺优化提供更准确的指导依据。
实际生产运行中，铜闪速炉内常存在颗粒偏析、分布不均、下生料等问题。为研究颗粒入口不均匀分布对闪速炉反应塔内气-粒两相分布、传热和反应特性等的影响，将精矿喷嘴出口颗粒不均匀分布作为反应塔入口边界条件，采用CFD-DEM耦合模型对工业级铜闪速熔炼炉进行仿真分析。模拟结果表明，颗粒入口分布均匀性直接影响反应塔内气-粒分布特性；颗粒入口分布不均匀时，反应塔内气体和颗粒的分布均呈梭形分布，容易导致高温区接近壁面，影响闪速炉寿命；入口不均匀分布使颗粒在局部位置集中，在距离塔顶2m高度区域内升温速率和反应速率加快，在反应塔内颗粒的平均停留时间略有增加。通过考虑颗粒入口的不均匀分布，进一步提高了铜闪速熔炼炉多物理场耦合仿真的准确性，使仿真结果更接近实际生产情况，从而为生产工艺优化提供更准确的指导依据。
2025, 41(5):34-39.
DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2025.05.006
摘要:
本文以磷石膏为原料,采用常压水热法制备 α 半水石膏,考察了盐介质 CaCl 2浓度和转晶剂柠檬酸浓度对磷石膏转化速率和晶体形貌的影响,分析了磷石膏制备 α 半水石膏过程中物相、热重以及料浆 pH 值的变化规律。 结果表明:增加 CaCl 2浓度可以提高磷石膏转化为 α 半水石膏的速率,而增大柠檬酸浓度会导致转化速率降低;柠檬酸能有效调控 α 半水石膏的晶体形貌,获得长径比为 1∶ 1的短柱状 α 半水石膏。 在制备过程中,磷石膏中的二水相石膏逐渐转变成 α 半水相石膏,同时产物的质量损失逐渐变小。 此外,磷石膏呈酸性,在制备 α 半水石膏过程中会导致反应体系的 pH 值降低,酸性变强。
本文以磷石膏为原料,采用常压水热法制备 α 半水石膏,考察了盐介质 CaCl 2浓度和转晶剂柠檬酸浓度对磷石膏转化速率和晶体形貌的影响,分析了磷石膏制备 α 半水石膏过程中物相、热重以及料浆 pH 值的变化规律。 结果表明:增加 CaCl 2浓度可以提高磷石膏转化为 α 半水石膏的速率,而增大柠檬酸浓度会导致转化速率降低;柠檬酸能有效调控 α 半水石膏的晶体形貌,获得长径比为 1∶ 1的短柱状 α 半水石膏。 在制备过程中,磷石膏中的二水相石膏逐渐转变成 α 半水相石膏,同时产物的质量损失逐渐变小。 此外,磷石膏呈酸性,在制备 α 半水石膏过程中会导致反应体系的 pH 值降低,酸性变强。
2025, 41(2):93-100.
DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2025.02.014
摘要:
大规模、高强度的煤炭资源开发不可避免地引发了大量的矿山环境问题，其中地面塌陷问题较为突出，不仅严重扰动和破坏土地资源，同时威胁人民生命财产安全。本文在全面总结内蒙古地面塌陷类型和分布的基础上，系统阐述了煤矿地面塌陷的表现形式和遥感响应特征，分析和构建了影响地面塌陷遥感响应的因素体系。通过对煤矿地面塌陷遥感响应研究，可有效弥补传统实地调查周期长、数据更新慢、工作量大等劣势，为煤矿地面塌陷的科学防治提供技术依据和参考。
大规模、高强度的煤炭资源开发不可避免地引发了大量的矿山环境问题，其中地面塌陷问题较为突出，不仅严重扰动和破坏土地资源，同时威胁人民生命财产安全。本文在全面总结内蒙古地面塌陷类型和分布的基础上，系统阐述了煤矿地面塌陷的表现形式和遥感响应特征，分析和构建了影响地面塌陷遥感响应的因素体系。通过对煤矿地面塌陷遥感响应研究，可有效弥补传统实地调查周期长、数据更新慢、工作量大等劣势，为煤矿地面塌陷的科学防治提供技术依据和参考。
2025, 41(5):40-45.
DOI: 10.19610/j.cnki.cn10-1873/tf.2025.05.007
摘要:
钢渣富含多种植物所需的营养元素,如钙、铁、磷等,可作为肥料的生产原料。 钢渣经过改质处理后,浸出液中营养元素浓度常低于植物生长所需的标准,还需通过浓缩处理进一步富集。 本文首先利用硝酸-柠檬酸混合溶液对采用大豆秸秆改质前后的钢渣进行浸出,之后利用草酸脱除浸出液中的钙元素,最后对浸出液进行蒸发浓缩,探究不同浓缩倍数下各元素浓度的变化规律及胶体生成机制。 结果表明:改质处理可促进钢渣中 Ca、P 元素的浸出,对 Mg、Mn、Fe 的影响不大,P 和 K 元素的浸出率分别为 72. 13% 和 63. 61% ;随着草酸浓度的增大,浸出液中钙的去除率不断升高,Mg、Fe、Mn、K、P 的浓度变化不显著;浸出液中元素浓度随浓缩倍数成比例增长,pH 值则呈相反趋势,浓缩 4 倍后易产生二氧化硅胶体。
钢渣富含多种植物所需的营养元素,如钙、铁、磷等,可作为肥料的生产原料。 钢渣经过改质处理后,浸出液中营养元素浓度常低于植物生长所需的标准,还需通过浓缩处理进一步富集。 本文首先利用硝酸-柠檬酸混合溶液对采用大豆秸秆改质前后的钢渣进行浸出,之后利用草酸脱除浸出液中的钙元素,最后对浸出液进行蒸发浓缩,探究不同浓缩倍数下各元素浓度的变化规律及胶体生成机制。 结果表明:改质处理可促进钢渣中 Ca、P 元素的浸出,对 Mg、Mn、Fe 的影响不大,P 和 K 元素的浸出率分别为 72. 13% 和 63. 61% ;随着草酸浓度的增大,浸出液中钙的去除率不断升高,Mg、Fe、Mn、K、P 的浓度变化不显著;浸出液中元素浓度随浓缩倍数成比例增长,pH 值则呈相反趋势,浓缩 4 倍后易产生二氧化硅胶体。
