中国有色冶金

摘要:2019年中国二氧化碳排放量的80%来自煤炭，14%来自油类，其余来自天然气和其他能源。为顺利实现中国的碳中和目标，转变国家能源发展方式、加快推进非化石能源发展（风能、光能、生物质能等）是最重要的途径。在此背景下，有色金属冶炼行业作为能源密集型产业和国家重点关注的减碳行业，实施能源结构转型是必然趋势。基于此，本文对我国有色金属冶炼行业的产量、能耗、碳排放情况进行了分析，并针对产量最高的铝行业和铜行业的能耗和碳排放现状进行了深入研究，还分析了有色金属冶炼行业能源转型升级的发展战略目标和实现途径，并提出了相关政策建议。

摘要:垃圾焚烧发电可以产生2类碳减排：一是避免垃圾固废在填埋场堆放过程中分解释放温室气体（主要成分为甲烷CH₄）；二是利用垃圾焚烧锅炉产生的过热蒸汽供汽轮发电机组发电，避免相应电量由火力发电导致的温室气体排放。本文简要介绍了我国碳交易市场的建立和发展历程，在此基础上对垃圾焚烧发电项目减排效应和碳减排量测算进行了分析，指出垃圾焚烧发电项目可开发为CCER进行碳市场交易，单吨垃圾的碳减排量约为0.1~0.5 tCO₂。作为可再生能源的重要组成部分，垃圾焚烧发电行业应积极融入碳市场交易，扛起降污减碳重任，助力双碳目标实现。

摘要:钒氧化还原液流电池是一种安全、环保、稳定、寿命长的电化学储能设备，对绿电储能和双碳政策实施具有重要意义。本文首先介绍了钒液流电池结构与特点；然后详细综述了钒电池的应用情况以及钒电池中钒电解液、电极和隔膜的研究进展情况；随后对钒资源、全钒液流电池国家相关政策进行了简述，并对当前钒液流电池市场规模根据现有数据进行了估算。最后，总结钒电池技术与产业发展现状，并展望了未来重点研究方向。

摘要:针对氧煤燃烧熔分炉熔池区域内射流流场的变化规律，通过理论分析和实验研究分别考察了熔池内侧吹气体射流的运动方式和穿透行为。基于气泡在射流中的受力情况，建立了射流气泡上升运动模型，对照实验现象，相互佐证了射流气泡在不同运动阶段的规律。射流穿透现象及理论分析结果表明：喷吹流量是影响侧吹穿透距离的主要因素；流量恒定时，氧枪直径对穿透行为的影响相比氧枪浸没深度的影响较大。以此为基础，建立侧吹射流穿透距离圆管氧枪数学模型，由此得知，侧吹射流穿透距离的能量变化主要为动能转换，该实验结果可为氧煤燃烧熔分炉的氧枪设计及熔池流场优化提供理论指导。

摘要:“双闪”炼铜工艺采用富氧强化熔炼技术，富氧浓度一般设计控制在80%~90%。广西金川闪速炉投产后，存在燃料消耗高、烟气系统温度高、锅炉烟灰熔化粘结、喷嘴结瘤、反应不完全等一系列问题，严重限制了生产效率的提升。针对此问题，企业对供风系统进行联锁控制和阀门自动启闭改进，并给喷嘴增加了气流导向部件。此改进实现了奥托昆普闪速炉喷嘴纯氧（富氧浓度100%）冶炼，同时冶炼控制更加稳定，产能得到相应提高，熔炼炉生产负荷提高至270 t/h（设计最高负荷246 t/h），吹炼炉生产负荷提高至100 t/h（设计最高负荷90 t/h）。闪速炉纯氧冶炼后，双炉实现自热生产，燃料消耗降低，减少了碳排放，而且由于空气使用量降低，减少了氮气带入，减少了氮氧化合物的排放。

摘要:镍电解精炼主要原料硫化镍精矿中含有大量的杂质，如铁、铜、钴、铅、锌等，其中铁是镍电解精炼过程中最主要的杂质元素之一。硫化镍的电解精炼目前主要以可溶阳极电解和不溶阳极电积2个系统分别生产电解镍和电积镍，为防止杂质在阴极析出，影响电镍质量，必须要降低溶液的含铁量。本文进行了镍电解精炼除铁沉淀的热力学研究，介绍了中和水解法、黄钠铁矾法、赤铁矿法、针铁矿法4种镍湿法冶金生产中主要除铁工艺，分析镍精炼电解系统净化工序及镍电积系统浸出工序除铁的工业应用存在的问题以及4种除铁方法的优缺点，并对磁流体辅助化学沉淀法除铁工艺进行展望。

摘要:本文介绍了通过砷硫化渣循环富集铼-分铜液浸出-离子交换工艺提取高纯度铼酸铵产品的方法。该工艺中，硫化渣经过多次返回闪速熔炼富集处理后，铼含量可提高至1~2 wt.%；采用铜阳极泥湿法浸出的分铜液浸出富铼硫化渣，可大幅降低铼浸出成本，铼的浸出率可稳定控制在95%以上；离子交换工序铼的吸附/脱附率达到97%以上；铼酸铵结晶工序铼综合回收率为100%，经过二次结晶后，铼酸铵纯度稳定达到99.99%。整个工艺流程环境友好，废水重金属含量甚微，外排体量很小，易处理。近三年生产实践表明，该工艺与传统的高压氧化浸出-萃取等工艺相比，具有工艺简单、稳定性好、运行成本低、废水排放少、铼回收率及纯度高等特点。

摘要:锑是锡冶炼中常见的杂质，锡锑分离是锡生产中经常遇到的难题之一。本文采用NaOH浸出→氧化沉锑→净化除杂→电积工艺，将锡阳极泥中的锡、锑分离，产出阴极锡试验结果表明：在NaOH初始浓度为167 g/L、液固体积质量比比为5∶1、浸出温度150 ℃、浸出时间60 min的条件下，锡浸出率为89.68%，锑浸出率为75.57%。浸出液氧化沉锑，锑沉淀率99%以上，产出的锑酸钠达到化工合格品质量标准要求。沉锑后液加入硫化钠脱铅后电积，电积产出阴极锡的质量达到精锡质量标准要求。该工艺能够将高锑锡阳极泥中大部分的锡和锑分离，以精锡和锑酸钠的形式分别予以回收，回收得到的产品的价值较高。

摘要:本文在简要介绍锑精矿与锑金矿成分差别的基础上，详细对比了2种矿物在鼓风炉熔炼-反射炉精炼工艺处理过程的技术参数。首先，锑精矿和锑金矿因砷含量和金含量的不同，给制粒过程带来不利影响；其次，2种矿物在鼓风炉熔炼过程中，大部分锑、铅和砷会进入锑氧粉，锑金矿中的金大部分会富集进入贵锑；最后，2种精矿熔炼产出的锑氧粉经过还原熔炼和氧化精炼可以产出合格锑锭，但是锑金矿锑氧粉中的金会继续富集进入锑锭，增加了后处理的难度。锑精矿与锑金矿火法炼锑工艺过程基本相同，不同点在于砷碱渣产量不同和各个产物中金分配不同，锑金矿熔炼出的贵锑是提取金的重要原料。

摘要:目前，电炉功率设定大都由操作人员根据经验和现场运行情况人为确定，受人为的经验和操作等影响较大，难以保证功率给定的实时最优性，从而影响生产指标。本文针对回转窑-电炉镍铁冶炼工艺（RKEF工艺）熔炼电炉，提出一种在线控制电炉功率的优化方法。该方法通过建立电炉热平衡模型，对电炉进料、烟气和炉体冷却系统相关过程变量进行在线检测，实现电极功率最优设定值的在线计算；通过构建BP神经网络误差模型，利用出渣周期实测数据生成数据样本对网络模型进行训练和更新，实现对热平衡计算误差的预测和在线修正，提高热量计算的准确性和适应性。本文还基于工程数据采用仿真试验验证了该方法的有效性，指出该控制系统可以解决镍铁电炉智能冶炼的核心问题，下一步还需与其他子系统结合，形成完整智能冶炼厂解决方案。

摘要:燃料消耗是影响套筒对烧石灰窑（Annular shaft kiln with opposite burners，OBASK）节能减排的重要因素。为了提高OBASK的能效，减少碳排放，本文从燃料种类出发，基于METSIM软件对比分析燃料为高炉煤气和电石尾气时，OBASK的能量效率、燃料成本以及CO₂排放量在数值上的差异。结果表明：当燃料用电石尾气替代高炉煤气时，OBASK的能量效率提高了4.77%；燃料消耗大幅减少，仅为原来的30%；生产每吨石灰CO₂排放减少了325.01 kg。因此，套筒对烧石灰窑采用电石尾气作为燃料的方案，在实现工业副产有效利用的同时，还增加了经济利益和环保收益。

摘要:基于硫化锰、硫化亚铁和硫化亚铊的溶度积大于硫化亚砷，本文对现有高压密闭消解-ICP-MS法进一步研究，使杂质携带的部分金属离子充分消解进入溶液中，改善硫化渣中锰、铁和铊测定的准确性和精密度。经过优化发现粒径为250目、盐酸+硝酸+氢氟酸+高氯酸混酸体系（体积比为15∶5∶5∶3）为最优消解条件，在此条件下测得除砷硫化渣中锰0.025 70 g/kg、铁0.024 10 g/kg和铊0.000 50 g/kg。采用此改进方法对锰矿石国家标准物质、铁矿石国家标准物质、硫化物单矿物成分分析标准物质进行测定，其中以89Y、192Ir内标元素和⁵⁵Mn、⁵⁶Fe、²⁰⁵Tl同位素消除干扰，并与国标法对比，发现其测定结果一致，表明改进方法的准确性和精确度较高。同时根据测定结果推测废酸硫化车间硫化氢添加量是过量的，为后续调节硫化氢添加量提供一定的借鉴意义。

摘要:以铌精矿为原料，采用铝热还原工艺冶炼制备铌铁合金，通过碱熔试样，利用电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）同时测定铌铁中杂质元素硅、磷、钛，并对仪器参数及被测元素谱线的选择进行了讨论，在选定的测量条件下与化学湿法的测定结果进行对比。对试料中待测元素进行多次测定，对方法的检出限、精密度及加标回收率等进行了考察，方法相对标准偏差小于2%，回收率为98%~100%。该方法使用合适的样品前处理方法和仪器分析条件，实现了高效、快速、准确的测定铌铁中硅、磷、钛。

摘要:铜渣作为铜冶炼过程的副产物，是一种重要的二次矿产资源。铜渣中含有Fe、Cu及少量的Zn、Co、Ni等多种有价金属元素。分析了铜渣中主要有价元素的赋存状态和形貌，并综述了主要元素回收技术的研究现状。分析表明，铜渣中Fe元素的回收主要通过氧化焙烧富集Fe3O4或还原焙烧富集金属铁2种形式进行前期处理，再结合磁选或熔分等工艺进行；选矿法和电炉贫化法是回收铜熔炼渣中Cu元素的主要途径；采用回转窑或转底炉工艺可以使实现铜渣中Fe和Zn的协同回收。湿法浸出工艺可以分步或协同回收铜渣中的Fe、Cu和Zn元素，但该工艺流程长、存在一定的环境污染。文末对铜渣中有价元素的回收利用的潜在技术或方法进行了展望，指出利用熔融铜渣余热，开发新型高温改质剂与新型还原剂(生物质含碳还原剂、二次金属硅质热还原剂等)是铜渣中有价元素回收技术研究的新方向，可以实现铜渣再利用的节能降耗以及其它二次资源的协同再利用。

摘要:广西金川公司选矿分厂年产闪速熔炼渣再选尾矿超110万t，Al₂O₃、CaO和MgO等活性物质含量低，为非活性材料，仅作铁质调整剂使用，价值低、用途单一。本文采用物理激发和激发剂激发对广西金川闪速熔炼渣再选尾矿进行改性，并通过试验探索其作为水泥掺料的最大掺量，得到以下结论。通过机械粉磨改变尾矿细度，可使尾矿比表面积大于404 m2/kg，能达到GB12958—1999规定的75级活性材料要求；不添加任何添加剂的情况下，闪速熔炼渣再选尾矿最大掺比为20%时满足GB12958—1999规定的75级活性材料要求；添加石灰和石膏渣进行对比试验，石膏渣的激发作用没有石灰效果明显，在石灰添加5%、总掺比30%时，基本能达到GB 12958—1999规定的75级活性材料要求；使用矿渣粉和钢渣粉作为配合材料，按照总掺比50%进行试验，矿渣粉效果较明显，尾矿掺比30%时，能达到GB 12958—1999规定的75级活性材料要求。

摘要:石灰-铁盐法常用于含砷酸性废水的处理，具有投加药剂种类少、沉淀效率高、废水排放稳定达标、运行费用低、操作方便等优点，本文对该方法的反应机理和影响因素进行了阐述，并对工艺进行了总结。反应液pH值设定为7~8时，Fe²⁺氧化反应效率高，除砷效果最佳；反应液Fe/As物质的量比一般为5~10，有利于砷酸铁的形成，同时可促进絮凝过程；采用沉渣部分回流法可以为反应过程起到晶核作用，不但能提高中和渣的沉降速度，还能节省药剂、减小中和渣体积。工程实践表明该方法可高效处理铜冶炼厂产生的含砷酸性废水，Cu、Pb、Zn以及As的去除率均可稳定达到99%以上，而且中和渣中As以五价砷酸盐存在，其毒性浸出浓度小于5 mg/L，可安全堆存于渣库内。

摘要:通过统计某湿法炼锌厂含锌渣、烟气洗涤酸和中间产品中铊含量数据，对湿法炼锌工艺过程中铊元素流向分布的分析研究，得出铊元素富集的主要存在形式，并提出有效防止铊流失及污染的主要措施，并重点分析湿法炼锌工业含铊废水通过三段组合处理法，即氧化中和硫化、生物制剂处理及离子交换法。与普通处理工艺相比，该组合处理法节约硫化钠100 kg/d，降低吨废水能耗1.56 kW·h/t, 降低吨废水处理直接成本2.23 元/t,处理后的水中铊含量能完全满足2022年即将实施的《铅、锌工业污染物排放标准》（GB 25466—2010）修改单的要求。

摘要:国内湿法炼锌企业通常将槽内锌阳极泥与平板锌阳极泥直接回用于浸出系统，但此过程中的电解锌液Mn²⁺浓度控制难度大。本文创造性提出了电解锌液Mn²⁺浓度小于4 g/L时，平板锌阳极泥与锌精矿配料，通过焙烧高温还原MnO₂为低价锰，降低阳极泥氧化效率，提高电解锌液Mn²⁺浓度。操作参数：阳极泥与锌精矿配料质量比约1∶100、沸腾层温度910~950 ℃、炉底温度300~330 ℃；电解锌液Mn²⁺浓度不小于4 g/L时，平板锌阳极泥经球磨、浆化后回用于浸出系统，粒度控制在0.074 mm左右，氧化效率达到91%以上。不同条件下的回用方式，不仅实现了有价金属的综合回收利用，也利于电解锌液Mn²⁺浓度的及时调整，为生产稳定运行奠定基础。

摘要:高酸高氯废水作为选冶联合处理铜阳极泥流程主要外排废水之一，因其高酸度、高氯含量、多杂质等特点，导致其资源化利用率低、处理成本高。通过对阳极泥湿法脱硒原理及生产实践进行分析，探索高酸高氯废水返回湿法脱硒资源化利用的可行性。结果表明，在脱硒料浆浓度1.70~1.80 kg/L，高氯高酸废水用量763 L/槽，工业盐用量50 kg/槽，硫酸用量100 L/釜条件下，可实现脱硒渣含硒2.82%、尾矿含金50 g/t、尾矿含银0.25%、精矿银品位54.04%、高酸废水含铜7.34 g/L、选矿废水含铜0.57 g/L的技术指标，生产指标相对稳定，硒还原后液外排量及硫酸消耗量均得到了降低。

摘要:为提高LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂正极材料的电化学性能，采用氧化石墨烯进行包覆正极材料试验，并利用热重分析、扫描电镜分析、材料首次充放电曲线、循环性能曲线和倍率性能曲线研究了氧化石墨烯包覆量对LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂正极材料结构形貌以及电化学性能的影响。结果表明，当氧化石墨烯添加量为8%时，以0.2C倍率、2.75~4.3 V电压平台下首次放电容量达到165.37 mAh/g，在经过30圈循环后，容量保持率高达96.50%，在倍率为0.5C、1C条件下，经过30次循环后容量保持率分别为95.2%、92.89%，且在不同电流密度下材料的循环性能较好，具有优良倍率性能。