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  • 1  国内铍资源开发利用现状及展望
    胡艺博,吴春兰,林晨坤,李会娟,李超,王清良
    2026, 55(2):27-38. DOI: 10.19612/j.cnki.cn11-5066/tf.2026.02.004
    [摘要](119) [HTML](0) [PDF 1.53 M](77)
    摘要:
    我国铍资源储量丰富,但资源禀赋差,主要以共伴生矿为主,且品位较低,总体开发利用程度不高,随着铍市场需求量的持续攀升,国内正面临着铍供应短缺的问题。主要的铍矿资源有绿柱石、羟硅铍石、稀土矿、金绿宝石等。绿柱石为国内主要的铍生产来源,多采用传统硫酸法冶炼,该方法存在工艺流程冗长、锂铍分离困难、铍损失率高、能耗大、经济性差等缺陷;氟化法虽具有能耗低、对设备腐蚀小、产品杂质少的优势,但不适用含钙量较高的矿石;其他浸出工艺还包括直接酸浸法、碱浸法等。硅铍石主要采用硫酸-萃取法分离铍铀,但仍需高温熔炼环节,因此研究重点在于省去熔炼过程,如硫酸熟化浸出法、高压碱浸固硅法等。稀土矿提铍工艺普适性差,多采用“先浸出、后分离”的工艺。金绿宝石杂质含量高、矿物晶体稳定,尚无较好的浸出方法。钨、铀、萤石等矿物的选别尾矿常含有铍,这部分铍资源多采用硫酸浸出。提铍工艺会产生大量的含铍飞灰、除杂渣等废物,其中铍含量较高,可采用 HF、 NaOH等药剂直接浸出提铍。目前,国内铍资源的提取仍面临诸多挑战,如企业需求与国家需求错配、现行工艺复杂且回收率偏低问题等,亟需从政策引导、基础研究投入、工艺技术开发及资源拓展等多方面协同发力,绿色高效开发铍资源。
    2  喷雾热解技术制备新能源材料研究进展
    李晓艳,蓝梦啸,刘君,李旭天,杜国山
    2025, 54(5):1-13. DOI: 10.19612/j.cnki.cn11-5066/tf.2025.05.001
    [摘要](100) [HTML](0) [PDF 1.46 M](71)
    摘要:
    纳微米材料在新能源领域发挥着重要的作用,喷雾热解技术被认为是一种具有广阔工业应用前景的纳微米粉体制备技术,其具有工艺流程短、过程连续、生产成本低、反应无污染,所制备的粉末团聚少、粒径分布均匀、比表面积大、化学组分可控以及颗粒的流动性好等优势,被广泛应用在合成复合材料领域。本文对喷雾热解技术在导体与催化剂、多用途材料、太阳能电池材料、锂离子电池材料、燃料电池材料等领域的关键材料制备的研究成果进行了总结,发现多数研究以探究工艺参数对目标材料性能的影响为主,有部分研究重点关注合成具有特定结构的复合材料以及性能优化。目前,实现5μm以下小粒径粉体的大规模生产是喷雾热解技术的重点和难点:气动雾化制备的粉体易实现量产,但产品粒径大,限制了其产业化应用范围;超声雾化可制备亚微米级粉体(5μm以下),但难以量产。结合文献调研结果,后续研发需从两方面着手,一是在技术研究领域急需加深认识喷雾热解技术机理以及在使用过程中的机理问题,二是在工程应用领域需要对设备、雾化过程进行优化改进,如优化改进雾化喷嘴或者增加促进颗粒减小的方法手段。此外,应积极将喷雾热解技术与其他材料制备技术相结合,进一步探究不同技术相结合的优势,提高材料的性能。
    3  新型管式搅拌反应器的气液传质特性
    李天赐,赵秋月,朱帅,郑明昭,张廷安
    2024, 53(1):105-111. DOI: 10.19612/j.cnki.cn11-5066/tf.2024.01.013
    [摘要](91) [HTML](0) [PDF 2.03 M](201)
    摘要:
    多相体系的混合与传质性能直接影响多相反应过程,团队开发了从搅拌桨叶端出气的新型管式搅拌反应器。采用稳态亚硫酸盐法(FSM)研究反应器的气液传质性能,考察了通气流量Q、搅拌弗劳德数Fr和液含量ε对体积传质系数kLa的影响。结果表明:增大Q和Fr可以有效提高kLa;新型搅拌桨从桨叶端进气方式可以增强kLa,相较传统反应器最大增强约2倍。反应器的气液传质性能在ε=0.5、Fr=0.054、Q=1.6m3·h-1时最高,此时kLa=0.0324s-1。依据试验数据建立了关于kLa的无量纲关联式,误差基本在25%以内,对后续反应器的改进和应用具有参考意义。
    4  铝在酸性AlCl3-EMIC和AlCl3-BMIC离子液体中的阳极溶解
    杨晓晴,郑勇,王倩,李玉,李涛,任保增
    2024(1):1-7. DOI: 10.19612/j.cnki.cn11-5066/tf.2024.01.001
    [摘要](87) [HTML](0) [PDF 2.48 M](442)
    摘要:
    1-乙基-3-甲基咪唑氯盐(EMIC)和1-丁基-3-甲基咪唑氯盐(BMIC)与氯化铝(AlCl3)形成的离子液体是电解铝用离子液体中最具有工业应用前景的2种离子液体。本文采用线性伏安、计时电流、计时电位、恒电压电解、恒电流电解等电化学实验方法对比搅拌和不搅拌条件下,铝在酸性AlCl3-EMIC和 AlCl3-BMIC种离子液体中的阳极溶解,以筛选出较优的电解质体系,并探究搅拌、温度、电流密度、电位等工艺参数对电解过程的影响,为工业放大提供基础数据。
    5  工业钛液水解制备窄粒径偏钛酸产品工艺优化及调控机制
    吴越,杜肖阳,王青鸿,田从学,马兰
    2026, 55(1):1-7. DOI: 10.19612/j.cnki.cn11-5066/tf.2026.01.001
    [摘要](86) [HTML](0) [PDF 2.49 M](108)
    摘要:
    针对我国硫酸法钛白粉普遍存在粒径分布宽、高端产能匮乏的现状,本研究以低浓度工业钛液为原料,采用自生晶种水解工艺,系统探究了底水量、钛液 TiO2浓度和熟化时间对偏钛酸粒径分布的内在调控机制,并通过表征结果分析其与最终颗粒尺寸、结构形貌之间的构效关系,得到以下主要结论。 最优水解工艺参数为底水量16%、钛液浓度205 g/L、熟化时间25 min,此条件下,制备出的偏钛酸产品径距比低至 1.01,属于窄粒径分布,且工艺稳定性优异。水解所制的偏钛酸是由(30~60) nm的晶粒通过晶界堆积而成的类球形多晶聚集体,由于水解初期阴离子(SO4 2- 、OH- )在晶核表面的吸附,产生的空间位阻效应与静电斥力阻碍了晶核向单晶演化,促使其通过团聚形成表面富含羟基与结合水的介孔水合胶体结构。粒径调控基于“成核-生长-团聚”多阶段的竞争耦合,底水量通过调节初始过饱和度降低成核势垒,确立成核优势;TiO2浓度通过调节体系黏度增加传质阻力,抑制晶粒粗化与硬团聚;熟化时间通过调控水解速率,有效抑制奥斯瓦尔德熟化效应导致的粒径宽化。本研究结果可为工业制备高性能钛白粉提供优质原料生产参数与工艺参考。
    6  铜电解硫酸铜三效混流真空蒸发技术
    王有维,罗劲松,钟忠,曾文斌,王伟,杨勇
    2023, 52(2):60-66. DOI: 10.19612/j.cnki.cn11-5066/tf.2023.02.008
    [摘要](82) [HTML](0) [PDF 1.57 M](60)
    摘要:
    铜冶炼行业中普遍采用电解液蒸发浓缩-冷却结晶生产硫酸铜副产品作为铜电解过程调节铜酸平衡的重要手段,针对传统硫酸铜常规常压蒸发存在的蒸发效率低、蒸发时间长、蒸汽单耗高等共性难题,西南铜业在对硫酸铜物料属性及其沸点与真空度关系分析的基础上,研发出硫酸铜三效混流真空蒸发浓缩技术,并成功产业化。该套技术实现了硫酸铜蒸发流程的全自动过程控制,大幅度提高了硫酸铜的蒸发效率,蒸汽单耗下降45%,同时回收二次蒸汽冷凝水120m3/d,直接经济效益达300万元/年以上。目前该蒸发系统运行良好,硫酸铜产品质量稳定,实现了硫酸铜高效、节能、环保及全自动化生产,解决了行业内的共性难题,具有推广应用价值。
    7  基于CFD-PBM耦合模型的搅拌槽中气体分散特性研究
    李凯旋,李政权,张博群,王贻得,石昊宇,周宗彦
    2026, 55(1):113-124. DOI: 10.19612/j.cnki.cn11-5066/tf.2026.01.013
    [摘要](79) [HTML](0) [PDF 8.49 M](86)
    摘要:
    在气液搅拌的混合与分散过程中,气泡的尺寸和分布不仅决定气泡的上升速度和气体在液相中的停留时间,还直接影响含气率及气液接触面积。诸多学者采用计算流体动力学(CFD)研究了气泡尺寸分布、气体含量和液体速度,但均没有考虑气泡聚并和破碎的影响。群体平衡模型(PBM)重建了气泡尺寸分布,构建了气泡破碎和聚并的核函数,PBM与CFD结合,可以在搅拌罐等工艺设备中获得相当准确的气泡尺寸。本文采用CFD-PBM 耦合模型,研究搅拌槽内气液分散过程的流体动力学,探究转速和气体流量对气泡尺寸分布、流场、数量浓度及气含率的影响,得到以下主要结论。该模型精度高于 Basavarajappa 的预测,且模拟结果对比最大误差不超过 10%,能很好的预测气泡尺寸分布;搅拌转速显著影响气液混合效率,高转速(400 r/min)下气泡尺寸更小且分布均匀,气液传质性能显著提升;低气体流量(0.5 vvm)下,气泡生成量较少且分布不均匀,适当增加气体流量(0.7 vvm)有助于延长气泡滞留时间,但过高流量(0.9 vvm)可能导致气泡聚并和传质效率下降;高转速(400 r/min)下,搅拌桨叶片背液面区域会出现明显的气穴现象,这是由局部负压导致气体汇聚形成稳定的气腔,对搅拌效率和气液分散效果产生不利影响;通过合理调控转速和叶轮设计,可以减轻气穴现象所带来的不利影响,从而进一步提升搅拌效率和气体分散效果。实际生产中,可以通过优化搅拌速度与气体流量,来改善气泡分布和气液混合效果。
    8  镁渣在无机材料制备中的资源化利用研究现状及进展
    盖学鑫,傅大学,闫姝,王胜伟,翟旭鹏,何晨阳
    2026, 55(1):24-35. DOI: 10.19612/j.cnki.cn11-5066/tf.2026.01.004
    [摘要](77) [HTML](0) [PDF 1.20 M](82)
    摘要:
    我国每年镁渣排放量约 800万 t,受处理成本和技术等因素限制,多数镁渣被无序堆存或填埋,诸多学者对镁渣的资源化利用进行了探索。本文系统综述镁渣的理化特性、环境危害以及近年来资源化利用途径,重点探讨其在胶凝材料、水泥熟料以及固碳材料等领域的应用瓶颈与改进策略,为镁渣的综合利用提供理论支撑与技术参考。镁渣的主要成分为 CaO 和 SiO2,矿物组成以 β-C2S 和 γ-C2S 为主,已在胶凝材料、陶瓷、固碳材料等领域得到尝试性利用。镁渣在胶凝材料和水泥熟料掺合剂方面的研究较多,用于胶凝材料时需配合其他工业固废协同使用,以提升活性、改善力学性能,也可通过物理或化学激发释放其潜在的胶凝材料活性;作为水泥熟料掺合剂时,要考虑其掺量的影响。镁渣在高附加值创新领域表现出良好的应用潜力:镁渣基固碳材料具备成本低、强度高、较为稳定等优势,可应用于道路基层和充填矿山等领域;镁渣蓄热陶瓷凭借高蓄热密度和优异的热稳定性,适用于太阳能热发电系统的储热介质;镁渣吸附剂可实现污染物的去除;镁渣可以代替传统贵金属用作催化剂,降低生产成本。目前镁渣的实际利用率仍然很低,在胶凝材料领域的主要问题是活性低、体积不稳定、激发技术成本高,仍需进行持续探索;未来,镁渣的综合利用可以在高附加值领域及矿山充填领域进行研究,拓宽其可利用范围。
    9  人工智能技术在有色金属火法冶金中的应用进展
    金鑫,陈学刚
    2025, 54(6):1-12. DOI: 10.19612/j.cnki.cn11-5066/tf.2025.06.001
    [摘要](74) [HTML](0) [PDF 2.66 M](122)
    摘要:
    有色金属火法冶金是我国铜、铅、锌、镍等基础金属工业化提取的核心工艺,其高温、多相、强耦合的反应特征导致长期存在能效偏低、污染物排放强度高、过程控制精度不足等问题;而人工智能技术在冶金工业的应用正逐步深入,在提升效率、降低成本、保障安全与环保等方面展现出系统性价值。本研究基于“数据采集-参数预测-过程优化-设备运维”全链条视角,深入探讨了多模态传感网络构建、高温多相体系关键参数预测、多目标动态优化控制及设备状态智能诊断等核心技术在冶金工业的实现路径。目前,人工智能方法通过提升工艺参数在线检测精度、强化多变量协同调控能力及实现设备全生命周期管理,显著提高了冶炼过程能效与环境效益;但现有技术仍面临高温极端环境下数据质量波动、复杂工况下模型泛化能力受限、多时空尺度耦合机制解析不足等挑战。未来需重点发展物理信息融合建模方法、跨尺度动态优化算法及工业级智能决策系统,通过冶金热力学、过程系统工程与信息科学的深度交叉,构建面向绿色低碳目标的火法冶金智能技术体系。
    10  煅烧温度对煅后石油焦微观结构演变的影响
    犹子涵,肖劲,于谱生,周宇,甘小双,仲奇凡
    2024(1):8-16. DOI: 10.19612/j.cnki.cn11-5066/tf.2024.01.002
    [摘要](67) [HTML](0) [PDF 3.43 M](257)
    摘要:
    煅后石油焦是铝电解用炭阳极等冶金炭素材料的主要原料,现有研究缺乏对不同煅烧温度下煅后焦微观结构演变的深入探索,导致冶金炭素材料的制备难以智能调控,降耗困难。针对上述问题,本文利用一种基于高分辨适射电镜(HRTEM)检测的碳材料晶格条纹智能提取技术,结合数学拟合对不同煅烧温度下煅后焦微观结构的演变规律进行了深入探究。结果表明,煅后焦的平均晶格条纹长度、堆叠占比和45°集中分布的特征值在600℃以下会随温度升高而轻微劣化,而在600~1600℃的温度范围内,各项微观结构特征值的变化规律符合Sigmoid函数模型,随着温度升高先迅速提升后平缓增加;利用拟合曲线的推导公式求得煅后焦各项微观结构特征的有效升温区间,进一步得到煅后焦微观结构特征随温度变化而演变的优先级为晶格取向>晶格堆叠>晶格尺寸生长;通过拉曼光谱分析得到煅后焦的石墨化度R值在25~1600℃的温度范围内由0.86变化到0.59,石墨化度在不同温度下的变化规律映证了上述各项微观结构特征演变分析的结果。
    11  冰晶石-月壤熔盐体系初晶温度的研究
    刘爱民,张元坤,李文强,郭万辉,刘风国,胡宪伟,石忠宁
    2024, 53(1):17-23. DOI: 10.19612/j.cnki.cn11-5066/tf.2024.01.003
    [摘要](65) [HTML](0) [PDF 1.69 M](240)
    摘要:
    冰晶石熔盐电解法可实现月壤原位利用制备金属和氧气,研究冰晶石-月壤熔盐体系的初晶温度对电解槽稳定运行具有重要意义。本文以火山渣和玄武岩复配的NEU-1月壤仿真样为原料,与冰晶石、CaF2混合配置电解质,将其作为待测试样,利用差热分析法测量了不同月壤仿真样添加量、不同分子比的冰晶石熔盐体系的初晶温度。结果表明,当分子比为2.2时,随着月壤仿真样添加量从0%增加至24%,冰晶石熔盐体系的初晶温度从974.9℃降低至932.0℃;每添加1%的月壤仿真样,冰晶石熔盐体系的初晶温度降低约1.79℃;当月壤仿真样添加量为8%时,随着分子比从2.2升高至2.7,冰晶石熔盐体系的初晶温度从960.0℃升高至979.4℃。
    12  高纯溅射靶材回收研究现状
    仝连海,钟伟攀,李凤连
    2024, 53(1):61-67. DOI: 10.19612/j.cnki.cn11-5066/tf.2024.01.008
    [摘要](61) [HTML](0) [PDF 1.29 M](240)
    摘要:
    高纯溅射靶材在晶圆代工企业和液晶面板企业作为耗材使用。高纯溅射靶材利用率低,一般平面靶利用率低于30%,旋转靶难超过70%,回收溅射后的残靶具有非常高的经济价值和环保意义。本文综述了贵金属、ITO、钛、钽、铝、铜等高纯靶材的回收研究现状,总结了靶材回收过程中面临的共同问题。目前在高纯靶材的残靶回收中还存在金属回收率低、回收的纯度不高、工艺流程长等问题需要攻克和改善,作者展望了开发较短的流程、环境友好的工艺、探索高价值的用途,是未来高纯残靶回收技术改进和发展的方向。
    13  高纯金属钪制备研究进展
    刘召波,付云枫,陈宋璇,王玮玮,周博,李明川,翟雯洋
    2024, 53(1):47-52. DOI: 10.19612/j.cnki.cn11-5066/tf.2024.01.006
    [摘要](59) [HTML](0) [PDF 1.31 M](232)
    摘要:
    稀土元素钪是一种重要的稀土元素,广泛应用于合金、陶瓷等结构材料及燃料电池电解质、射频滤波器等功能材料领域。本文以高纯金属钪的制备工艺展开探讨,先后介绍了氟化钪、无水氯化钪的制取方法,然后详细阐述了卤化钪的金属热还原工艺和粗钪高温真空蒸馏提纯中不同杂质的处理方法,接着探讨了金属钪深度除杂相关的区熔、电迁移、真空电子束熔炼技术。最后指出,无水氯化钪镁热还原制备金属钪相比氟化钪钙热还原技术具有温度低、环境友好、成本小等优势。未来,金属钪的制备研究可集中于金属热还原无水氯化钪进行,通过多次高温真空蒸馏和电子束熔炼脱除杂质元素,使高纯金属钪产品纯度达到4N甚至5N级别。真空电子束熔炼、接力区熔法等技术在超高纯金属钪及其他稀土金属的制备领域具有广阔的发展前景。
    14  高纯铟提纯技术研究进展
    朱艳秋,赵盼,梁鸿佳,邱静文,蒋怡静,张新光,王龙滨
    2025, 54(5):29-39. DOI: 10.19612/j.cnki.cn11-5066/tf.2025.05.003
    [摘要](58) [HTML](0) [PDF 2.01 M](72)
    摘要:
    铟是一种优质的稀贵金属元素,当铟的纯度达到99.999%(5N)时,被称为高纯铟。高纯铟在性能稳定性与可控性方面显著优于工业级纯度的铟,在电子芯片、国防军工等高尖端领域具有重要应用价值。本文对制备和提纯高纯铟的各种可用技术及最新研究进展进行了综述,重点探讨了萃取法、离子交换法、电解法、区域熔炼法、蒸馏法和吸附法等方法的优缺点。萃取法具有节省能源、操作方便的优势,但需使用大量有机溶剂、酸性溶液,后续还要解决废水处理、环境污染问题;离子交换法具有可重复利用、再生容易的优点,应用较为广泛,但存在制备技术复杂、设备要求高、费用较高的缺点,未来进一步降低生产成本,该技术将有广阔的发展前景;电解法所需设备简单、操作环境友好、工序简单,不仅能分离杂质,还可以利用电子直接还原金属离子,但生产周期长、电能消耗大,后续还需要对电解液废液进行处理回收;区域熔炼法具有高效、节能、环保、工艺流程简单可控的优势,但对原材料纯度要求高,对分配系数在1左右的杂质纯化效果不好;蒸馏法无污染、操作简单,但效率低,设备和能耗成本高,在高温蒸馏过程中还可能产生有害物质。未来高纯铟提纯除了需要改进现有技术、优化核心工艺参数外,亟需引入人工智能,探索先进提纯技术产业化生产路径。
    15  熔盐电解制备稀土金属及其合金研究进展
    许自豪,刘爱民,刘风国,鲁小青,刘玉宝,石忠宁
    2025, 54(2):9-24. DOI: 10.19612/j.cnki.cn11-5066/tf.2025.02.002
    [摘要](56) [HTML](0) [PDF 2.85 M](69)
    摘要:
    稀土金属及其合金在当今社会已成为必不可少的资源,其主要采用熔盐电解法制备。本文介绍了高温熔盐和室温熔盐(离子液体)体系电解制备稀土金属及其合金的研究进展。关于高温熔盐体系,介绍了氯化物熔盐和氟化物熔盐体系电解制备稀土金属、不同阴极(惰性阴极、活性固态阴极、活性液态阴极)电解制备稀土合金以及我国稀土熔盐电解关于电解槽、自动化与智能化技术的研究进展。关于离子液体体系,介绍了卤素金属酸盐型、空气和水稳定型、任务特定型、深共晶溶剂几类离子液体电解制备稀土金属及其合金的研究进展。在高温熔盐体系中已经实现多种稀土金属及其合金的工业化生产,但随着“双碳”战略持续推进,稀土电解高能耗、高排放的问题已经是迫在眉睫,开发节能、环保的稀土电解新工艺及设备是稀土电解未来发展的方向。离子液体体系电解产物多为颗粒或薄膜状,制备出块体金属尚有一定困难,继续开发具有低黏度、高盐溶解度、高稳定性等优异理化性能的低成本离子液体,对于低温电解制备稀土金属及其合金具有重要意义。
    16  基于混合神经网络模型的稀土熔盐电解槽状态诊断方法研究
    张策,杨培宏,高乐乐,吕东澔,彭军,杨中峰
    2025, 54(6):13-25. DOI: 10.19612/j.cnki.cn11-5066/tf.2025.06.002
    [摘要](51) [HTML](0) [PDF 3.51 M](72)
    摘要:
    针对稀土电解槽生产状态难以感知导致无法对其进行精确控制、影响稳定生产的问题,本文提出了一种基于信号特征提取的混合神经网络诊断模型辨识电解槽运行状态的方法。首先,通过槽电压与槽电流计算得到正常化槽电压信号,并对其进行时频分析,提取不同槽状态下各频段能量值、能量比与时域、频域特征,构建特征数据集;其次,建立融合卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)、双向长短期记忆网络(Bi-directional Long Short-Term Memory, BiLSTM)与自注意力机制(Self-Attention)的槽状态诊断模型(CNN-BiLSTM-SA),通过CNN捕捉局部空间特征、BiLSTM建模全局依赖关系以及自注意力机制强化特征关联性,实现对电解槽状态诊断;同时,对河马算法进行改进,加入佳点集初始化与交叉、变异操作,以期提高算法的超参数寻优能力;最后,利用改进的河马算法对模型超参数进行寻优,提升模型诊断精度。工业验证实验结果表明,本文所提方法在槽状态诊断时诊断精度为94.14%、Macro-F1为91.08%,相比于未优化模型分别提高了8.28%和14.19%,在稀土熔盐电解槽状态诊断方面具有更高的准确率,可为稀土熔盐电解过程优化控制与稳定运行提供依据。
    17  聚丙烯酰胺调控工业钛液一步水解制备高比表面积偏钛酸
    王青鸿,吴越,杜肖阳,马兰,田从学
    2026, 55(1):8-16. DOI: 10.19612/j.cnki.cn11-5066/tf.2026.01.002
    [摘要](51) [HTML](0) [PDF 2.64 M](77)
    摘要:
    传统硫酸工艺水解所制的偏钛酸存在粒径分布宽、比表面积低、纯度不足等问题,难以满足其在电池材料、催化等领域的应用要求。本研究创新性地开发了一种分散剂调控的工业钛液一步水解制备偏钛酸工艺,采用单因素变量法系统考察分散剂聚丙烯酰胺(PAM)加量、搅拌速率和水解时间等参数对偏钛酸性能的影响,并通过实验结果与表征结果阐释偏钛酸粒度分布与比表面积的协同演变机制, 得到以下主要结论。最佳水解工艺条件为 PAM加量 0.9%、搅拌速率 420 r/min、水解时间 2.65 h,此条件下,产品偏钛酸平均比表面积达 262 m2/g,煅烧后 TiO2 平均纯度为 99.58%,平均粒度范围为 2.65~ 2.95 μm,优于食品级(GB 1886.341—2021)与纳米级(GB/T 19591—2023)标准。所制偏钛酸呈锐钛型 TiO2结构,具有胶体性质,且偏钛酸中含有大量的水分子、羟基及硫酸根,易通过奥斯特瓦尔德熟化团聚形成粗大偏钛酸团聚体,其团聚体之间存在的多孔结构增大了偏钛酸比表面积。水解机理揭示,分散剂通过长链吸附层降低表面张力,抑制颗粒致密堆积,加速成核速率,促进细小、多孔偏钛酸形成。本工艺流程简单、绿色高效,为电池级高比表面积偏钛酸的工业化制备提供新途径,推动高性能二氧化钛的高质量发展。
    18  硫酸镁废水回用稀土矿浸取工艺试验研究
    李向东,陈贵青,张瑞霞,王维欢,胡广寿
    2025(6):108-114. DOI: 10.19612/j.cnki.cn11-5066/tf.2025.06.010
    [摘要](47) [HTML](0) [PDF 1.62 M](64)
    摘要:
    “三代酸法”稀土分离工艺用到大量镁离子,产生大量的转型硫酸镁废水,废水中含有SO2-4、饱和硫酸钙、Mg2+、油和悬浮物等成分,且水质不稳定,处理难度较大。传统石灰中和法、传统蒸发浓缩法等存在处理成本高、效率低等问题,导致稀土硫酸镁废水的处理一直处于空白状态。本文提出“氢氧化钙中和-回用稀土浸取”的绿色工艺路线,并从硫酸镁废水中和除杂、中和液浸取硫酸稀土过程稀土收率和尾渣含水率等三个方面展开研究,得到以下主要结论。氢氧化钙中和硫酸镁废水沉淀镁的过程主要受溶液pH值的影响,当废水pH=9.5时,SO2-4含量为80.5g/L,Mg2+含量降低至14.7g/L,且氢氧化钙的加入量最小;中和液pH值对浸出尾渣含水率影响较大,pH值较大时,含水率低,滤饼成型度好,当pH=9.5时,稀土浸出率无明显降低,稀土尾渣含水率达到42.3%(生产要求含水率<43.0%),达到进入尾矿库的标准;该工艺采用常规搅拌,原因是硫酸根浓度大于85.0g/L时,高剪切搅拌作用破坏了Ce4+与SO2-4和Mg2+形成的可溶性络合物,使得四价铈与硫酸镁废水形成絮状物析出,堵塞滤饼水流通道,影响固液分离。采用本文方法中和硫酸镁废水后再回用到稀土焙砂浸取工艺,稀土浸出不受影响,可以实现硫酸镁废水的循环利用。
    19  碱式氧化焙烧-水浸-还原法从电镀污泥中制备三氧化二铬
    周铭江,李磊,肖阳,吴国东
    2024, 53(1):142-152. DOI: 10.19612/j.cnki.cn11-5066/tf.2024.01.017
    [摘要](47) [HTML](0) [PDF 4.90 M](99)
    摘要:
    电镀污泥中铬主要以氧化物或氢氧化物形式存在,氧气气氛中以Na2CO3为添加剂对电镀污泥进行焙烧,并对焙烧渣进行水浸处置,最后加入Na2S还原,可实现铬资源的高效回收。结果显示:O2流量40mL/min条件下,焙烧过程中控制Na2CO3添加量100%、焙烧温度700℃和焙烧时间90min,焙烧渣水浸工艺中铬浸出率可达97.8%,一定范围内,增加Na2CO3添加量、提高焙烧温度和延长焙烧时间,可促进Cr由尖晶石相(FeCr2O4和AlCr2O4)转变为Na2CrO4,使铬浸出率提高;Na2CrO4浸出液Na2S还原工艺中,在60℃条件下,控制还原反应物料比n(CrO2-4)/n(S2-)为8∶9,反应80min,还原工艺中铬回收率可达92.3%,增加Na2S添加量、提高反应温度和延长反应时间,可以促进Na2CrO4转变为Cr2O3,提高铬收率,但过多的Na2S会使体系pH值升高,导致Cr2O3反溶,造成铬回收率下降。研究实现了电镀污泥中铬的高效回收。
    20  废旧电脑电路板预处理及常规和微波热解特性研究
    徐洪傲,舒波,张鑫,刘承飞,余彬,李江平,夏洪应
    2024, 53(1):153-160. DOI: 10.19612/j.cnki.cn11-5066/tf.2024.01.018
    [摘要](47) [HTML](0) [PDF 1.64 M](291)
    摘要:
    废旧印刷电路板中含有丰富的金属及非金属资源,具有较高的资源回收价值与潜在环境危害性。在常规和微波热解条件下,对废旧电脑电路板脱锡预处理及相关热解条件对热解产物的分布规律及影响机制进行研究。结果表明:脱锡预处理对废旧电脑电路板的热解有正向影响,可以使废电路板中的有机材料热解更充分,脱锡预处理后Sn含量从4.10%降低至1.54%,Sn的回收率达68.49%;在常规和微波热解条件下,升高温度可以获得更多的液体和气体产物,但相同温度下微波热解得到的固体产物更多,常规热解后铜含量从热解前的19.17%升高到25.37%,微波热解后铜含量从热解前的19.17%升高到23.32%,铜的回收率达到99.22%以上;热解后绝大部分的溴元素进入到热解油与热解气中,微波热解油中酚类物质含量大于常规热解,呋喃类物质少于常规热解,常规和微波热解气中H2、CO、CH4总量分别达到76.4%和80.7%,热解气体热值分别为18.78MJ/Nm3和19.97MJ/Nm3,热解气热值介于煤气与天然气之间,可作为燃气使用。综合对比常规热解与微波热解,微波热解金属回收率更高,热解气体中呋喃类物质更少、热解气热值更高,更有利于电子废弃物中有价金属的综合回收利用。

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