中国有色冶金

摘要:工业能源管理是一种先进、高效的节能减排手段，通过集中化、系统化的方式管理企业能源，可为企业实现降本增效，同时也是冶金行业实施智能化改造、数字化转型和双碳工作必不可少的一个环节。但冶金行业层面的能源管理研究鲜有报道，对于钢铁和有色冶金两个分支的能源管理差异和共性问题尚缺乏讨论。针对此问题，本文综合分析了冶金行业的能源管理发展情况，讨论了能源管理在冶金行业中的应用逻辑、范畴及效果等，梳理了相关的国家法律、政策、标准、认证及典型节能评价指标，并结合国内外钢铁和有色冶金生产企业能源管理案例进行分析，认为目前我国在冶金行业的能源管理还存在能源监测不足、重局部轻全局、专业人才不足等问题，未来需要从建立量化评估标准体系、引入低碳节能新技术、追踪资源足迹全过程、融合智能化与数字化、大规模使用清洁能源等方面进行关注。随着节能理念的深入，节能新技术的创新突破，能源量化评估体系的完善，碳减排经济效益的激励，以及企业对ESG（环境、社会和治理）的持续强化，能源管理必将迎来更广阔的发展机遇。

摘要:高品质铝土矿在我国属于紧缺性矿产资源，我国有大量高硫铝土矿资源，但高硫铝土矿冶炼会降低Al₂O₃溶出率、降低赤泥沉降性能、污染氢氧化铝产品、腐蚀生产设备等，因此高硫铝土矿脱硫技术成为实现其高效综合利用、缓解铝土矿资源短缺的关键。目前高硫铝土矿脱硫技术主要分为预处理脱硫和溶出过程脱硫。预处理脱硫包括浮选法、焙烧法、电化学脱硫、微生物脱硫等。浮选法适合于含硫较低的铝矿石资源，对于低品位、高硫含量的铝矿石则存在浮选药剂用量大、废水排放量大等问题；焙烧法脱硫效率高，但传统堆积焙烧存在焙烧时间长、能耗高等问题；电化学脱硫具有低温、常压、高脱硫率、无二次污染等优点，但存在能耗高、生产规模受限制等问题；微生物脱硫生产成本和能耗较低、环保性较高，但特定菌种对生长环境要求苛刻，培育菌种周期长。溶出过程脱硫包括氧化蒸发法脱硫、沉淀法脱硫和石灰法脱硫等。氧化蒸发法能够清除铝酸钠溶液中大部分S^2-，但对其他形态硫氧化效果不明显；沉淀法脱硫操作较为简单，但存在脱硫剂成本高，难以应用于实际生产的问题；石灰法只能脱除溶液中SO^2-₄，对其他类型硫离子并未产生显著去除作用。未来，建议从以下几个方向着手解决高硫铝土矿脱硫问题：开发低温高效、低能耗焙烧工艺；改善或者研发新型脱硫捕收剂；筛选高效、易培育菌种，研究混合菌脱硫效果。

摘要:近年来，锌矿资源逐步枯竭导致全球大部分锌精矿品位下降，低品位锌矿物的开采和利用规模逐渐扩大。但低品位矿成分复杂，在经过预处理、浸出后，还有较多杂质伴随锌离子进入溶液，造成阳极腐蚀，增加电耗，还影响沉淀锌的表面形态。本文分析了锰离子、铝离子、铁离子、硫酸根离子、溴离子、氟离子和氯离子在锌电积中对阳极材料腐蚀机理，并给出各杂质离子的脱除方式。氟、氯离子对于阳极的腐蚀相对明显，二者均是通过破坏铅阳极表面的二氧化铅氧化膜层来腐蚀阳极。文献结果表明，锌电解液中的F^-浓度应不超过0.03g/L，Cl^-浓度应控制在0.1g/L以下。应在锌电积过程中尽可能降低F^-、Cl^-浓度，并使用能耐F^-、Cl^-腐蚀的阳极材料。

摘要:全国每年新增钢渣排放量在1亿t以上，利用率仅为10%~20%，转炉液态钢渣中有“渣、铁、热”等丰富资源，简单堆存或者填埋造成了极大浪费。目前的钢渣粒化主流技术主要有热闷法、风淬粒化法、滚筒法等，其均基于钢渣粒化和游离氧化钙（f-CaO）的消解开发，便于后续的破碎筛分磁选，以得到渣钢、磁选粉和尾渣。这些方法虽在一定程度上解决了其他方法存在的投资大、占地多、污染重等问题，但依然存在钢渣资源利用不完全、体积安定性风险、磨矿成本高、铁含量高等问题，笔者提出采用改质重构与气水两相混合流体淬冷粒化技术相结合的方法处理钢渣，该方法向液态钢渣中加入酸性熔剂和还原剂进行改质，利用气体的高运动速度和水的高导热性将液态钢渣迅速冷却成固体状颗粒，降低了钢渣纤维化的情况，兼顾重构渣的粒化与余热回收效率。提铁后的尾渣在粒度分级后可用于建材制备、土壤改质及微晶玻璃、陶瓷材料领域，但目前该方法还处于研究阶段，不够成熟，后期还需在高性能钢渣粒化材料制备、环保利用与资源化、钢渣深度加工发展方面进行深入研究。

摘要:离心萃取法是通过高速转动提高两相间的传质，并利用离心力场来实现两相快速分离的萃取方法。为提高萃取剂对钒（V）的萃取效率，强化V（IV）与Fe（II）的分离效果，本研究将离心萃取法应用于钒页岩酸浸液中钒的净化富集工艺。结果表明，在萃原液初始pH值2.0、有机相组成15 vol.%P204+85 vol.%磺化煤油、相比（O/A）1∶4、萃取时间4min、萃取温度45℃、转速1400r/min的离心萃取条件下，V萃取率为87.67%。与常规萃取相比，离心萃取使V/Fe分离系数由41.78提升至127，钒的萃取饱和容量由52.63g/L提升至70.45g/L，表明离心萃取可有效强化钒铁分离效果，并提高钒的萃取饱和容量。

摘要:钴锍是冶炼钴的常用原料之一，其富含钴、铜、铁等成分，化学性质稳定，常规浸出方法无法有效溶出有价金属，而且其硬度大，磨料处理难度大。本文以进口的钴锍颗粒为研究对象，从磨矿设备选择、氯化浸出试验、验证试验和工业试验等方面系统考察了钴锍氯气酸浸处理工艺的可行性，得到以下主要结论：振动磨料能有效处理硬度大的钴锍颗粒，经磨料后钴锍的排矿粒度90%在150μm以下，能耗为1.2kg/kW·h；在15%盐酸与钴锍料液固质量比6∶1、拌速度60r/min、反应温度95℃、反应时间8h，并同时通入氯气的条件下，钴锍中铜、钴浸出率均达到90%以上，铁浸出率达到70%以上；工业试验中对磨料及浸出工序进行了优化，磨料能耗耗降至4kg/kW·h，铜、钴、铁浸出率均达到了98%以上，效果提升显著。浸出液经针铁矿法除铁、萃取除铜后可以得到富钴溶液，而且浸出渣量小，能较好应用于工业化生产。

摘要:纳米ZnO是一种新型的高功能精细纳米材料，用途广泛，采用水热法制备的纳米ZnO颗粒纯度高、晶形好且操作简便；含锌二次资源的锌浸出液中杂质元素较多，对后期产品纯素的影响较大，其中除铜、镉较为关键。本文以含锌二次资源的锌浸出液为原料，采用锌粉置换除铜、镉，然后以净化后的硫酸锌溶液为锌源，分别采用氨水、碳酸钠、氢氧化钠作为沉淀剂通过水热法制备纳米ZnO，并考察不同工艺参数对纳米ZnO物相和形貌的影响，结果表明：在合适条件下，锌粉置换后浸出液中铜、镉离子浓度分别为0.0399mg·L^-1、6.4162mg·L^-1，可用于制备纳米ZnO；采用氨水和碳酸钠作为沉淀剂制得的产物均为ZnO和其他晶体的混合物，属于非纯相的不规则晶体；采用氢氧化钠作为沉淀剂可制得纯相纳米ZnO，最佳制备条件为锌碱摩尔比1∶2、反应时间1h、反应温度120℃，制得的纳米ZnO呈现棱柱结构，粒径在50~100nm之间，颗粒尺寸分布均匀。

摘要:铅基固废是生产端和消费端产生的常见固体废物，具有很强的污染性，其绿色处理技术是实现含铅废物污染防治的关键环节。双底吹炼铅工艺协同处理铅基固废是一种经济合理的铅基固废处理方式，相对于传统矿铅冶炼生产操作更为复杂，为确保生产状况处于稳定、经济的状态，对工艺控制系统有了更高要求。中国恩菲工程技术有限公司研发了一套铅基固废协同熔炼过程在线智能优化控制系统，整个系统由在线优化控制系统、智能预警与高效监控系统和系统数据库集成，主要实现以下功能：①针对铅基固废协同熔炼过程自动化水平不高的问题，基于冶炼过程机理与生产运行大数据，应用计算机建模和神经网络方法建立了冶炼过程关键参数预测模型，开发了一套铅基固废协同熔炼在线优化控制系统；②以车间实景模型为载体，建立了铅基固废协同熔炼智能预警与高效监控系统，实现了工业信号、场景及流程的数字化与可视化；③控制系统集成了现场相关软硬件，详细展示各模块间的数据交互与协同运行情况，形成了智能、高效、安全的协同熔炼车间。

摘要:

摘要:铝及铝合金的抗腐蚀性强，在使用过程中损耗程度极低，具有极高的再生利用价值，促进废铝回收可显著降低铝行业的能耗和碳排放。本论文主要对废铝的重熔降级回收、保级回收及越级回收工艺进行了总结，对各工艺的优缺点进行分析。采用传统的废铝重熔降级再生工艺无法完全去除铝中的合金元素与金属杂质，再生铝只能降级利用，但随着再生铝量的增加，传统的降级利用技术将无法消纳过量再生铝。保级回收可实现废铝资源价值最大化，但是只有极少量的优质废旧铝合金能实现其固有价值，大部分废铝资源难以实现。废铝越级回收技术能够将铝合金中铝与合金元素进行有效分离，使回收的铝达到原铝的质量水平，可实现废铝的彻底再生，是废铝再生的最佳途径之一。熔盐电解法是最具发展前景的废铝提铝再生技术。

摘要:赤泥（RM）、粉煤灰（FA）、磷石膏（PG）这3种固废具有产生量大、利用率低的特点，长期堆存会对水资源、土壤、空气等产生严重影响。本文提出用磷石膏代替碱石灰CaO，采用高温烧结-碱浸提铝-磁选提铁工艺协同处理3种固废回收铝、铁，并考察烧结工序工艺条件对铝、铁回收率的影响，得到以下主要结论。在烧结温度1100℃、保温时间30min、钙比2.0条件下，铁回收率达到79.2%、铁品位达到74.5%、铝溶出率达到75.9%；升高烧结温度有利于铁、铝回收，但温度高于1100℃时熟料会出现粘黏阻碍铝的溶出；保温时间对铝铁回收影响较少；CaO与Na₂CO₃有助于激活粉煤灰中莫来石的活性，提高铝回收率；磷石膏添加过量时高温下会生成Fe₃Ti₃O₁₀、Ca₃Fe₁₅O₂₅，导致铁品位和铁回收率降低。采用本试验工艺，每消纳1t赤泥、0.5t粉煤灰、1.5t磷石膏，可回收75.9%的铝和0.3t铁精矿，而且生产中可实现碱循环，同时生成的2CaO·SiO₂可用来制备硫铝酸盐水泥，整个工艺流程实现了3种固废绿色协同消纳，有效实现了资源的综合利用。

摘要:二次铝灰中蕴含大量的氧化铝、铝和氮化铝等，还有部分氟化物和氯化物盐类，属于危险废弃物。目前常用的铝回收技术有酸浸法和碱浸法，均存在工艺条件苛刻、回收率低、能耗高、物耗大和产品附加值较低等问题。本研究采用碱烧结法从二次铝灰中回收氧化铝，考察烧结温度对氮化铝转化率的影响，碱铝比、烧结时间和成型方式对氧化铝回收率的影响，得到以下主要结论：在烧结温度1423K、烧结时间40min、碱铝比1.1、干压成型的试验条件下，氧化铝溶出率最大为94.23%；通过对二次铝灰铝酸钠熟料浸出渣成分以及物相进行分析，得到二次铝灰经过碱烧结法焙烧后熟料主要成分为Al₂O₃和Na₂O，分别占到49.70%和28.06%，熟料标准浸出后残渣主要成分为CaO、Al₂O₃和MgO，含量分别为25.46%、20.27%和15.80%；二次铝灰中AlN分解率较高，可达到95%以上，最终浸出渣中氟离子浸出毒性在30mg/L以下。综上所述，本文采用碱烧结法资源化利用二次铝灰，实现了二次铝灰脱氮固氟的无害化处置，具有环境友好、资源利用率高的优势，为后续大规模工业化推广奠定了理论基础。

摘要:

摘要:陇南市拥有大量的锌矿和锌冶炼厂，并且拥有大量的核桃青皮资源，基于活性炭对锌离子的吸附作用，本文在不同温度下对核桃青皮进行了炭化，并利用NaCl、HCl和NaOH进行改性，然后考察了不同条件下改性核桃青皮活性炭对含锌废水中锌离子的吸附作用。分析结果表明，500℃条件下炭化的核桃青皮具有最好的吸附性能，记为WP-500；NaOH对WP-500改性效果较好，对锌离子的吸附性能最强，改性后的活性炭记为WP3-500；在WP3-500用量4g/L、温度30℃、时间30min的条件下，WP3-500对锌离子的去除率为81.11%，吸附量为10.14mg/g；动力学分析表明，准一级动力学模型可以描述WP3-500对锌离子的吸附行为，其主要受物理吸附控制；相较于玉米秸秆、花生壳和稻壳等废弃生物炭化制备吸附剂，利用核桃青皮制备活性炭的方法更简单、成本更低，而且对锌离子的去除效果更好。本研究为核桃青皮的资源化利用及废水中锌离子的去除提供了新思路。

摘要:从含钛高炉渣中绿色高效提取钛资源是实现高附加值钛制品持续开发的有力保障，目前与含钛氧化物渣系相关的关键热力学数据匮乏，严重制约了相关提钛工艺的开发。本文基于典型含钛高炉渣成分及矿物特征，结合FactSage 8.2热力学软件的“Phase Diagram”模块和“FactPS”、“FToxid”数据库，计算分析了含钛矿物在高炉不同区域还原过程中钛赋存相的变化规律，并进一步计算分析了1400~1600℃下0.21~10^-18atm氧分压范围内CaO-SiO₂-TiO_x渣系平衡相的演变规律。结果表明，当温度一定时，随着氧分压的降低，液相区范围先增大后减小，钛的氧化物被逐级还原；当氧分压一定时，随着温度的增加，液相区逐渐变大，液相与钙钛矿两相共存区随温度升高先小幅增大后小幅缩小，且向w(CaO)/w(SiO₂)比增大的方向移动，液相与金红石两相共存区先大幅增大后小幅缩小。本文结果对于深入理解含钛赋存相在不同工艺参数下的演变规律，进而开发更加绿色高效钛资源提取工艺具有重要意义。

摘要:针对目前钒渣钙化焙烧尚未有系统热分析的问题，本文在钒渣焙烧过程热力学分析的基础上，对钒渣（掺入CaCO₃）、钒渣（掺入CaO）焙烧进行了热重分析（TG）和差示扫描量热分析（DSC），并对焙烧过程中可能发生的各种物相转变机理进行了分析，得到以下主要结论。钒渣钙化焙烧过程中，在960℃范围内生成偏钒酸钙、焦钒酸钙和正钒酸钙的反应是可行的；钒渣钙化焙烧过程主要由四个相互衔接或者重叠的反应阶段组成，即金属Fe氧化阶段，铁橄榄石氧化、分解阶段，尖晶石氧化分解和钒酸盐形成阶段，硅钙反应和辉石分解阶段；焙烧过程物相转变的控制温度为：350~700℃范围内金属铁氧化生成，500~750℃范围内铁橄榄石氧化和分解，500~900℃范围内尖晶石氧化分解且生成钒酸盐，硅钙反应和辉石分解温度一般在900℃以上。本研究结果可为生产现场温度控制提供理论支撑。

摘要:硅渣和铅渣资源化利用存在回收工艺复杂、有价资源利用率低等问题，但目前硅铁合金市场需求量大，且利用铅渣制备硅铁合金的研究尚未见报道。本文在分析硅渣和铅渣的成分和物相基础上，采用吉布斯自由能函数法和HSC Chemistry软件对可能发生的反应进行了热力学分析，并根据分析结果进行了硅铁合金的制备，得到以下主要结论：硅与铁的氧化物反应生成铁，硅与铁反应生成FeSi、FeSi₂、Fe₃Si、Fe₅Si₃以及碳化硅与铁生成FeSi的反应，在298~2400K内均能自发进行，但随着温度的升高反应限度降低；硅铁生成的容易程度为Fe₃Si＞Fe₅Si₃＞FeSi＞FeSi₂；当反应温度低于1900K时，C与SiO₂的反应以及SiC与SiO₂的反应均不能正向进行；通过混料-熔融-水淬-球磨-筛分工艺可制备得到含Fe₃Si、Fe₅Si₃等物相的硅铁，证明硅渣和铅渣协同制备硅铁完全可行，这为两种废渣的资源化利用提供了新思路。