中国有色冶金

摘要:铜是国民经济发展的重要基础原材料，随着铜产业规模的扩大，铜冶炼得到了快速发展，与此同时行业也面临着如原料安全、环境污染、能源利用等诸多问题，对铜冶炼行业的发展形成制约。本文结合“双碳”“双循环”“绿色发展”等时代背景，全面分析铜冶炼行业当前绿色发展态势，及资源、能源、“三废”治理及数字化转型等方面面临的技术难点。在充分分析的基础上对未来铜冶炼行业绿色发展的实施路径进行研判，提出了有价元素产品化、节能降碳、跨界整合、智慧冶炼以及构建铜冶炼生态链的发展路径，并为铜冶炼行业绿色发展提出了具体的实施建议。

摘要:锑汞共生矿所含锑汞矿物无法用选矿方式获得独立汞精矿或锑精矿等单一精矿，但在混合浮选情况下，锑和汞的硫化矿物能以高回收率进入含锑汞物料中。本文对挥发焙烧法处理含锑汞物料分离锑汞的热力学和选择性氧化挥发焙烧工艺条件进行了研究，结果表明：升温有利于反应进行，主要产物为Sb₂S₃和Hg0，焙烧温度要小于1323K；含锑汞物料中各种物质的饱和蒸汽压存在差异，挥发先后顺序为Hg→HgS→Sb₂O₃→Sb₂S₃→Sb；Sb₂S₃氧化先后顺序为Sb₂S₃→Sb→Sb₂O₃→Sb₂O₄→Sb₂O₅，高温、高氧势、低硫势有利于锑的氧化；选择性氧化挥发焙烧最佳工艺条件为：焙烧温度1273K，焙烧时间30min，料层厚度9cm，鼓风量15L·min^-1。在此工艺条件下，锑挥发率大于96.87%，锑氧粉回收率达到96%以上；汞挥发率大于99.99%，汞回收率可达98%以上。该研究为锑汞分离工业化生产提供初步可行的试验条件。

摘要:本文采用旋流电积试验设备对银电解废液进行电积试验，研究了废液A（银离子浓度为15.42g/L）和废液B（银离子浓度为47.42g/L）2种典型的银离子浓度废液的电积情况，结果表明:废液A以500A/m² 电积40min，250A/m²电积20min，可产出符合IC-Ag99.99标准化学品质的银粉，合格银粉的直收率达到79.2%；废液B以750A/m²电积90min，500A/m²电积40min，250A/m²电积40min，可产出符合IC-Ag99.99标准化学品质的银粉，合格银粉的直收率达到72.7%，银电解废液电积过程中杂质铜、钯主要随着银的逐渐贫化后开始大量析出；随着电积过程铜、钯等杂质不断析出，实现了电解液脱杂的目的，电积后液可返回银电解系统继续使用，同步实现了银电解过程的废水零外排，克服了在银电解废液中硝酸根处理难度大的问题。

摘要:近年来，西北铅锌冶炼厂锌精矿矿源复杂多变，焙砂含残硫及亚铁较高，需加更多的锰矿粉以还原亚铁，导致系统锰离子含量上升，电解直流电单耗上升。基于此，研究提出了二氧化锰与过氧化氢联合氧化除铁技术，并采用单因素条件试验法考察溶液pH值、浸出温度、锰矿粉和H₂O₂按不同比例结合使用对沉矾上清溶液氧化率的影响。结果表明，最佳条件：溶液终点pH值控制在4.8~5.2，浸出温度为60~70℃，氧化槽锰矿粉加入量为理论加入量的0.6倍，氧化剂H₂O₂加入量为理论加入量的1.0~1.3倍，氧化率较佳，Fe²⁺的氧化率为92%，测得溶液锰离子为5~6g/L。在生产中，锰含量保持在3~6g/L，每吨锌直流电单耗可保持在3000kWh以下，按年产22万t阴极锌计算，可节约成本194.9万元。该技术的成功应用，对湿法炼锌指标提升起到了积极作用。

摘要:新疆某新建锌冶炼厂使用的原料锌精矿具有含硅高及其他杂质低的特点，由于高硅矿在锌冶炼火法系统会产生焙烧炉烧结、回转窑结圈，在湿法系统导致浸出后固液难以分离等情况，将严重影响生产系统的正常运行。基于此，分析和研究硅的存在形态、冶金行为及对锌冶炼各系统的影响，考察硅对锌冶炼不同阶段（焙烧、制酸、浸出、回转窑处理）的影响及控制措施。结果表明：通过控制焙烧温度880±20℃，回转窑炉料硅钙比4∶1，浸出酸浸终点pH值0.5~1.5，并利用中浸和酸浸上清液对相应反应后液稀释1倍等措施，可防止回转窑窑尾结圈，保证冶炼系统的正常稳定运行，并将产生良好的经济效益。

摘要:铊及其化合物有剧毒，在湿法炼锌工艺生产过程中存在环境污染风险，但是湿法炼锌过程中间物料中铊的存在形态复杂，含量低且不稳定，造成湿法炼锌过程含铊中间物料中铊的跟踪监测与检测较为困难。本文利用铁盐及硫酸-溴化钾萃取富集消除复杂基体成分对铊测定的干扰，使Tl³⁺与Br^-形成的[TlBr₄]_-配阴离子被甲基异丁基甲酮（MIBK）定量萃取后形成离子配合物，进行有机相中铊的测定。通过优化仪器测定条件，确定石墨炉灰化温度400℃，原子化温度1650℃，从而实现对锌冶炼工艺含锌中间物料中铊元素含量的准确测定。方法的检出限为0.27μg/L,RSD＜10%,加标回收率为95.2%~102.6%，分析结果经与ICP-MS检测数据对比，结果准确可靠。

摘要:目前，氰化法仍是世界黄金冶炼中的主流提金方法，含金物料氰化浸出后产生的氰化尾矿浆经固液分离后形成黄金氰渣，其具有高毒性和高危害性，严重危害环境安全和人体健康，制约着黄金冶金行业的健康发展。因此，如何绿色环保综合利用和处置黄金氰渣尾矿浆，是黄金冶炼行业的研究重点及热点。本文对国内外黄金氰渣尾矿浆的脱氰技术进行综述，对各脱氰方法的优缺点进行详细分析，并对不同技术在工业上的实际应用进行介绍，对黄金行业综合脱氰处理实例进行总结，并对黄金氰渣尾矿浆脱氰技术的发展趋势进行讨论和展望。

摘要:研究以某冶炼厂的氰化尾渣为原料，采用了炭浸+酸化吹脱-中和-二氧化硫（冶炼烟气）空气法+XJD除重金属组合的新工艺，建成了一套氰化尾渣无害化处理及资源综合回收系统，以期实现无害处理和资源的综合利用。研究结果表明：最佳工艺参数为矿浆浓度30%，炭浸2h，采用硝酸-硫酸混酸酸化，pH值1.5~2.0，酸化曝气时间30min，酸化吹脱后，加碱中和，控制中和pH值8.5，通二氧化硫-空气反应30min;该工艺已工业应用2年，效果良好，处理后的氰化尾渣符合《黄金行业氰渣污染物控制技术规范》（HJ 943—2018）要求，满足《国家危险废物名录（2021年版）》中对于氰化尾渣的豁免条件，无害化后处置过程按一般固废处理。该工艺应用对氰化尾渣中氰化物和贵金属进行综合回收，产生了一定的经济效益和社会效益。

摘要:国内二次铝灰产量大，且总铝含量不低，堆放过程中受到雨水淋溶，导致自然水体被污染和土壤盐碱化等危害。在前期研究的基础上，以再生铝行业产生的二次铝灰为主要原料，采用固相烧结法开展二氧化硅含量对二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料性能影响的研究，并采用XRD、SEM及红外谱图等手段分析烧结产物。研究结果表明，二次铝灰和氧化镁质量分数比为1∶0.2时，在1400℃条件下烧结，保温3h，二次铝灰可以烧结制备镁铝尖晶石材料；二氧化硅对二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料性能有影响，添加5%二氧化硅时，所得镁铝尖晶石材料性能最佳，体积密度为2.03g/cm³，线变化率为0.42，抗压强度为91.1MPa；含5%~20%二氧化硅的原料样品在1400℃烧结，烧结材料主要物相为MgAl₂O₄，随二氧化硅含量增加，MgAl₂O₄衍射峰强度减弱，烧结体中出现较厚纤维状组织，材料致密性提高，适量二氧化硅的存在对二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料起到促进作用；在烧结过程中，产物的晶胞常数和晶胞体积都经历先变大后减小的过程，也是离子溶进和溶出的过程。该研究中，二次铝灰能得到经济、高效的治理，既减少环境污染，又解决含铝资源紧张问题，对实现二次铝灰综合利用具有一定意义。

摘要:磷是水体富营养化的主要限制因子之一，水环境中磷元素的去除对于水体富营养化治理具有重大意义。类水滑石及类水滑石化合物具有较大的比表面积、较好的再生性和优越的阴离子吸附性，是优良的吸附材料。本文以硝酸锌和硝酸钴为原料，采用水热法成功制备了一种新型的Zn/Co-LDHs纳米吸附材料，使用SEM、XRD、IR、BET对新吸附材料进行了表征，并进行了含磷废水的吸附试验，考察了材料投加量、磷酸根离子浓度、吸附时间对吸附效果的影响，得到如下结论：Zn/Co-LDHs纳米材料具有典型的类水滑石结构和较大的比表面积；Zn/Co-LDHs对磷酸根的吸附等温线符合Langmuir和Freundlich吸附等温模型；吸附动力学过程符合准一级动力学模型；在温度25℃、Zn/Co-LDHs投加量1.0g/L、磷酸根离子浓度10mg/L、吸附时间30min的条件下，Zn/Co-LDHs材料对废水中磷的最大吸附量为6.3mg/g。

摘要:土著微生物因种类多、适应性强、共代谢作用等优势，用于原位治理铀尾矿废水中U(VI)和Zn(Ⅱ)的污染。本文研究了筛选并驯化后的土著微生物菌群对低浓度铀、锌的去除效果，考察了菌液用量、温度、pH值、U(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)初始浓度对土著微生物菌群除铀、锌性能的影响。结果表明，对于含1mg/L U(VI)和10mg/L Zn(Ⅱ)的中性混合溶液，土著微生物菌群（不动杆菌属44.69%、醋菌属31.48%、金黄色杆菌属14.71%）在温度35℃、菌液投加量10%时对2种重金属元素去除效果最好，U(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)的去除率均可达到94%以上，且反应迅速，在60min基本达到平衡。微生物的表征分析表明菌落在与金属离子反应后的细胞周围出现一定量片状物质，新出现的U峰和Zn峰分别占据细胞比重的6.6%和0.62%。该研究为铀尾矿库废水中铀和重金属的治理提供了一定的技术支持。

摘要:有色冶炼企业产生大量含砷废水，砷对人体内酶蛋白的巯基具有特殊亲和力，特别是与丙酮酸氧化酶的巯基容易结合为复合物，影响细胞正常新陈代谢，导致细胞死亡，损害神经细胞，导致多发性周围神经炎，并造成肝脏、心脏器官的损害。而含砷废水的处理产物亚砷酸铜可用作农业杀虫剂、除草剂、抗真菌剂和灭鼠剂，在子弹诱饵中可作为毒药使用，也可用于制备三氧化二砷的原料。本文采用硫酸铜沉淀法进行废水脱砷，考察了硫酸铜用量、反应温度、反应时间、搅拌速度和溶液pH值等对含砷废水脱砷效果的影响。结果表明：硫酸铜用量为n（Cu）/n（As）=2.0，搅拌速度50r/min，在20℃下反应2.0h，调节溶液pH为8.0，亚砷酸铜的产率为97.23%，且生产实践同样证明了采用硫酸铜沉淀法处理含砷废水是可行的。通过本文工艺实现了有价资源无害化利用，为有色冶炼企业含砷废水处理提供重要数据支撑。

摘要:钢渣是炼钢过程中产生的主要副产物，钢渣综合利用有利于节能降耗和减排治污。本文以转炉钢渣为主要骨料，辅以水泥等胶凝材料，通过改变骨料配比，实现了生态透水砖的制备。试验运用XRF、XRD、SEM等分析方法，对钢渣透水砖的成分、物相、形貌进行了分析，得出钢渣主要物相为Ca₂SiO₄、Ca₃Mg(SiO₄)₂和Ca₂Fe₂O₅，且钢渣成分中各元素分布均匀，性能稳定；试验还考察了钢渣掺入量、骨胶比等对透水性、抗压强度、抗折强度等性能的影响，结果表明，在粗细骨料混合配比1∶1、钢渣掺入量80%、骨胶比6.6时，制成的钢渣透水砖强度高，透水性能好，成品性能符合《透水路面砖和透水路面板》（GB/T 25993—2010）标准要求。

摘要:长石、石英和方解石为金精矿中具有代表性的脉石矿物，在氰化浸出过程中金会部分吸附到脉石矿物表面，从而造成金流失。本文研究了氰化条件下金在脉石表面的吸附及其吸附机理。结果表明，当脉石投加量为15g、接触时间为20min时，金的吸附率达到最高，此时长石、石英和方解石对金的吸附率分别为14.80%、3.70%和2.48%。采用准一级动力学、准二级动力学、双常数模型和Elovich模型对试验结果进行了拟合，发现金在三种脉石表面的吸附均符合准二级动力学模型和双常数模型（R²＞0.96），表明吸附过程以化学吸附为主，且较易发生。通过X射线光电子能谱仪(XPS)分析表明，脉石表面的≡Si—O^-为主要的金吸附位点。

摘要:为改善传统碳热还原法制备碳化硼因直接高温(1800~2000℃)剧烈脱水导致硼酸原料挥发严重进而产品纯度低和结晶差等弊端，本文以硼酸和石油焦为原料，研究了原料存在形式（球团、粉末）、脱水温度、加热时间及升温速率对缓释脱水过程的影响，确定了适宜的缓释脱水参数，同时研究了缓释脱水过程的动力学。研究表明，较优的缓释脱水参数为：原料压制球团、脱水温度300℃、脱水时间40min、升温速率5℃/min。此外，通过XRD和化学成分分析，原料经过缓释脱水过程可提高B4C纯度约9.01%，降低游离碳含量7.95%。由此可知，原料缓释脱水有利于维持原料配比平衡，从而提高碳热还原法的反应程度。

摘要:六氟铁酸钠具有较强的锂离子和钠离子存储能力，可作为锂/钠离子电池正极材料使用。目前，其制备方法存在工艺流程长、原料有毒有害和（或）溶解度低、材料电化学性能差等缺点。本研究采用三草酸合铁酸钠中间体法制备了六氟铁酸钠材料。研究结果表明，在氮气气氛中于700℃焙烧7h可制备电化学性能优异的六氟铁酸钠；该材料在锂离子电池中的第2次放电比容量为229.1mAh/g，循环100次的容量保持率为97.9%；在钠离子电池中的首次放电比容量为138mAh/g，循环100次后的容量保持率为90%。该合成路线环境友好，工艺流程短，生产成本低，产品性能好，适合工业化生产。

摘要:超高镍层状材料LiNi_0.92Co_0.04Mn_0.04O₂(简称NCM92)因其具有较高的能量密度和价格优势，已成为锂离子电池重要的正极材料来源之一。然而，由于该材料的界面不稳定和不可逆相变，商业应用面临特别是在高截止电压下快速的容量衰落和严重的结构退化的问题。本研究设计了一种ZrO₂/Li₂ZrO₃双包覆层改性超高镍单晶正极材料，同时材料表面均匀掺杂有Zr元素，通过双包覆层协同策略显著增强了正极的高压性能和结构稳定性。研究结果表明，ZrO₂/Li₂ZrO₃双包覆层可以有效缓解超高镍正极材料H2-H3相变的不可逆性，提高力学稳定性和界面稳定性，同时表面Zr掺杂进入晶体结构中的TM层与Li位抑制Li/Ni混排并扩宽了晶格间距，ZrO₂/Li₂ZrO₃双包覆层与Zr掺杂改性的材料（NCM92-Zr）展现出优异的电化学性能，在0.5C（200mA·g^-1）电流密度下，2.75~4.4V电压范围内循环150圈后仍有155.2mA h g^-1的放电比容量，容量保持率高达75.5%。此研究为在高截止电压下超高镍正极的复杂机制和改进的结构稳定性提供了新的思路。

摘要:多价金属离子电池由于具有安全性好且成本低等优点，有望成为取代锂离子电池的一种选择，近几年针对这类电池的研究取得了一些成果，但阴极材料的发展仍然面临一些现实的困难。本文主要总结了近年来针对多价金属电池插层阴极的相关研究进展，介绍了阴极材料的插层机理以及诸如氧化物（钒和锰的氧化物及其衍生物）、硫化物、聚阴离子聚合物和碳材料等阴极材料。通过分析总结，得出结论：多价金属离子体系中，存在溶剂化过程和固态扩散缓慢的问题；应用插层阴极材料的研究为未来此类电池的电极材料设计提供了方向；过渡金属（Mn、V）氧化物、硫化物等阴极材料从某种程度上减弱了静电作用力，改善了动力学。并展望了多价金属电池插层阴极的发展方向，为多价金属离子电池的研究提供了新思路。