中国有色冶金

摘要:红土镍矿高压硫酸浸出工艺提取镍钴后会产生大量废渣，含有铁、镍、钴、锰、铬、稀土等有价元素，其中铁为优势资源，含量40%~60%，主要以赤铁矿形式存在，但该渣粒度细、矿物嵌布关系复杂、硫含量高，处理难度极大。目前红土镍矿酸浸渣的主要处理方法是采用尾渣库堆存，不但建设成本高，而且浪费资源，潜在溃坝风险大；针对该渣处理方法开展的研究主要包括生产铁精矿、生产铁水、制备建筑材料、制备高附加值材料。磁化焙烧-磁选法用于生产铁精矿，具有能耗低、工艺简单的优势，但尾渣资源化难题尚未彻底解决；还原熔炼法生产铁水操作性强、铁硫回收率高，但能耗较高，经济性受铁矿石价格波动的影响；浸出渣制备建筑材料工艺简单，适合大规模生产，但受浸出渣成分和性质的限制，仍处于试验研究阶段；浸出渣制备电池材料资源利用率高，产品附加值显著，但存在工艺流程长、酸碱耗量大，设备要求高等问题。最后，本文对未来浸出渣资源化回收利用提出建议：拓宽综合利用途径，与其他工业废弃物协同处理，实现以废治废；加强技术耦合创新，提高综合利用率；开发新技术、新试剂和新设备，推动浸出渣高值化利用。

摘要:铝生产过程中，炭阳极参与电解反应，生产吨铝理论炭耗333kg，但炭阳极的实际消耗往往大于理论消耗。通过分析电解铝过程中炭阳极的消耗机理，可以得出炭阳极发生的额外消耗包括化学消耗和机械消耗，高温下炭阳极的氧化是直接或间接导致两种消耗的主要原因。目前炭阳极抗氧化技术主要采用基体改性、溶液浸渍、抗氧化涂层等方法。基体改性的具体措施包括改变石油焦煅烧温度和炭阳极焙烧温度，调整炭阳极硫和微量元素含量，使用添加剂生产阳极炭块。溶液浸渍技术使用氯化铝、含硼化合物等浸渍剂，提高阳极的抗氧化性能。抗氧化涂层技术采用电解质涂层、炭基涂层、陶瓷涂层或铝涂层。其中涂层保护是炭阳极抗氧化的重要研究方向，涂层的成本、抗氧化效果、对炭基体的粘附性是抗氧化涂层的研究重点。

摘要:电镀污泥是电镀废水处理过程中产生的一种危险废物，环境危害巨大，但富含铜、镍、铬、铁、锌等重金属元素，亦是一种宝贵的二次资源。目前已有诸多学者对电镀污泥无害化处置和资源化利用进行了研究，无害化处置方式主要有固化稳定化、热处理等技术，资源化利用主要包括湿法浸出法、火法-湿法联合法、火法及材料化。固化稳定化技术对电镀污泥中重金属固化效果显著，但固化剂的添加增加了污泥总体质量和体积，增加了填埋负担和填埋成本，适用于含多种性质稳定污染物的电镀污泥；热处理技术可提高金属固定效率并实现电镀污泥减量化，但处理过程会导致环境污染和烧结产品孔隙率增加，限制了烧结产品再利用，此外，还造成有价金属资源的浪费。湿法回收电镀污泥中有价金属包括酸浸、氨浸、生物浸出等，酸浸和氨浸可以分阶段回收多种有价金属，但酸浸存在调控pH值分离难度较大、超声辅助工艺适应性问题，氨浸法需合理控制氨的挥发问题，生物浸出受生物菌种限制，浸出效率和周期不稳定。火法-湿法联合法可在焙烧过程中将电镀污泥中铜、镍、锌等金属转变为相应的氯化物挥发，在浸出过程中将铬转变为水溶性物相实现回收，但该方法受限于焙烧设备的腐蚀问题，在工业应用方面受限，且焙烧温度较高，能耗较高。火法工艺是利用高温将污泥中金属氧化物进行还原并以多元合金的形式进行回收，可根据污泥中成分选择不同还原剂，该方法的关键在于筛选合适的添加剂构建低熔点渣系。材料化技术主要通过湿法或火法技术，有目标地将电镀污泥中金属元素转变成吸附剂、催化剂、颜料等功能材料，该方法无冗长工艺过程，操作便捷，是一种环境更友好且成本更低的资源化利用的方法，应用前景广阔，但电镀污泥成分复杂，需深入研究除目标元素外的其他重金属、氯、有机污染物、硫等潜在有害物质的迁移规律，以及对目标材料性能的影响规律。实际资源化处理过程中，需要根据污泥成分考虑工艺方法，对于单组分电镀污泥，优先考虑湿法和材料化技术，以降低工艺能耗和设备投资成本；对于复杂多金属电镀污泥，优先考虑火法回收技术或湿法火法联合工艺，在实现资源利用的同时避免单一湿法过程多金属分离带来的环境风险。

摘要:氧化铈抛光粉能够形成化学机械拋光（CMP）作用，可满足精密抛光领域需求，具有抛光速度快、光洁度高、平整度高、抛光后产品使用寿命长的特点。该领域内，国际主要研究方向集中于氧化铈抛光粉的应用优化与拓展、氧化铈颗粒的大小形貌等对抛光性能的影响、添加剂的引入及清洗方式等对表面缺陷等的回复作用、抛光粉粒径控制工艺等，而我国则在抛光粉粒径把控、优化生产工艺、缩短生产周期以及提高设备利用率等方面仍存在不足。氧化铈抛光粉的制备方法主要有固相法、液相法和气相法。固相法包括固相烧结法和固相机械法，通常能耗较高、反应时间较长；液相法包括水热法、溶胶-凝胶法、沉淀法、微波法和微乳液法等，这些方法在较低的温度下进行，能获得粒度更均匀的抛光粉，然而部分液相法工艺复杂，溶剂及副产物的处理亦需优化；气相法主要包括喷雾干燥法和喷雾热解法，其通过将溶液或悬浮液雾化成细小的液滴，然后在高温下迅速蒸发溶剂形成固体颗粒，能够生产出具有特定形态和大小的抛光粉。随着全球对环境保护意识的增强，开发低能耗、绿色合成方法已成为大势所趋，气相法和其他环境友好型合成方法将受到更多关注；未来的研究将更加注重氧化铈粉末的粒度和形貌控制，以满足不同领域的抛光需求。

摘要:从含钒溶液中分离提纯钒是制备高纯钒的关键，普通萃取提纯需要消耗大量试剂，废水产生量大，且对设备耐酸性要求较高，而且离子选择性较差；而Cyanex272萃取pH值主要为2.5~4.0，对设备的耐酸度要求较低，且萃取产生的废水对环境的危害较小。本文以某企业钒渣钙化焙烧-酸浸后钒液为原料，采用Cyanex272为萃取剂、硫酸为反萃剂提纯钒，制备了V₂O₅，并借助表征分析探究了Cyanex272萃取机理，得到以下主要结论。Cyanex272在酸性条件下对V(Ⅳ)具有良好的选择性，在有机相组成为Cyanex272∶TBP∶磺化煤油=4∶0.5∶5.5、溶液pH=3.0、萃取时间10min、萃取温度30℃、相比O/A=1∶1的条件下，单级萃取的钒萃取率为78.06%，三级萃取的钒萃取率达到98.80%；在反萃剂硫酸浓度3.0mol/L、反萃时间6min、反萃取温度30℃、反萃相比O/A=1∶1的条件下，单级反萃的钒反萃取率为80.70%，三级反萃取的钒反萃取率达到98.38%，煅烧后的V₂O₅的纯度达到99.36%；钒液中经过亚硫酸钠还原的钒主要以VO2+形式存在，Cyanex272的磷酸基团通过断裂P—O—H键与VO²⁺发生螯合反应形成稳定金属配合物，从而实现对钒离子的分离萃取。

摘要:本研究针对废汽车三元催化剂(SAC)中铂族金属(PGMs)的高效回收，开发了铁捕集熔炼-磁选联合工艺。通过公斤级中频炉试验确定优化工艺参数为：氧化钙配入量40%、铁粉14%、熔炼温度1480℃、反应时间45min，此时熔渣中PGMs含量降至＜30g/t，捕集回收率达98.55%。针对熔渣中残留的Fe₃O₄/Fe₃Si包裹PGMs颗粒，采用湿式球磨（粒径-0.1mm≥85%）结合0.14T磁场强度磁选，获得精矿产率1.3%，尾渣中PGMs含量＜0.6g/t，磁选回收率97.7%。全流程PGMs总回收率突破99.9%，其中Fe₃O₄和Fe₃Si颗粒的磁性富集是实现PGMs深度回收的核心机制。该工艺显著提升了铁捕集熔炼技术对分散态PGMs的回收效率，为SAC二次资源规模化再生提供了可靠技术方案。

摘要:硫酸盐焙烧-水浸法处理锂云母精矿后，水浸液中含有大量钙、镁、钾、钠等杂质元素。本文以湖南某锂云母冶炼企业的水浸液为研究对象，采用化学沉淀法进行除杂试验，考察了碳酸钠直接除杂、使用氧化钙或氢氧化钠调节pH后添加碳酸钠两种方式，并进一步探究了氧化钙用量、碳酸钠用量、反应时间、反应温度及除杂试剂添加方式对除杂效果的影响，得到以下主要结论。采用碳酸钠直接去除杂质时，在碳酸钠理论用量倍数为2的条件下，钙离子含量脱除至21.4mg/L，镁离子含量脱除至 43.3mg/L，锂损失率为6.6%；采用调节pH后添加碳酸钠去除杂质时，首先调节浸出液pH值至11.63，常温下连续搅拌1h后液固分离，然后向调节pH后液添加理论量1.5倍20%碳酸钠溶液，90℃下搅拌1h后，液固分离，钙离子脱除至12.8mg/L，镁离子浓度降低至0.1mg/L以下，锂损失率为2.1%。本文提出的分步过滤、调pH后再用碳酸钠除杂的方式处理锂云母水浸液，具有杂质去除效果好、锂损失率低且成本低的优势，为同类企业提锂工艺优化提供了参考和借鉴。

摘要:退役磷酸铁锂电池在选择性提锂后形成磷铁渣，在回收该渣中磷铁时，普遍存在除铝难度大、除铝成本高等问题，本文采用硫酸与水合硫酸铁混合药剂对磷铁渣进行预除铝，考察了各参数对除铝效果的影响，并对除铝机理进行了分析，给出可以减少磷铁损失的综合工艺流程。试验采用的预除铝方法在技术上可行且效果显著，在硫酸浓度0.3mol/L、水合硫酸铁与磷铁渣的质量比20%、反应温度95℃、反应时间1h的条件下，一次铝去除率可达91.90%；采用氢氧化钠调节除铝后液pH值的方法可沉淀出粗磷酸铁（铝含量高，再返回预除铝工序），此综合工艺流程除铝基本不损失磷铁，一次除铝效率为84%左右；混合药剂在除铝的同时还可以去除磷铁渣中Cu、Li等杂质，磷铁渣中Cu、Li含量分别由0.095%和0.056%降至0.0089%和0.0012%；除铝后磷铁渣中的部分氢氧化铁被晶型磷酸铁包裹，难以直接通过陈化来有效调整铁磷比，需用酸溶解后再合成。本试验综合工艺除铝成本低、效果好、操作简单，且可以有效避免磷铁损失，所得最终除杂液（废水）亦可通过简单处理后返回使用，环境影响小，工业化优势明显。

摘要:针对目前超细镍粉制备存在的粒度分布控制和防氧化问题，本文以硫酸镍为原料，提出采用水合肼-硼氢化钾-氢还原体系制备超细镍粉的方法，并采用SEM、XRD等表征方法对优化条件下制备的镍粉进行性能分析，得到以下主要结论。水合肼还原工艺优化条件为还原温度333.15K、还原时间150min、溶液pH8.0~8.5、镍离子物质的量浓度1.25mol/L、水合肼与镍离子物质的量比1.35、六偏磷酸钠质量浓度1.5‰，在此条件下，镍还原率可稳定在99%左右；镍粉还原沉淀过程中引入适量的硼氢化钾，可克服水合肼还原所具有的诱导期，改善镍粉粒度的可控制性，在试验条件下，加入8.37×10^-3g/L硼氢化钾可以使镍粉粒径达到1μm以下；采用氢气还原镍粉可以降低产物氧含量，控制粉末颗粒的长大幅度，在还原温度673.15K、还原时间120min的条件下，镍粉含氧量为0.56%，粒径为0.51μm；在优化工艺条件下所制备的镍粉纯度高于99.5%、粒度0.5~1μm、比表面积3.6~4.24m²/g、松装比重0.5~0.6g/cm³，该指标由于国内同类产品，达到了国外同类产品水平。本研究方法的创新之处在于镍粉制备过程中引入硼氢化钾控制粒径范围及采用氢还原进行防氧化处理，此方法工艺流程短、劳动环境好、无污染，具有推广价值。

摘要:针对目前高纯硒制备方法，氧化挥发法、区域熔炼法、真空蒸馏法等，存在的原料适应性不强，杂质分离不彻底的问题，本文以粗二氧化硒（纯度98%）为原料，采用离子吸附除杂-甲酸还原工艺制备了4N高纯硒，并采用单因素试验考察了工艺的优化参数，得到以下主要结论。在树脂除杂阶段，主要考察碲和砷的去除率（其他杂质对高纯硒制备影响不大），溶液流速控制在2BV，碲和砷的去除率分别达到99%和96%以上；甲酸还原亚硒酸的最佳工艺参数为反应温度80℃、甲酸过量倍数1.1倍、搅拌速度200r/min、反应时间4h，在此条件下，硒还原率大于99%；采用本文方法制备出的4N高纯硒，成分满足标准YS/T 1354—2020《硒粉》要求。本文研究结果可为相关企业制备高纯硒提供数据及技术参考。

摘要:建立工业行业二氧化碳排放核算方法对应对气候变化有重要的指导意义，本研究基于再生铅行业碳排放核算标准化发展状况，梳理并确定了再生铅行业碳排放核算方法，并以废铅蓄电池清洁回收技术（自动破碎分选-铅膏预脱硫-低温熔炼）为代表，以各回收工段为核算单元，对全工艺流程进行碳排放核算，填补了再生铅领域碳排放量评价标准的空白，有利于指导和规范再生铅行业的生产和发展。核算结果显示，废铅蓄电池处理能力为15万t/a的机械破碎分选-铅膏预脱硫-低温熔炼的再生铅清洁生产工艺，废铅蓄电池破碎分选阶段、铅栅熔铸阶段、粗铅电解精炼阶段、铅膏预脱硫阶段、脱硫铅膏低温熔炼阶段的碳排放量分别为0.380t CO₂/h、0.460t CO₂ h、0.860t CO₂/h、1.900t CO₂/h、5.047t CO₂/h，这些二氧化碳排放指标也可以作为同行业、同类工艺企业的二氧化碳排放核算系数。基于碳排放核算结果，分析了再生铅行业碳排放特征，由燃料燃烧引起的直接排放是再生铅清洁工艺最大的碳排放源，其排放量占总碳排放量的31.57%；低温熔炼工段是再生铅清洁工艺最大的碳排放工段，其碳排放占总碳排放量的58.36%。

摘要:二次铝灰中含有大量Al、Al2O3，以及一定量的MgAl₂O₄和AlN，直接堆存会造成环境污染及资源的浪费，而铝灰中Al、AlN及部分杂质在碱性浸出条件下可以溶出，剩余残渣成分与镁铝尖晶石材料（MA）成分较为接近。本研究以二次铝灰为主要原料，采用碱浸预处理联合火法烧结的方法，并以MgO为调配剂，制备MA材料，研究过程考察了碱浸工艺参数对Al及AlN浸出率的影响，分析了二次铝灰碱浸机理，并考察了烧结工艺参数对所制备镁铝尖晶石材料性能的影响，得到以下主要结论。碱浸试验表明，增大NaOH浓度、提高浸出温度、增大液固比、加快搅拌速率均有利于提高Al及AlN浸出率；在温度80℃、NaOH浓度1.6mol·L^-1、搅拌速率300r·min^-1、液固比12∶1的优化碱浸条件下，Al浸出率达到80.35%，AlN浸出率达到53.21%；二次铝灰中Al及AlN浸出反应本质上是水解反应，碱性体系促进其水解反应进行；以碱浸残渣为原料，按照MA材料配比MgO，在烧结温度1300~1400℃、烧结时间3h的条件下可制备晶型完整、结晶度高的尖晶石材料；1400℃条件下制备的MA材料显气孔率为31.56%，抗压强度为50.22MPa，高于国家行业标准《镁砖和镁铝砖》（GB/T2275—2007）(40MPa)。