检索结果-内蒙古大学图书馆

环境科学与技术 2021年第S02期44卷 292-298页

作者：刘宝勇姚同宇马淑花王晓辉李明哲刘晨旭辽宁工程技术大学环境科学与工程学院辽宁阜新123000 中国科学院绿色过程与工程重点实验室(中国科学院过程工程研究所) 北京100190 中国科学院绿色过程制造创新研究院北京100190 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

明确粉煤灰中重金属的赋存形态和溶出规律,是实现粉煤灰在农业上大宗利用的先决条件。作者以内蒙古锡林郭勒盟未进行重金属预脱除粉煤灰改性制备的土壤调理剂作为研究对象,首先采用BCR连续浸提法初步探究其重金属赋存形态,然后在模拟土... 详细信息

明确粉煤灰中重金属的赋存形态和溶出规律,是实现粉煤灰在农业上大宗利用的先决条件。作者以内蒙古锡林郭勒盟未进行重金属预脱除粉煤灰改性制备的土壤调理剂作为研究对象,首先采用BCR连续浸提法初步探究其重金属赋存形态,然后在模拟土壤酸碱条件下研究其溶出规律,即采用水平振荡方法,在水溶液中25℃、液固体积质量比恒定为20∶1、pH 4~10、作用时间0~120h下研究典型五大重金属Hg、Pb、Cd、As、Cr的溶出规律,并与地表水、地下水毒理学指标进行对比,最后结合重金属溶出规律和BCR法形态分析结果,明晰调理剂中重金属的具体赋存形式。结果表明:在粉煤灰未进行重金属预脱除处理的情况下,调理剂中五大重金属的弱酸可溶态含量均小于10%,除As主要以可还原态形式存在外,其他重金属主要以残渣态形式存在。调理剂在不同pH值、不同时间下其中的重金属虽有少量溶出,但五大重金属在整个溶出过程中的溶出量均低于地下水Ⅳ类标准限值、地表水Ⅴ类标准限值,符合农业用水标准,环境风险较小。综合BCR法分析结果和重金属在不同条件下溶出规律,可知Cr、As、Cd、Hg、Pb主要存在形式分别为晶格Cr、As^(5+)、Cd(OH)_(2)、HgS和PbS,各占总量的61%、91%、54%、70%和95%。

关键词：调理剂重金属赋存形态溶出规律粉煤灰

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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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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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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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含金黄铁矿和白云石浮选分离研究进展

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有色金属（选矿部分） 2023年第5期 22-41页

作者：赵海平刘志伟胡学平高立强于梓丰熊晶晶牛晓鹏孙岩池丽梅阮仁满北方矿业有限责任公司北京100053 中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室北京100190 中国科学院战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心北京100190

黄铁矿是卡林型金矿中微细颗粒金的主要载体,金的回收率取决于黄铁矿的浮选表现。同时,在卡林型金矿成矿过程中,成矿热液在粉砂质碳酸盐(主要是白云岩)岩层中扩散,增加了白云石等碳酸盐矿物的含量。因此,含金黄铁矿和白云石等碳酸盐矿... 详细信息

黄铁矿是卡林型金矿中微细颗粒金的主要载体,金的回收率取决于黄铁矿的浮选表现。同时,在卡林型金矿成矿过程中,成矿热液在粉砂质碳酸盐(主要是白云岩)岩层中扩散,增加了白云石等碳酸盐矿物的含量。因此,含金黄铁矿和白云石等碳酸盐矿物伴生是卡林型金矿的主要特点。浮选结果显示,随着卡林型金矿中白云石含量的增加(低、中、高比例),含金黄铁矿的回收率分别为51.3%、38.6%和36.7%。同时,随着给矿中黄铁矿的含量从1.2%上升至3.0%,精矿中白云石的上浮比例可从8.6%提高至18.7%。可见,黄铁矿与白云石之间的相互作用破坏了两者的分选,从而恶化了卡林型金矿的浮选表现。然而,由于缺少该相互作用的研究,其对卡林型金矿浮选的影响机理不明,无法指导工业实践,导致卡林型金矿实际浮选时存在药剂用量大、分选效果差等严重问题。因此,本文收集总结了国内外关于卡林型金矿浮选研究的信息,从黄铁矿的氧化动力学、黄铁矿氧化对黄原酸盐吸附的影响、白云石对黄铁矿浮选的影响、黄铁矿与白云石的分选手段以及现有研究存在的问题和未来的研究方向等六个方面进行介绍并加以评论,以期对将来的研究起到参考作用。

关键词：卡林型金矿黄铁矿白云石氧化吸附分离

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二次铝灰水解渣分质利用研究

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轻金属 2022年第1期 40-46页

作者：黄形中李占兵李少鹏武文粉刘青青李会泉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 中国科学院大学化学工程学院北京100049

二次铝灰是一次铝灰回收金属铝产生的危险废物,我国二次铝灰年排放量超过400万吨,目前通常采用水解技术进行脱氮预处理,但水解渣利用难度较大。针对上述问题,本文提出了二次铝灰水解渣温和碱溶-稀酸除杂-成型烧结回收活性铝并制备耐火... 详细信息

二次铝灰是一次铝灰回收金属铝产生的危险废物,我国二次铝灰年排放量超过400万吨,目前通常采用水解技术进行脱氮预处理,但水解渣利用难度较大。针对上述问题,本文提出了二次铝灰水解渣温和碱溶-稀酸除杂-成型烧结回收活性铝并制备耐火材料骨料的利用工艺,系统考察了温和碱溶过程和稀酸除杂过程中反应时间、温度、浓度等因素对铝溶出率以及碱金属氧化物脱除率的影响,以实现活性铝的溶出及镁铝尖晶石和刚玉复合相耐火材料骨料的制备。结果表明,温和碱溶过程的适宜条件为反应时间0.5 h,氢氧化钠浓度200 g/L,反应液固比3 mL/g,反应温度75℃下,铝溶出率为23.03%,溶液铝浓度为17.57 g/L;稀酸除杂过程的适宜条件为反应时间0.5 h,盐酸浓度70 g/L,反应液固比7 mL/g,反应温度45℃下,所得含铝渣相中∑(Na,K)_(2)O<0.6%,所制备镁铝尖晶石-刚玉复合相材料体积密度为2.51 g/cm^(3),显气孔率为17.1%,Al_(2)O_(3)含量78.08%,可作为耐火材料骨料使用。本研究可为二次铝灰的资源化利用提供新的研究思路。

关键词：二次铝灰温和碱溶稀酸除杂耐火材料骨料水解渣

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煤矸石富镓母液中低浓度硫酸镓水解沉淀制备氧化镓

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洁净煤技术 2024年第7期30卷 99-108页

作者：赵峥武文粉韩玉琴侯新娟李少鹏张建波李会泉冯利利中国矿业大学(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 济南大学化学化工学院山东济南250022 中国科学院大学化学工程学院北京100049

我国煤矸石中蕴藏大量镓资源,镓的伴生回收利用逐渐成为研究热点。伴生镓经酸法提取与富镓母液电解造液制备金属镓,镓综合回收率仅60%。随着氧化镓需求量增加,研究富镓母液直接水解沉淀制备氧化镓新工艺,通过缩减金属镓制备流程,显著提... 详细信息

我国煤矸石中蕴藏大量镓资源,镓的伴生回收利用逐渐成为研究热点。伴生镓经酸法提取与富镓母液电解造液制备金属镓,镓综合回收率仅60%。随着氧化镓需求量增加,研究富镓母液直接水解沉淀制备氧化镓新工艺,通过缩减金属镓制备流程,显著提高镓产品综合回收率。然而富镓母液中镓离子浓度低、且与硫酸根共同作用水解转化机制尚不明确,为实现低浓度硫酸镓母液中氧化镓的高效制备,开展水解过程工艺和转化机理研究。通过正交试验考察硫酸体系下镓水解过程的反应温度、反应时间、搅拌转速、体系pH、初始镓浓度等因素对镓沉淀率和水解产物的影响,结合理论计算不同pH下镓的羟基配离子形态变化,明确低浓度硫酸镓溶液水解过程镓的转化机理,进一步通过单因素试验优化得到最优镓水解参数,水解产物经过煅烧制备得到氧化镓。结果表明,镓水解过程影响因素排序依次为体系pH、反应时间、初始镓浓度、搅拌速率、反应温度。硫酸体系不同沉淀pH下镓羟基配离子形态转变与沉淀物相对应规律为pH<3.5时,溶液中Ga^(3+)和Ga(OH)^(2+)占据主要优势,在硫酸根与镓离子的亲和作用下沉淀物相为镓明矾石;3.56.5时,溶液中以Ga(OH)_(4)^(-)为主,沉淀物相由无定形氢氧化镓氧化缩合为羟基氧化镓。根据正交和单因素试验优化得到硫酸镓溶液沉淀工艺参数为pH=5.0、初始镓质量浓度1 000 mg/L、反应时间20 min、搅拌速率150 r/min、反应温度20~25℃,镓回收率达99.5%以上,沉淀物相为无定形氢氧化镓。

关键词：煤矸石低浓度硫酸镓沉淀水解氧化镓

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基于神经网络预测的锌挥发率影响机制分析

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过程工程学报 2023年第9期23卷 1300-1313页

作者：昝智张晨牧伍继君石垚刘朗明刘卫平庄才备昆明理工大学冶金与能源工程学院云南昆明650093 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 株洲冶炼集团股份有限公司湖南株洲412007

浸出渣回转窑煅烧回收锌、铟等有价金属是湿法炼锌行业资源绿色循环的关键环节,呈现多因素耦合、大时滞等特点,能耗高、锌挥发率不稳定,快速优化调控困难。以国内30万吨/年锌浸出渣回转窑煅烧工程为研究对象,在工况参数灰色关联度定量... 详细信息

浸出渣回转窑煅烧回收锌、铟等有价金属是湿法炼锌行业资源绿色循环的关键环节,呈现多因素耦合、大时滞等特点,能耗高、锌挥发率不稳定,快速优化调控困难。以国内30万吨/年锌浸出渣回转窑煅烧工程为研究对象,在工况参数灰色关联度定量分析的基础上,引入粒子群算法优化建立BP神经网络锌挥发率预测模型,结合反应机理和单因子情景分析法,重点考察了焦粉投入强度、温度和浸出渣关键组分对锌挥发率的影响规律。结果表明,焦粉投入强度对锌挥发率影响显著,关联系数达0.842;同时,锌挥发率预测模型R2达0.987,整体误差≤±0.6%;焦粉投入强度、窑尾温度和浸出渣含Fe率最优模拟调控值分别为0.60 t/t,680℃和23wt%。本研究可为湿法炼锌行业锌浸出渣绿色高质循环利用的优化控制提供理论指导和技术支撑。

关键词：浸出渣资源化锌挥发率灰色关联度分析 PSO-BP神经网络情景分析优化控制

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晶硅切割废硅粉熔渣精炼制备低磷再生硅

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过程工程学报 2023年第12期23卷 1685-1693页

作者：金磊张雪峰王东林勇王志钱国余马文会魏奎先昆明理工大学冶金与能源工程学院真空冶金国家工程实验室云南昆明650093 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 中国科学院赣江创新研究院稀土全国重点实验室江西赣州341119

晶硅切割废硅粉是重要的新能源固废,切片过程电镀金刚线上磷的污染导致普通熔炼得到的再生硅磷含量高、品质差,无法满足有机硅行业对高品质原料的需求。本工作采用熔渣精炼一步去除晶硅切割废料的表面氧化层和非金属杂质磷元素,成功制... 详细信息

晶硅切割废硅粉是重要的新能源固废,切片过程电镀金刚线上磷的污染导致普通熔炼得到的再生硅磷含量高、品质差,无法满足有机硅行业对高品质原料的需求。本工作采用熔渣精炼一步去除晶硅切割废料的表面氧化层和非金属杂质磷元素,成功制备了有机用硅。首先使用石英砂模拟了硅粉表面氧化层的高温熔解行为,对比了CaO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)和CaO-SiO_(2)-CaF_(2)两种渣系对二氧化硅的熔解效果,并考察了精炼时间(2~6 min)、精炼温度(1400,1450和1500℃)下二氧化硅的熔解率。然后以晶硅切割废硅粉为原料,对比了两种精炼渣系对废硅粉的除磷效果,对氧化层和除磷结果进行了机理解析。结果表明,二氧化硅的熔解主要受精炼渣系的黏度影响,降低精炼渣的黏度能加快二氧化硅的熔解速率。相同条件下,二氧化硅在CaO-SiO_(2)-CaF_(2)渣系的熔解速率更快。精炼实验表明,提高CaO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)和CaO-SiO_(2)-CaF_(2)精炼渣系的碱度有利于废硅粉中磷的去除,两种精炼渣的最大磷去除率分别为53.81%和62.04%。

关键词：废硅粉 CaO-SiO_(2)-CaF_(2)渣系 CaO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)渣系氧化层脱除精炼除磷

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电石渣浮选脱硅制备高品质活性氧化钙工艺

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洁净煤技术 2024年第7期30卷 39-46页

作者：张凯旋朱干宇李会泉马伟平张建波孟子衡桂夏辉中国矿业大学国家煤加工与洁净化工程技术研究中心江苏徐州221116 中国矿业大学化工学院江苏徐州221116 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

电石渣循环回用制备高品质活性氧化钙,是实现其高效利用的有效途径之一,但电石渣复杂的组成和较高的硅含量制约了其制备活性氧化钙的产品品质。基于电石渣中硅类杂质分布规律和赋存形态,系统考察了浮选药剂对电石渣中硅的脱除效果,得出... 详细信息

电石渣循环回用制备高品质活性氧化钙,是实现其高效利用的有效途径之一,但电石渣复杂的组成和较高的硅含量制约了其制备活性氧化钙的产品品质。基于电石渣中硅类杂质分布规律和赋存形态,系统考察了浮选药剂对电石渣中硅的脱除效果,得出了适宜电石渣体系的脱硅药剂制度,研究了浮选前后电石渣中的元素组成变化和焙烧后氧化钙产品的性能变化,提出了电石渣浮选脱硅焙烧制备活性氧化钙的工艺路线。结果表明:电石渣中主要成分为氢氧化钙,含有部分二氧化硅和铝硅酸盐等硅类杂质,且颗粒分布较均匀,主要集中在低粒级分布。通过400 g/t六偏磷酸钠和125 g/t十二胺结合的一次反浮选脱硅试验,电石渣中硅类杂质得到有效分离,浮选后的电石渣精矿中硅质量分数由3.14%降至2.85%,且钙回收率达87.9%;浮选分离硅类杂质后的电石渣经900℃焙烧后可完全转化为氧化钙,制备的氧化钙产品中氧化钙质量分数为94.46%,抗压强度由3.17 MPa提升至3.87 MPa,冶金活性由341.6 mL提升至385.5 mL,产品性能有所提升。上述研究可为电石渣循环回用提供参考。

关键词：电石渣资源化利用浮选焙烧活性氧化钙

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