中国有色冶金

摘要:当前，我国以煤炭为主的火力发电为主要的能源供应方式，但煤炭资源使用存在资源不可再生、二氧化碳排放量大、环境污染严重等问题。固体氧化物燃料电池（SOFC）具有一次发电效率高、产物环境友好等优点，被公认为21世纪的革命性绿色能源技术之一。本文围绕SOFC系统未来主要发展方向，对SOFC系统中氧化锆基、氧化铈基、钙钛矿基电解质材料性能进行综述，指出基于钪资源的氧化锆基电解质材料是当下电解质材料产业化的优选路径。我国钪资源储量优势明显，钪资源供给能够保障燃料电池新能源产业链持续安全发展，因此，建议从国家层面加强资源供给链、制造产业加工链、产品应用链和回收链各环节的政策引导，做好顶层设计，加速钪基SOFC产业孕育，牢牢把握新一代能源产业变革浪潮。

摘要:针对传统轧制阳极板存在使用寿命短、成本高以及强度低等问题，研究了一种栅栏型铝基Pb-0.3%Ag-0.12%(Ca+Sr)复合阳极板，降低了阳极板成本，并提高了阳极板强度和耐腐蚀性。为实现该新型复合阳极板的工业化应用，进一步对其进行优化，通过扩大试验对传统阳极板和不同扁线宽度的栅栏型镀膜阳极板进行15d电解生产指标及阳极泥清理等对比，并对不同棒间距的栅栏型镀膜阳极板的阴极锌产品进行了对比，得出以下结论：相较于传统阳极板，栅栏型镀膜复合阳极板对电流效率、槽电压以及阴极锌品质有较大的改善；窄条阳极板比宽条阳极板拥有更大的有效活性面积，但在后期进行清理阳极泥时，窄条阳极板更难清理，且易产生弯曲；栅栏型镀膜复合阳极板的棒间距过宽会导致阴极锌出现“井”字痕迹，影响产量及电流效率，合适的棒间距为9~14mm。

摘要:电解铝过程中产生大量的碳渣，约为5~15kg/tAl，目前碳渣的处理方法主要有浮选法和坩埚炉熔炼法，这2种方法在处置成本和电解质纯度方面各有优劣，但均存在处置过程产生碳泥（危废）的问题。基于碳渣DSC-TG数据分析，提出了碳渣低温循环焙烧工艺，焙烧试验结果表明：采用从炭渣中回收电解质工艺技术上可行，在焙烧温度750℃的条件下，经两次循环焙烧综合碳脱除率可高达97.6%，循环焙烧后的碳渣主要成分为电解质（冰晶石）。该工艺成功避免了碳泥的产生，为碳渣的减量化和资源化处置提供了新思路，但国内电解铝产能受限，未来启动电解槽所需电解质越来越少，所回收电解质的开发利用是以后需要考虑的问题。

摘要:焦炭作为电炉冶炼钛渣还原剂，对钛渣冶炼过程及产品质量均有一定影响。以西昌焦炭为基准还原剂，通过对盘江焦炭和西昌焦炭的基本性质进行分析，结合2种焦炭现场应用情况，研究盘江焦炭对攀枝花钛精矿冶炼钛渣的影响特征。结果表明，盘江焦炭石墨化程度较西昌焦炭高10.83%，微晶体积较大，对应的表面活性碳原子占总碳原子数量的比例较小，进而使得盘江焦炭相较西昌焦炭反应活性低。尽管盘江焦炭固定碳含量和粒径分布优于西昌焦炭，但由于盘江焦炭的反应活性及结构劣于西昌焦炭，一定程度上导致盘江焦炭较西昌焦炭还原攀枝花钛精矿冶炼钛渣时配碳比增加、吨料电耗偏高、钛渣品位偏低。

摘要:稀土电解槽内流场速度不稳定，阳极外侧流动过于缓慢，不利于电解反应的充分进行和电解效率的提高。现有研究表明可通过外加磁场对电解质进行搅拌以控制稀土电解槽内的流动情况。对8kA稀土电解槽进行电磁搅拌模拟，设计在电解质外侧和底部安装不同安匝数铜线圈，然后利用Ansoft Maxwell以及Ansys Fluent软件对电解质部分生成的磁场以及电磁搅拌下的流场进行有限元模拟分析，得到以下主要结论：侧面下方增设线圈在一定安匝数下无法产生电磁搅拌力；侧面上方增设线圈为正弦波，所需线圈安匝数小于底部，而且流场稳定性也更好；底部增设线圈所需安匝数远大于侧面上方，且相比侧面上方位置电磁搅拌的槽内流动情况更为复杂混乱。

摘要:皮江法炼镁过程产生大量的镁还原渣，堆存过程中易造成土壤碱化和板结等环境问题，在消纳方面主要用于制备水泥、建筑砖和脱硫剂，综合利用价值低。基于此，提出氯化铵浸出镁还原渣工艺路线，该工艺可以提取和分离镁还原渣中的钙、硅等元素，使镁还原渣成为钙源和硅源，实现镁还原渣的零排放和高值化利用。现针对工艺中的浸出过程，研究在各单因素条件下钙的浸出率及浸出渣物相，得出以下结论：氯化铵能对镁还原渣中钙进行选择性浸出，其浸出率与反应温度、氯化铵浓度、液固体积质量比等密切相关；浸出率随氯化铵浓度、液固体积质量比的增大而增大，随温度的升高先增加后减小；较佳浸出工艺条件为反应温度25℃、氯化铵浓度15%、液固体积质量比40∶1，该条件下，钙的浸出率达到88.7%；浸出渣物相主要为氧化镁、碳酸钙、二氧化硅等物质，通过洗涤工序可以获得较为纯净的含硅原料。

摘要:从铜电解液中回收镍的过程中产生的粗硫酸镍存在杂质含量高的问题，使得粗硫酸镍附加值低，需要进行二次除杂。某铜冶炼企业采用P204对粗硫酸镍溶液进行了萃取除杂工艺试验，并针对试验中出现的镍损失率高、乳化现象严重的问题进行了优化改进，取得了良好效果。使用氢氧化钠对P204萃取剂进行皂化，利用钠皂对粗硫酸镍溶液进行萃取，铁、锌的萃取率均在99.9%以上，镍损失率为12.26%。在P204皂化过程中，将钠皂转化为镍皂，可以减少镍的损失，采用镍皂对粗硫酸镍溶液进行萃取，铁、锌的萃取率仍在99.9%以上，镍损失率则可降至0.4%。通过控制和净化粗硫酸镍溶液和控制料液pH值等措施可以解决萃取过程中的乳化问题。

摘要:锌氧压浸出工艺最大优势在于副产品是固体硫磺而非硫酸，可以从根本上解决传统工艺带来的硫酸滞销问题和SO2污染。某锌冶炼企业采用锌氧压浸出工艺，在初期进行硫回收工序时，硫磺产量低，大部分的硫未得到有效回收，进入尾矿渣中，造成硫损失和尾渣处理难度大的问题。该企业系统分析了氧压浸出工艺过程，通过控制工艺参数和提高二段浸出渣中硫精矿的粒度提高了氧压浸出过程中的硫转化率，通过控制矿浆浓度、矿浆粒度、浮选槽风量等提高了浮选过程中的硫回收率，通过规范过滤操作、保障熔硫池温度等措施提高了后续工序的硫回收率。该企业采取改进措施以后，总硫回收率从45%提高至71%，可为同类企业提高硫回收率提供参考。

摘要:在我国，锌冶炼以传统的“焙烧-浸出-净化-电解-熔铸”工艺为主，由于锌资源的匮乏，炼锌原料主要为高铁闪锌矿。在冶炼过程中，不可避免地生成铁酸锌，由于铁酸锌性质比较稳定，使锌的浸出率降低，不仅浪费锌铁资源，还严重污染环境。基于此，以广西某锌冶炼厂的锌精矿为研究对象，采用配碳焙烧-浸出工艺来使三价铁还原成二价铁，从而防止铁酸锌的生成，以此来提高锌的浸出率。采用X射线荧光光谱（XRF）测定元素含量，以分析原料特性。通过试验研究配碳比例、焙烧温度、焙烧时间、配碳种类及浸出方式对浸出率的影响，以确定最优的配碳焙烧-浸出工艺条件。结果表明，锌精矿采用配碳焙烧最佳的工艺条件为：焙烧温度950℃、焙烧时间1.5h、配碳比例3%，在此条件下，使用活性炭可以使锌的浸出率达到84.39%，而不配碳焙烧的条件下，锌的浸出率仅为65.32%。通过配碳焙烧可以使三价铁还原成二价铁，有效防止铁酸锌的生成，从而提高锌的浸出率。通过反酸浸出，使用还原煤可以使锌的浸出率达到78.42%，远远低于常规浸出。因此，常规浸出工艺比反酸浸出工艺更适合配碳焙烧浸出工艺。

摘要:铝硅铸造合金中粗大的块状初晶硅组织、板条状或针状的共晶硅组织以及αAl晶粒严重削弱了合金的机械性能，目前有关P、Sr、Na或稀土单元素变质的研究现状介绍较多，而缺少对稀土复合变质研究的系统性总结。基于此，针对铝硅铸造合金的稀土元素复合变质技术进行系统介绍，分别阐述了初晶硅和共晶硅的稀土变质以及αAl晶粒的稀土细化机理，系统介绍和总结了铝硅铸造合金稀土复合变质对初晶硅和共晶硅、αAl晶粒等微观结构以及抗压强度、伸长率、磨损率、粗糙度、耐腐蚀性等性能的影响，阐述了铝硅铸造合金稀土变质技术的应用现状和市场前景，并对合金稀土变质技术进行了总结和展望。

摘要:有大量稀土资源存在于尾矿和工业废渣中，品位较低，但是总量可观。采用生物浸取技术从低品位稀土资源中提取稀土元素是一种成本低、环境友好的绿色冶金工艺。该工艺采用的微生物包括细菌和真菌，对不同微生物浸取稀土元素的情况和微生物与稀土元素之间的作用机理进行了阐述，表明目前采用微生物浸矿提取稀土元素的方法还存在一定的局限性，主要表现在：微生物浸取出的金属元素不具有专一性，给稀土元素的分离及单一稀土元素的分离造成困难；与无机酸和有机酸浸取稀土元素相比，微生物浸取出的稀土含量较低；微生物浸取过程中可能存在高稀土浓度条件下微生物衰变甚至死亡的情况。最后指出，稀土元素提取技术正朝着减量化、无害化、资源化方向发展，生物技术和萃取技术的结合，提供了一种经济可行的方法。

摘要:受国家产业政策影响，某铝材企业500kA电解系列生产线仅能投产半系列。由于临时回路母线距离半系列端头槽较近，受磁场影响严重，无法正常启动。该公司大胆改进与创新，通过采取合理的焦粒石墨碎配比、延长焙烧时间、启动物料选择电解质粉等工艺改进和安装软连接器、合理拆除分流器、增加母线转接、大铝量连续灌铝等操作技术，成功启动了倒数第二的2个端头电解槽，年创经济效益达1406万元。由于端头电解槽启动难度大，特殊技术措施多，需要精细化的管理，本文详细阐述该公司半系列500kA端头槽启动情况，以期为同类企业提供参考。

摘要:冶炼企业的余热锅炉不但可以回收余热，而且可以捕集高温烟气中的烟尘，回收贵重金属，降低烟气的含尘量，但运行过程中如果结焦严重将导致检修间隔缩短，对生产造成影响。某冶炼公司原采用人工通过操作孔进行除焦，存在劳动量大、除焦效果不明显的问题。为此，该公司采取改造锅炉辐射区结构、改进入炉物料形态和含水量、添加结焦抑制剂、采用锅炉喷涂技术等措施控制锅炉结焦，取得了明显效果，锅炉检修间隔从30d增加至40d，结焦清理量从20~25t降至10t左右，清理时间从每月48h降至6~7h。此次锅炉系统的成功改造可为同类企业提供参考。

摘要:铜阳极泥中的硫酸钡含量对铜阳极泥的进一步冶炼处理影响意义重大，目前常用的硫酸钡测量方法有比浊法、分光光度法、电感耦合等离子光谱法等，样品组成较为复杂时，一般检测方法倾向于将钡元素转化为碳酸钡沉淀再转化为可溶性钡盐的形式进行检测。利用硫酸钡溶度积极低的特点，使用盐酸-氟化氢铵-硝酸/氯酸钾饱和溶液溶解硫酸钡的共存物质，然后采用重量法测定样品中的硫酸钡含量。试验结果表明，该方法中硫酸钡检出限为9mg，当硫酸钡含量在8%~15%时，相对误差不大于±3%，可以满足生产控制的要求。此方法为硫酸钡的检测提供了一个新思路。

摘要:赤泥是氧化铝生产过程中产生的固体废弃物，大部分以堆存为主，其处置利用是铝工业所面临的重要课题之一。以拜耳法赤泥为主要原料，协同粉煤灰、陶瓷抛光废渣等物料利用烧结法制备建筑保温材料，试验考察了赤泥掺量、烧结温度、发泡剂用量等对保温材料性能的影响，结果表明，在赤泥添加量40%、烧结温度为1070℃、发泡剂用量3%的较优工艺条件下，制备的产品性能达到行业相关标准要求。该技术不仅可以规模化消纳赤泥，还充分利用了陶瓷抛光废渣等工业固废，为多固废协同利用提供了新的途径。

摘要:试验采用硫酸进行粉煤灰浸出，考察主要工艺条件对粉煤灰中Al、Fe浸出率的影响，并且对浸出渣进行成分和物相分析，试验结果表明：硫酸高温酸浸粉煤灰可实现Al、Fe元素高效浸出，浸出温度为主要影响因素；在浸出温度230℃、硫酸质量分数20%、反应时间120min、液固比10∶1的酸浸条件下，Al的浸出率为89.43%，Fe的浸出率为69.78%；酸浸渣的主要化学成分为SiO₂，含量为79.1%，同时含有少量未浸出的Al₂O³、Fe₂O₃，可作为生料原料制备硅酸盐水泥熟料。该试验中无二次废渣排放，且浸出液的后续处理也无废液排放，此方法为实现粉煤灰的综合利用和零排放提供了参考依据。

摘要:为了研究工业钛白粉复合材料的光催化性能，以钛白粉为基质，采用水热和一级煅烧法成功制备了Bi2O3-钛白粉和Bi2O3-钛白粉/PAC负载型复合材料，对比研究了钛白粉、Bi2O3-钛白粉和Bi2O3-钛白粉/PAC负载复合材料的吸附效能和光催化性能。结果表明，钛白粉对甲基橙的吸附作用较有限，去除效率较低，光催化氧化反应的去除效果可达87.5%；Bi与Ti摩尔比为12%时，Bi2O3-钛白粉/PAC负载型复合材料对甲基橙的光催化降解效果最优，可达87.5%；相较而言，Bi2O3-钛白粉/PAC复合材料对甲基橙的吸附作用和光催化降解效果最优，吸附率为41.3%，光催化降解效率为89.7%。

摘要:目前国内收尘氧化锌脱氯主要采用火法脱氯，存在诸多缺点，如设备投资大、清理工作量大、造成环境污染等。湿法炼锌熔铸收尘氧化锌含氯高，无法直接回用于湿法系统。基于此，采用收尘氧化锌水洗—水洗液沉锌与收尘氧化锌酸性浸出-酸浸液铜渣除氯2种湿法回收方案进行试验研究，对比分析2种方案的试验结果，并优化湿法回收工艺参数。结果表明：收尘氧化锌水洗-水洗液沉锌方案存在除氯效率低、沉锌效果差等问题；酸性浸出-酸浸液铜渣除氯方案具有除氯效果好、锌回收率高、成本低的优势，经验证该工艺是可行的。

摘要:ChClurea体系中ZnO的溶解度较大，可实现ZnO的选择性溶解和有效分离，ChClureaZnO体系物理性质对ZnO的溶解度影响较大，进而影响ZnO的分离提取过程。在323~363K温度范围内，分别测定ChClureaZnO体系的黏度、电导率、密度和表面张力，研究温度和ZnO浓度对其物理性质的影响。结果表明，在所研究的温度范围内， ChClureaZnO体系黏度为20~200mPa·s，电导率为0.2~0.8S·m^-1，密度约为1.20g·cm³，表面张力在50~80mN·m^-1；体系黏度随着温度升高而降低，电导率随着温度的增加而增大，电导率与黏度之间关系满足Walden规则；密度和表面张力均随着温度升高而逐步减小；ChClureaZnO低共熔溶剂的黏度、电导率、密度和表面张力均随着体系中ZnO浓度的增大而增加。

摘要:为了考察农林废弃物核桃壳对重金属Pb(Ⅱ)的吸附性能，以核桃壳为原料，采用微波-H2O2耦合改性的方法制备改性核桃壳生物炭，并对其进行电子扫描电镜、X射线衍射和红外吸收光谱分析。考察了溶液pH值、核桃壳生物炭投加量、吸附时间、温度、Pb(Ⅱ)初始浓度等因素对改性核桃壳生物炭吸附模拟水溶液中Pb(Ⅱ)的影响。表征结果表明，改性生物炭具有无定形碳结构，炭颗粒表面具有微米级的大小不一、形状各异的孔隙结构；C[FY=,1]O、C—O、C[FY=,1]C等基团的含量较改性前有所增加。在初始离子浓度为400mg/L、核桃壳生物炭投加量为16mg/L、pH值为4.0、温度25℃、吸附时间180min的条件下，改性生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附率达到99.5%。吸附试验结果表明，微波-H2O2耦合改性核桃壳生物炭对于高浓度含Pb(Ⅱ)废水具有良好的吸附效果。

摘要:对非洲某低品位氧化铜矿伴生钴的强化浸出和浸出过程动力学进行了研究，探讨了浸出温度、硫酸加入量、液固比和还原剂焦亚硫酸钠加入量对钴浸出率的影响，从热力学角度探讨了伴生钴的还原浸出机理。结果表明，提高浸出温度、硫酸加入量、液固比和还原剂加入量均能提高伴生钴的浸出率，并加快钴的浸出速率；该氧化铜矿伴生钴的浸出过程受界面化学反应和固态产物层扩散混合控制，浸出过程表观活化能Ea=13.42kJ/moL；动力学速率方程为13ln(1-x)+(1-x)-13-1=^0.0025m^0.8688r^0.1974N^1.0147e-13.42RTt。