中国有色冶金

摘要:本文介绍了低品位红土镍矿高压浸出（HPAL）工艺中镍钴沉淀富集技术的由来及发展情况，详细阐述了目前应用过程中存在的问题，同时着重介绍了中国恩菲独创的碱基活化控制技术（AACP）。该核心技术包括3个关键环节，即氢氧化钠原位碱基转化、前置晶种重整与模板诱导生长、收敛式系统调控，其规避了国外企业在硫化氢、氧化镁沉淀技术中通过专利等手段设置的技术壁垒，技术工艺巧妙，装备简单通用，与高压浸出系统兼容性强，氢氧化镍钴（MHP）产品质量优异且稳定。此外，中国恩菲针对HPAL存在的问题，开发了高压酸浸工艺装备工程系统（ENFIHPAL），缩短了项目实施周期，且对装备系统整体进行基本选型设计、优化以及问题判别，可最大程度保证装备系统在复杂运行条件下的稳定性和作业率。AACP技术继巴布亚新几内亚的瑞木镍钴项目成功应用后，于印尼的力勤、华越等项目亦获得了显著的应用效果，生产的MHP产品已成为目前EV动力电池产业链原料供应端质量最好的中间产品。HPAL-AACP工艺路线有望成为低品位红土镍矿高效利用的首选之路。

摘要:全球铂族金属资源高度集中，我国铂族金属资源匮乏，随着我国对海外铂族金属矿产的开发，实现对铂族金属资源的高效回收利用有着重要意义。本文对目前铂族金属的火法冶炼机理、工艺进行了综述，以期为今后铂族金属矿火法冶炼技术相关研究提供借鉴和参考。同时指出，对于浮选后的铂族金属精矿，电炉+转炉工艺仍然是主要的火法冶炼方法，工艺流程包括干燥、电炉熔炼制备低镍锍（低冰镍）、转炉吹炼制备高镍锍（高冰镍）等。未来铂族金属矿火法熔炼技术的研究可重点关注铂族金属矿物的强化熔炼、熔池熔炼等高效熔炼方法，低镍锍吹炼可重点关注连续吹炼（底吹、多枪顶吹）替代PS转炉吹炼的可行性。

摘要:铜冶炼过程中产生大量烟尘，精矿中伴生的砷有10%~50%进入其中，同时烟尘中还含有Cu、Zn、Pb、Bi、Au、Ag等有价元素，需要进行资源回收及无害化处理。湿法工艺处理含砷烟尘具有金属回收率高、有价元素分离效果好、投资成本低等优势，但存在工艺流程长、浸出渣需单独处理等弊端；火法工艺具有工艺流程短、处理量大的优势，砷产物多为纯度较高的砷氧化物或单质砷，便于砷的进一步提纯和资源化应用，但存在能耗高、产品需再处理等弊端；湿法、火法等工艺联合使用处理含砷烟尘在金属回收率、产品品质等方面具有明显优势，砷在处理过程中可进行固化稳化处理，也可产出As2O3或单质砷的产品，同时可综合回收烟尘中铅、锌、铜、铋等有价金属，是当前的主流方向。含砷物料的处理方式主要是无害化处置和资源化应用，探索砷全资源化应用的新方向可为社会、环境、经济带来良好效益，未来，含砷物料的就地协同处理及砷的产品化是发展的重要方向。

摘要:目前铝电解工业上普遍使用氧化铝来吸附电解槽逸出的氟化氢，但关于吸附机理和过程尚不明确。本文介绍了国内外研究者对于氧化铝吸附氟化氢的过程以及吸附产物结构的研究现状。研究者们所采用的研究方法包括两类，一类为实验研究方法，即对氧化铝进行氟化氢吸附实验，测定吸附前后气体的体积、压强，绘制吸附等温线，测定吸附产物的热稳定性，以及使用核磁共振、红外光谱对吸附产物进行检测，来间接获得吸附结构；另一类为通过计算机基于密度泛函理论对吸附结构进行模拟计算。关于氧化铝吸附氟化氢的产物结构，研究者有2类不同的观点：①F原子直接吸附在氧化铝的Al原子上的Lamb模型；②F原子吸附在氧化铝表面羟基或水分子上的双分子层模型。计算机模拟的吸附结构也是基于这两个模型，研究者们着重于氟化氢在氧化铝表面的吸附位点和形成Al—F键及O—H…F键过程的研究。本文最后总结了两种吸附模型的异同，并对今后关于氧化铝吸附氟化氢的过程和吸附产物结构的研究重点进行了展望。

摘要:为满足高端钼材对优质钼原材料的重大需求，本文提出制备多序列非团聚二钼酸铵的关键调控过程与生产工艺，通过试验与产物结构表征，对结晶过程各参数的影响与调控进行系统性研究。结果表明，溶液初始钼浓度的调控与分散剂的加入有利于溶液过饱和度稳定在非自发形核的介稳区，避免团聚而生产粒度较大、粒度分布窄的非团聚型二钼酸铵；晶体的尺寸与粒度分布受晶体生长周期长短的影响，较大的搅拌速度能够促进晶粒的生长速率。本研究成功开发出多序列形貌粒度均匀且分布窄非团聚二钼酸铵产品，实现工业化生产，该产品粒度D50在80~130μm、100~140μm、140~180μm、220~280μm、280~380μm多个粒度区间，可有效满足国内外对不同规格二钼酸铵产品的需求，为我国高端钼材的生产和开发奠定良好的基础。

摘要:P204和P507常用作萃取剂用于稀土浸出液的萃取，采用单一萃取剂萃取难以有效分离、富集稀土，本文利用P507萃取高浓度稀土溶液时对轻稀土萃取能力较弱而P204萃取能力强的特点，创新性提出采用P507与TBP协同萃取中重稀土，然后采用P204与TBP协同萃取轻稀土的工艺，并进行了萃取、反萃取试验，得出以下结论。在试验原料条件下，采用二级萃取工艺，当相比A/O=10/1、pH值4.0、常温、P507体积分数35%、TBP体积分数5%时，P507+TBP对中、重稀土的萃取率较佳，均能达到90%以上；采用二级萃取工艺，在P204体积分数35%、TBP体积分数5%、相比A/O=15/1、常温、萃取时间5min的条件下，P204+TBP对轻稀土的萃取率达到97%。P507与P204的负载有机相在适当的酸性条件下，P507负载有机相经二级逆流反萃、P204负载有机相经三级逆流反萃后均可得到高浓度的稀土富集液，浓度值达到直接进入萃取分离线的要求。该研究在低能耗、低试刘消耗条件下实现了稀土提取利用及初步分离，所生产的氯化稀土溶液可以直接进入稀土分离厂进行分离提纯，为高浓度稀土回收分离提供了参考。

摘要:二氧化碲盐酸浸出-二氧化硫还原是生产碲的新工艺，该工艺流程短、设备配置简单、回收率高，具有较好的应用前景。本文考察该工艺中浸出温度、浸出时间、浸出液固比、预还原时间、还原时间、还原温度等参数对碲回收率的影响，并创新性地提出铁粉深度还原降低后液含碲措施，以提升碲还原率及回收率。主要得到以下结论：在浸出温度65℃、浸出时间60min、浸出液固比3∶1、预还原时间5min、还原时间6h、还原温度70℃的条件下，碲的浸出率为95.5%，还原率为91.5%，碲粉经洗涤浇铸后可获得满足Te9995牌号标准的精碲。通过铁粉深度还原含碲后液，可将碲的还原率进一步提升至96%，流程碲回收率达91.68%。相比于电积工艺，新工艺可缩短生产周期95%，实现了碲产品高效产出与经济效益提升。

摘要:湿法炼锌过程中，常采用铁粉置换法去除含铜砷酸性溶液中的铜、砷，但该方法要求溶液中n_Cu∶n_As≥3∶1才能保证As的彻底沉降。正常生产的含铜砷酸性溶液中n_Cu∶n_As≥3∶1，As沉降不彻底，容易产生砷化氢有毒有害气体。某冶炼企业在锌冶炼过程中产出含铜55%~60%的副产品铜渣，提出在铁粉置换工序中加入铜渣，并进行了试验验证。结果表明，在原料为该企业含铜砷酸性溶液前提下，当铁粉过量系数1.5倍时，不加入铜渣，铜砷去除率仅57.14%、26.73%；加入2g/L铜渣，则铜砷去除率可达92.35%、89.85%；在较佳工艺参数反应时间1h、温度80℃左右、铜渣添加量2g/L、铁粉过量系数1.5倍条件下，除铜、砷率均可达到90%以上。该方法可减少铁粉消耗量、降低生产成本，为锌冶炼企业处理含铜砷酸性溶液提供了参考。

摘要:某企业以氯铂酸铵为原料，采用水合肼还原-粗铂氯化浸出-氯化铵沉铂工艺精炼铂，原有浸出工艺参数下铂浸出率小于70%，导致铂直收率低。本文在原工艺基础上考察了反应温度、氯酸钠用量、盐酸浓度对铂浸出率的影响，并进行了生产实践，得到以下结论：在反应温度90℃、氯酸钠加入量为粗铂粉重量的22%、盐酸浓度3.0mol/L、搅拌速度450r/min、液固比6∶1、反应时间4h的试验条件下，缓慢加入氯酸钠，铂浸出率可以达到92.5%；生产实践表明该试验条件浸出效果良好且稳定，铂浸出率维持在约92%，远高于原工艺条件下的铂浸出率70%，工艺优化效果良好；生产中采用的反应釜槽体及搅拌装置等均为钛材，精炼产生的废气和废水进入金精炼废气、废水处理系统，达标后排放。

摘要:针对稀土电解槽中阳极消耗后变形及阴极棒底部电流密度过大导致电热场分布不合理的现象，本文以某企业8kA稀土电解槽为研究对象，运用 COMSOL 多物理场耦合软件对阳极倾角和阴极结构同时优化后的模型进行了三维电热场的模拟，并对电解槽的电热场分布进行分析研究。结果表明：在阴极棒底部优化成半球形结构后，阴极底部电流密度降低，且电解槽的下半部分电场分布更为均匀，改善了电解槽的局部过热的情况；阳极倾角适当增大，可以使槽内电压降低，高温区域向槽底转移；在阴极底部半球形结构条件下，当阳极倾角为8°、插入深度为320mm时，电热场分布最为合理。

摘要:国内冶金工业交流电弧炉弧流参数控制存在很大局限性，大多依据经验设定电抗器、变压器和弧流参数等工作点，缺乏全流程弧流参数智能化控制。为解决铍铜合金冶炼全流程弧流参数控制问题，本文从能量角度建立电弧炉冶炼过程多目标优化模型，并在弧流控制全流程引入动态事件触发机制(Dynamic Event-triggered Mechanism, DETMs)对模型进行优化，在电气特性和工艺指标的约束下，制订具有弧流、弧压和电抗协同作用的冶炼控制策略。研究结果表明：①从能量传导角度搭建多目标优化模型符合铍铜合金冶炼过程特点，温度约束条件较为容易观测，在一定程度上反映电弧电阻的动态变化；②引入DETMs解决了模型多个局部弧流变化阶段间的衔接问题，改善了目标值变化滞后导致冶炼时间延长问题； ③FCPs触发弧流目标值的效果优于人工\\时序触发机制，组成了具有较强的跟踪能力和鲁棒性能的弧流控制系统，实现了弧流目标值超前变化、局部稳态阶段耗时缩短。

摘要:广西是我国重要的电解二氧化锰和钛白生产基地，电解锰渣和钛白绿矾渣的处理一直是制约两个行业发展的难题。由于钛白绿矾渣中的硫酸亚铁可用作还原剂浸出电解锰渣中的MnO2，因此本研究进行了硫酸体系下电解锰渣浸锰试验，考察了电解锰渣与绿矾渣配比、浸出温度、硫酸浓度、浸出时间、固液比对锰浸出率的影响，并对浸出反应进行动力学分析。试验结果表明:在电解锰渣和绿矾渣质量比10∶1.0、浸出温度50℃、硫酸浓度1.0mol/L、浸出时间1.0h、固液比为1∶15g/mL的条件下，锰的浸出率达到98.67%；浸出反应符合收缩核模型，反应表观活化能为40.47kJ/mol，表明浸出受内扩散-界面化学反应控制；试验还根据线性拟合结果确定了锰浸出过程的宏观动力学方程。该研究为回收电解锰渣中的锰，实现电解锰渣和钛白绿矾渣的资源化利用提供了参考依据，对固废减量化处置具有现实意义。

摘要:冶炼厂产生的酸洗废液多采用石灰中和法进行处理，产生大量的氯化钙废液，目前处理工序复杂、成本高、氯化钙回收经济性不高。本文借鉴氯碱工业处理方式，提出将氯化钙废水直接电解的方法，并以氯化钙为原料，进行了隔膜电解试验。试验考察了电流密度、温度和时间对电流效率和耗电量的影响，并对比电解时不通二氧化碳制备Ca(OH)₂和通二氧化碳制备CaCO₃两种情况下的电流效率。结果表明，在阴极通入二氧化碳后，微溶的氢氧化钙可碳化成难溶的碳酸钙，相比阳离子膜直接制备氢氧化钙，电流效率更高；在电流密度为40mA·cm^-2、温度为50℃、电解时间3h条件下，耗电量较低，电流效率较高，经济效益最好；电解产物氢氧化钙碳化后生成的碳酸钙，中值粒径处于16~23μm范围内，颗粒粒度更均匀。阳离子膜电解-碳化制备碳酸钙的方法电流效率高、产品纯度高，为中和法处理钢铁酸洗废液所产生的氯化钙废液提供了一种新思路。

摘要:为解决赤泥、矿泥的规模化、无害化处置问题，考察污泥-五种植物协同作用对控碱赤泥、脱水矿泥土壤化矿坑原位生态复垦的影响。结果表明，污泥-五种植物协同作用能显著降低赤矿泥基质的盐碱性，提高土壤化处置赤矿泥基质养分、酶活性和微生物的多样性，其中，pH值、全盐含量分别降至8.50、1.50g·kg_-1，达到了矿山生态环境保护与恢复治理技术规范的要求；有机质、全氮、全磷在植物第一生长季的含量达到了全国第二次土壤普查标准中的三级水平；施加污泥后赤矿泥基质碱性磷酸酶和脲酶最高活性分别达到0.17mg·g-12h^-1、2.05mg·g^-124h^-1。该方法为赤泥、矿泥土壤化处置规模化生态处理提供了新思路。

摘要:高炉炼铁工艺存在流程长、能耗高以及强烈依赖冶金焦等问题，发展绿色低碳的非高炉炼铁工艺对钢铁生产具有重大意义。本文采用超级铁精矿粉进行了甲烷闪速还原试验，考察还原温度及甲烷体积分数对金属化率的影响，研究铁精矿粉在试验条件下的闪速还原行为，并对还原产物微观形貌进行观察，分析闪速还原机理。结果表明：还原温度为1550K、甲烷体积分数7.5%、还原时间为5.49s时，矿粉金属化率可达90.0%；还原温度的升高及甲烷体积分数的增加提高了矿粉的金属化率；甲烷在还原过程中发生裂解，生成的固体碳在还原产物表面沉积，促进铁氧化物的还原和金属铁的渗碳；渗碳过程降低了金属铁的熔点，还原产物由不规则形状向球型转变；矿粉内部为致密的铁层包裹着未反应的铁氧化物的结构，在FeO/Fe界面处FeO的还原主要是由铁中的固溶碳[C]完成。

摘要:ZnO-FeO-SiO₂-CaO-Al₂O₃是铅锌火法冶炼过程中重要渣系，本文研究高锌含量下ZnO-FeO-SiO₂-CaO-Al₂O₃渣系的黏度，为进一步优化铅锌氧化渣还原熔融设计提供理论支撑。研究过程中采用内旋转圆柱法测量了不同组成成分下ZnO-FeO-SiO₂-CaO-Al₂O₃渣系的黏度，采用傅里叶红外光谱仪测定了高温淬冷渣的结构，并计算了不同熔渣成分下的表观活化能。研究结果表明：初始ZnO含量（16%~32%）的增加可降低 ZnO-FeO-SiO₂-CaO-Al₂O₃系炉渣黏度；进一步增加ZnO含量（＞36%）则会使黏度大幅增加；当ZnO含量为36%时，温度较高（＞1623K）时，Fe/SiO₂ 和CaO/SiO₂的增加可以降低炉渣黏度，但随着温度的降低，Fe/SiO₂ 和CaO/SiO₂的增加会使得炉渣黏度显著增加。

摘要:钒渣空白焙烧工艺属于钒渣提钒领域的新方法，明确物相变化特征对于构建和完善钒渣焙烧过程的物相演变机理具有重要意义。本文从以往钒渣物相研究中易忽略的物相含量、形貌和钒元素赋存状态着手，应用矿物分析仪、X射线衍射分析仪和扫描电镜等设备对空白焙烧阶段钒渣中主要物相的变化特征进行了分析，结果表明：钒尖晶石、铁橄榄石和钙铁辉石随焙烧温度上升而逐渐氧化分解，含量逐步降低，钒酸锰、氧化铁、铁板钛矿等产物含量逐渐增加；随焙烧温度上升，钒尖晶石、铁橄榄石及钙铁辉石由边缘氧化逐渐过渡至内部氧化直至完全分解，其中钒尖晶石的氧化分解产物主要为钒酸锰、氧化铁及铁板钛矿，铁橄榄石、钙铁辉石的氧化分解产物主要为氧化铁和玻璃质；焙烧过程，钒渣中的钒元素主要由钒尖晶石向钒酸锰、氧化铁和铁板钛矿等物相迁移；900℃是钒渣空白焙烧的合适温度。

摘要:赤泥的堆积占用大量土地资源，且存在环境及安全风险，目前从赤泥中回收有价元素是赤泥有效消纳的方式之一。本文采用熔融还原法处理高铁赤泥，在提取铁元素后对熔融尾渣进行缓冷过程的物相分析及微观形貌分析，研究提铁尾渣在缓冷过程中的物相变化，为赤泥熔融还原提铁尾渣水泥化提供理论依据。结果表明，提铁条件为碱度0.8、配碳比1.1、CaF₂添加量10%的赤泥提铁尾渣，在缓冷过程中选择1000℃的条件下进行保温，能更好形成制备水泥所需物相。

摘要:铅锌冶炼易产生高酸、高卤素、高铊的污酸，采用常规处理方法需要消耗大量的石灰和硫化钠，产生危废量大，后续难以处理。本文提出“氧化-树脂吸附-分段中和”工艺处理高铊污酸，并基于该方法考察了不同氧化剂及吸附形式对树脂吸附铊的影响，并进行了工业验证，得到以下结论：氧化阶段，高锰酸钾效果最好，考虑到成本，工业生产采用双氧水进行氧化；动态吸附优于静态吸附，且动态吸附处理污酸具有连续性，有利于工业应用；试验所用阴离子交换树脂对三价铊的吸附效果良好，动态平均吸附效率为89.07%，对镉具有吸附效果，动态平均吸附效率为50.66%，对铅、锌、砷元素不具有吸附性；该工艺处理后的污酸后液中铊、砷含量均能稳定达到5μg/L、0.3mg/L的排放标准，分段中和产生的石膏渣、中和渣中铊含量低于20g/t，不被定性为含铊污泥。该方法不但能富集铊元素，还能改善石膏渣的品质，有利于对石膏渣的资源利用，实现含铊污泥的减量化，另外吸附后树脂可以再生循环利用，节约污酸处理成本，具有在铅锌工业高卤素污酸废水处理领域的推广价值。