检索结果-内蒙古大学图书馆

过程工程学报 2024年第10期24卷 1241-1250页

作者：戴友志朱干宇孟子衡李会泉徐成金孙国新李防贺雷张永芳济南大学水利与环境学院山东济南250022 中国科学院绿色过程与工程重点实验室战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心中国科学院过程工程研究所北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049 济南大学化学与化工学院山东济南250022 宜都兴发化工有限公司湖北宜都443300

湿法磷酸工艺生产的磷酸产品杂质种类多、含量高,制约后端应用。湿法磷酸深度净化技术可以实现湿法磷酸短流程直接制备磷系新能源材料,是磷化工领域内的研究热点和前沿。本工作采用溶剂萃取法进行湿法磷酸中铝铁的萃取分离,研究了不同... 详细信息

湿法磷酸工艺生产的磷酸产品杂质种类多、含量高,制约后端应用。湿法磷酸深度净化技术可以实现湿法磷酸短流程直接制备磷系新能源材料,是磷化工领域内的研究热点和前沿。本工作采用溶剂萃取法进行湿法磷酸中铝铁的萃取分离,研究了不同萃取剂、萃取剂含量、萃取时间、萃取温度、萃取O/A比(萃取相与磷酸体积比)和萃取级数对磷酸中铁铝杂质萃取分离效果的影响规律,筛选出最优条件:N,N-N-正辛胺二亚甲基苯基膦酸(OADMPPA)萃取剂、萃取剂含量20wt%、萃取时间3min、温度25℃、单级O/A比1:1、错流3级萃取,最优萃取条件下,Al,Fe萃取率分别为54.5%和99.6%,磷酸中铝和铁含量分别由0.857wt%和0.175wt%降至0.717wt%和0.015wt%,MER值(磷酸中铝铁镁对应氧化物含量之和与五氧化二磷含量比)由9.037%降至7.227%。随后,针对O/A比1:1单级萃取条件下得到的负载Al,Fe的萃取剂,进行反萃工艺优化,筛选出草酸铵为最优反萃剂,优化的反萃条件:温度25℃、错流5级反萃、单级O/A比2:1、反萃时间15 min、反萃剂浓度0.2 mol/L,在优化反萃条件下,负载萃取剂Al,Fe的反萃效果分别达96.4%和88.3%,基本实现负载萃取剂Al,Fe有效反萃。最后开展了萃取剂铝铁萃取机理研究,通过对萃取过程中化学计量数计算、傅里叶红外分析,明确萃取过程中1分子Al和1分子Fe分别与1.5分子和2分子OADMPPA萃取剂结合,作用官能团为P=O和P-O-H键,同时,Al,Fe的萃取过程存在竞争机制,Fe更易被萃取。

关键词：湿法磷酸铁铝杂质萃取反萃机理

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基于物质流分析的高铝粉煤灰制备莫来石过程重金属迁移规律及环境风险研究

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环境科学学报 2023年第4期43卷 427-438页

作者：迟玉玺石垚曹春杨晨年张建波李会泉西北师范大学地理与环境科学学院兰州730070 中国科学院过程工程研究所中国科学院绿色过程与工程重点实验室战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049

产生并堆积于中国内蒙古西部的高铝粉煤灰,不仅占用大量土地资源,还造成了严重的生态环境问题,但因其含有丰富的铝硅资源,可通过制备铝硅系材料对其进行资源化利用.然而,类似这种固废资源化产品,其生产和使用全生命周期过程的环境影响... 详细信息

产生并堆积于中国内蒙古西部的高铝粉煤灰,不仅占用大量土地资源,还造成了严重的生态环境问题,但因其含有丰富的铝硅资源,可通过制备铝硅系材料对其进行资源化利用.然而,类似这种固废资源化产品,其生产和使用全生命周期过程的环境影响却少有系统研究,尤其是重金属迁移转化所带来的区域环境风险.因此,本研究基于物质代谢和全生命周期分析方法,并结合Nemero污染指数和Hakanson风险模型,对高铝粉煤灰制备莫来石产品因重金属元素迁移可能带来的环境风险进行了系统研究.结果表明:物理球磨活化过程明显增加了高铝粉煤灰中各重金属的释放,80%以上的铁族元素(Cr、Mn)迁移到酸活化过程产生的聚铝残渣中,最终进入莫来石产品中的Cr、Mn、Zn、Pb、Cu分别为20%、9%、24%、22%、24%;另外,聚铝残渣的潜在生态环境风险较大,超过极强水平标准6.6倍,其中尤以Cr的风险最突出;硅酸钙产品重金属浸出毒性表现为Zn>Mn>Cu>Pb>Cr,莫来石产品重金属浸出毒性表现为Mn>Cu>Zn>Pb>Cr,但均远低于地下水质量标准限值.总体而言,尽管在制备莫来石产品的同时实现了75%以上粉煤灰的减量化,但因此产生的聚铝残渣等二次固废处置问题仍然需要重点关注.同时,本研究进一步可为固废综合利用,尤其是含重金属类的固废资源化过程的环境风险控制提供科学依据,也可为固废资源化产品的生态设计提供思路.

关键词：高铝粉煤灰资源化利用重金属物质流生态环境风险

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湿法磷酸半水工艺考察与石膏结晶过程研究

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化工学报 2023年第4期74卷 1805-1817页

作者：苏晓丹朱干宇李会泉郑光明孟子衡李防杨云瑞习本军崔玉济南大学化学化工学院山东济南250022 中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心北京100190 湖北三峡实验室湖北宜昌443000 中国科学院大学化学工程学院北京100049 宜都兴发化工有限公司湖北宜昌443000

湿法磷酸半水工艺可生产高浓度磷酸[w(P_(2)O_(5))>40%(质量)],但在半水反应阶段磷矿易发生钝化,半水石膏结晶粒径小,造成工艺后端过滤困难,磷回收率降低。以湖北典型中低品位磷矿为原料,系统考察了半水工艺中SO^(2)_(4−)浓度、磷酸... 详细信息

湿法磷酸半水工艺可生产高浓度磷酸[w(P_(2)O_(5))>40%(质量)],但在半水反应阶段磷矿易发生钝化,半水石膏结晶粒径小,造成工艺后端过滤困难,磷回收率降低。以湖北典型中低品位磷矿为原料,系统考察了半水工艺中SO^(2)_(4−)浓度、磷酸浓度、反应温度等条件对半水石膏结晶物相、形貌及粒径的影响规律,分析了优化条件下石膏杂质赋存与含量变化。结果表明,半水反应中液相硫酸、磷酸浓度会引起半水石膏物相、形貌、粒径变化,磷硫浓度提高会导致石膏晶体形貌由柱状变化为棒状、片状,粒径从70μm减小到10μm。优化工艺条件下,半水石膏较原工艺石膏P_(2)O_(5)含量降低至1.39%(质量),磷的主要存在形式为难溶性磷酸盐,同时F含量降低至0.44%(质量),其以CaF2、AlF3等难溶物形式存在于石膏,其他杂质含量均有所降低。本研究可为半水工艺生产过程参数优化及半水石膏品质提升提供参考。

关键词：湿法磷酸半水工艺结晶过程控制优化

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工业副产铁矾渣资源化利用研究进展

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材料导报 2022年第16期36卷 159-167页

作者：刘明坤孙振华李少鹏王启宝王栋民李会泉中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 中国科学院过程工程研究所战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心绿色过程与工程重点实验室北京100190

铁矾渣是湿法冶金工业利用黄铁矾法除铁产生的典型固体废弃物,因其组成复杂、附加值低且通常含少量重金属元素,无害化、规模化利用难度大,目前其处理方式以直接堆存和填埋为主。随着冶锌行业和锂电池回收等行业的迅速发展,铁矾渣产生量... 详细信息

铁矾渣是湿法冶金工业利用黄铁矾法除铁产生的典型固体废弃物,因其组成复杂、附加值低且通常含少量重金属元素,无害化、规模化利用难度大,目前其处理方式以直接堆存和填埋为主。随着冶锌行业和锂电池回收等行业的迅速发展,铁矾渣产生量将大幅增长,其资源化利用技术和途径也将具有愈加重要的环保价值和经济价值。针对铁矾渣资源化、无害化利用技术的研究目前已取得一些有益成果,主要表现在三个方面。(1)利用湿法冶金、火法冶金、火法-湿法联用等方式可实现铁矾渣中Pb、Cu、Cd、Ni、Zn和Ag等有价金属元素的回收,其中部分金属元素的回收率超过90%;(2)将铁矾渣用于水泥、烧结砖等建筑材料的生产,以及作为水泥掺合料应用到建造工程的施工中;(3)利用铁矾渣制备其他高附加值材料(如用于储能系统的电极材料等)。本文主要回顾和总结了针对铁矾渣的金属回收技术和资源化利用技术的国内外研究进展,并分析和探讨了可能存在的问题及今后的研究方向。

关键词：铁矾渣金属回收建筑材料资源利用

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底心正交和三方CrOOH热分解制备氧化铬绿的研究

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过程工程学报 2023年第2期23卷 272-279页

作者：穆攀攀张红玲娄太平周鹏史海琴陈林明徐红彬东北大学冶金学院辽宁沈阳110819 中国科学院过程工程研究所中国科学院绿色过程与工程重点实验室北京100190 中国科学院过程工程研究所战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心北京100190 中国科学院大学北京100049 青海省博鸿化工科技股份有限公司青海西宁810000

羟基氧化铬(CrOOH)热分解制备氧化铬绿颜料是铬酸盐氢还原法制备氧化铬绿清洁工艺的单元之一。研究表明,CrOOH的结构对其热分解所得氧化铬绿的色度有显著影响,但CrOOH晶体结构对所得氧化铬绿色度的影响尚未有系统研究报道。本工作通过... 详细信息

羟基氧化铬(CrOOH)热分解制备氧化铬绿颜料是铬酸盐氢还原法制备氧化铬绿清洁工艺的单元之一。研究表明,CrOOH的结构对其热分解所得氧化铬绿的色度有显著影响,但CrOOH晶体结构对所得氧化铬绿色度的影响尚未有系统研究报道。本工作通过铬酸钠溶液氢还原制备得到了两种晶型的CrOOH并借助化学滴定、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和热重-差示扫描量热分析(TG-DSC)对其组成、结构、形貌和热分解过程进行了研究。以两种不同晶型的CrOOH为原料调控制备得到了不同色度的氧化铬绿颜料,借助XRD和SEM对其物相和形貌进行了表征,并使用Datacolor110色度仪测定了其色度参数。结果表明,两种CrOOH的晶体结构分别为底心正交和三方,其形貌分别呈现片状和六方片状,组成可分别写作Cr_(2)O_(3)·1.49H2O和Cr_(2)O_(3)·1.12H2O。与三方CrOOH相比,底心正交的CrOOH热分解得到的氧化铬绿颗粒尺寸更小、大小更均匀、颜色更亮更黄。最终,以不同比例的底心正交和三方CrOOH为原料,调控制备得到了多种色调的氧化铬绿颜料。

关键词：羟基氧化铬热分解氧化铬绿晶型色度

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废SCR催化剂含钒砷碱浸液选择性分离工艺

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有色金属（冶炼部分） 2024年第9期 102-108页

作者：刘林峰胡文斌李兵王兴瑞王晨晔李会泉中国科学院绿色过程与工程重点实验室战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心中国科学院过程工程研究所北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049 中国恩菲工程技术有限公司北京100038

碱浸法被广泛应用于从废脱硝催化剂中浸取回收钒、钨等有价资源。由于钒和砷的化学性质相似,在碱浸过程中,砷与钒一同溶解到浸出液,导致后续钒元素回收困难,并且处理过程产生有毒废水,危害环境安全。提出了同步钙沉—酸溶—铁盐除砷—... 详细信息

碱浸法被广泛应用于从废脱硝催化剂中浸取回收钒、钨等有价资源。由于钒和砷的化学性质相似,在碱浸过程中,砷与钒一同溶解到浸出液,导致后续钒元素回收困难,并且处理过程产生有毒废水,危害环境安全。提出了同步钙沉—酸溶—铁盐除砷—钙盐沉钒工艺,在钙沉过程中,通过加入氢氧化钙将钒和砷转化为钒酸钙和砷酸钙固定下来,实现了钒砷高效沉淀与碱溶液回收。酸溶后,采用硫酸亚铁沉淀法实现了酸液中钒砷的有效分离,砷以砷酸铁的形式固定在沉淀渣中。最佳工艺条件为:H 2O 2预氧化30 min、溶液初始pH=3.0、反应温度30℃、反应时间3 h。砷的沉淀率为97.26%,钒的损失率为1.84%。向获得的含钒滤液中加入氢氧化钙得到钒酸钙。该工艺实现了废SCR脱硝催化剂碱性浸出液中钒、砷的高效分离,同时实现了高碱度溶液的回收。

关键词：废SCR催化剂钒脱砷沉淀钒酸钙

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湿法磷酸中铁/铝杂质深度萃取脱除工艺及机理研究

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过程工程学报 2024年

作者：戴友志朱干宇孟子衡李会泉徐成金孙国新李防贺雷张永芳济南大学水利与环境学院中国科学院绿色过程与工程重点实验室战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心中国科学院过程工程研究所中国科学院大学化学工程学院济南大学化学与化工学院宜都兴发化工有限公司

湿法磷酸工艺生产的磷酸产品杂质种类多、含量高，制约后端应用。湿法磷酸深度净化技术可以实现湿法磷酸短流程直接制备磷系新能源材料，是磷化工领域内的研究热点和前沿。本文采用溶剂萃取法进行湿法磷酸中铝铁的萃取分离，研究了不同... 详细信息

湿法磷酸工艺生产的磷酸产品杂质种类多、含量高，制约后端应用。湿法磷酸深度净化技术可以实现湿法磷酸短流程直接制备磷系新能源材料，是磷化工领域内的研究热点和前沿。本文采用溶剂萃取法进行湿法磷酸中铝铁的萃取分离，研究了不同萃取剂、萃取剂含量、萃取时间、萃取温度、萃取O/A比(萃取相与磷酸体积比)和萃取级数对磷酸中铁铝杂质萃取分离效果的影响规律，筛选出最优条件：N,N-N-正辛胺二亚甲基苯基膦酸(OADMPPA)萃取剂、萃取剂含量20wt%、萃取时间3 min、温度25℃、单级O/A比1:1、错流3级萃取，最优萃取条件下，Al、Fe萃取率分别为54.5%和99.6%，磷酸中铝和铁含量分别由0.857%和0.175%分别降至0.401%和0.001%,MER值(磷酸中铝铁镁对应氧化物含量之和与五氧化二磷含量比)由9.037%降至7.227%。随后，针对O/A比1:1单级萃取条件下得到的负载Al、Fe的萃取剂，进行反萃工艺优化，筛选出草酸铵为最优反萃剂，优化的反萃条件：温度25℃、错流5级反萃、单级O/A比2:1、反萃时间15 min、反萃剂浓度0.2 mol/L，在优化反萃条件下，负载萃取剂Al、Fe的反萃效果分别达96.4%和88.3%，基本实现负载萃取剂Al、Fe有效反萃。最后开展了萃取剂铝铁萃取机理研究，通过对萃取过程中化学计量数计算、傅里叶红外分析，明确萃取过程中1分子Al和1分子Fe分别与1.5分子和2分子OADMPPA萃取剂结合，作用官能团为P=O和P-O-H键，同时，Al、Fe的萃取过程存在竞争机制，Fe更易被萃取。

关键词：湿法磷酸铁铝杂质萃取反萃机理

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城市多源固废协同利用与区域绿色循环发展研究——以东莞海心沙国家资源循环利用示范基地为例

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中国科学院院刊 2023年第12期38卷 1804-1817页

作者：石垚李会泉陈少华陈伟强熊彩虹李松庚汪印钱鹏李双德华超陆平刘宇鹏张晨牧褚建文卢新中国科学院过程工程研究所、中国科学院绿色过程与工程重点实验室北京100190 战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049 中国科学院城市环境研究所、中国科学院城市固体废弃物资源化技术工程实验室/中国科学院污染物转化重点实验室厦门361021 广东东实环境股份有限公司东莞412007

固体废弃物长期堆存和粗放处置利用造成严重的水-土-气复合污染,加强固体废弃物的科学有效利用,不仅利于解决我国固废重大污染问题,还能缓解我国资源能源短缺困境。文章梳理了3种典型类别的城市固废综合处理经验模式,指出以集中化、资... 详细信息

固体废弃物长期堆存和粗放处置利用造成严重的水-土-气复合污染,加强固体废弃物的科学有效利用,不仅利于解决我国固废重大污染问题,还能缓解我国资源能源短缺困境。文章梳理了3种典型类别的城市固废综合处理经验模式,指出以集中化、资源化、绿色化为特征的固废循环经济处置利用模式是解决我国固废复杂问题的主要途径,因此急需系统地开展城市多源固废协同利用模式下的关键技术、装备,以及资源能源环境系统集成优化控制研究。以东莞海心沙国家资源循环利用示范基地发展实践为例,阐述了通过突破垃圾焚烧、餐厨制沼、市政污泥热解、电子污泥熔炼、废矿物油蒸馏、全过程代谢模拟数字孪生等一系列城市多源固废资源能源协同清洁高效回收与智能管控关键技术,大幅提升了基地的资源能源综合回收效率,降低了区域环境综合影响水平,真正实现了粤港澳大湾区典型城市多源固废的资源能源耦合高效利用和环境友好型发展。最后,从固废精细化管理、循环发展模式创新、无废社会建设等方面展望了城市多源固废综合利用与减污降碳协同发展的重点方向。

关键词：城市多源固废循环经济无废社会建设集成优化控制减污降碳

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化工技术在生物冶金过程强化中的研究进展

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过程工程学报 2022年第10期22卷 1349-1359页

作者：沈蔡龙贾炎陈彦臻张广积杨超中国科学院过程工程研究所中国科学院绿色过程与工程重点实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049 中国科学院过程工程研究所战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心北京100190

随着高品位矿物的消耗枯竭,生产成本高、环境污染严重的传统火法冶炼技术已不能适应我国经济社会可持续发展的需要。以生物堆浸和生物槽浸为代表的生物冶金技术具有操作简单、成本低廉、环境友好等特点,可用于低品位、复杂矿物的处理,... 详细信息

随着高品位矿物的消耗枯竭,生产成本高、环境污染严重的传统火法冶炼技术已不能适应我国经济社会可持续发展的需要。以生物堆浸和生物槽浸为代表的生物冶金技术具有操作简单、成本低廉、环境友好等特点,可用于低品位、复杂矿物的处理,目前已广泛应用于铜、金等有价金属的回收利用。但是,生物冶金过程中相对较慢的反应速度是限制其应用范围进一步扩大的主要原因。生物冶金技术的基本过程与化工过程紧密相关,化工技术的发展在历史上曾极大地促进生物冶金技术的推广应用,通过化工技术强化生物冶金过程仍是未来生物冶金研究的主要方向之一。因此,本工作综述了近年来与生物冶金有关的化工过程研究进展,主要从工业应用角度分析了生物堆浸和生物槽浸过程的影响因素,以期帮助研究者更好地了解相关领域的发展现状,正确把握研究方向。

关键词：生物浸出生物预氧化过程强化难处理金矿硫化铜矿

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CaO和Na_(2)SO_(4)对α-锂辉石一步焙烧提锂过程的矿相调控

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有色金属（冶炼部分） 2024年第9期 46-55页

作者：吕曼玉孙振华邢鹏王晨晔李会泉郑州大学生态与环境学院郑州450001 中国科学院绿色过程与工程重点实验室战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心中国科学院过程工程研究所北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049

当前锂辉石提锂工艺主要采用高温转型—硫酸化焙烧法,通常需要1100℃左右转晶焙烧及硫酸化焙烧工序,存在能耗高、工艺流程长等问题。提出了一种以CaO和Na_(2)SO_(4)为混合助剂的一步低温焙烧法从α-锂辉石提取锂的工艺,进一步优化了助... 详细信息

当前锂辉石提锂工艺主要采用高温转型—硫酸化焙烧法,通常需要1100℃左右转晶焙烧及硫酸化焙烧工序,存在能耗高、工艺流程长等问题。提出了一种以CaO和Na_(2)SO_(4)为混合助剂的一步低温焙烧法从α-锂辉石提取锂的工艺,进一步优化了助剂用量及焙烧温度。结果表明:在焙烧温度900℃、焙烧时间2 h,50%Na_(2)SO_(4)和6%CaO混合助剂作用下,锂浸出率达94.97%。借助XRD、FT-IR、SEM-EDS等分析方法明确了混合助剂对α-锂辉石一步焙烧提锂过程的矿相调控机理为:CaO在低温可与α-锂辉石反应生成钙长石及石英,破坏锂辉石的稳定结构,降低了α-锂辉石转型温度,Na_(2)SO_(4)与石英、锂辉石进一步反应生成钠长石和可溶性NaLiSO 4。该工艺显著降低了锂辉石的焙烧温度,实现了锂的短程高效提取,具有重要的应用价值。

关键词：锂辉石提锂低温焙烧矿相重构

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