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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赤泥硫酸铵焙烧浸出液水解制备偏钛酸的研究

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无机盐工业 2023年第2期55卷 85-91页

作者：潘思呈徐红彬张红玲董玉明张宏军娄太平东北大学辽宁沈阳110819 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 甘肃锦世化工有限责任公司甘肃张掖734500

采用选择性水解的方法利用赤泥硫酸铵焙烧熟料浸出液制备偏钛酸以回收钛。首先添加还原铁粉作为还原剂,将浸出液中的三价铁离子还原为二价铁离子,然后控制水解条件,将浸出液中的四价钛离子通过水解反应合成偏钛酸并对其进行分离回收。... 详细信息

采用选择性水解的方法利用赤泥硫酸铵焙烧熟料浸出液制备偏钛酸以回收钛。首先添加还原铁粉作为还原剂,将浸出液中的三价铁离子还原为二价铁离子,然后控制水解条件,将浸出液中的四价钛离子通过水解反应合成偏钛酸并对其进行分离回收。研究结果表明,浸出液中钛水解的最佳工艺条件:还原铁粉加入量为三价铁离子完全还原为二价铁离子所需铁粉的理论量、水解温度为140℃、水解时间为4 h、终点pH=2.0、添加晶种的含钛量占浸出液总钛含量的9%。在优化的工艺条件下,浸出液中钛的水解率达到95%;偏钛酸产物具有锐钛矿晶型且结晶度较低;产物形貌为不规则的圆形球体颗粒及块状聚集体,具有一定程度的团聚现象;偏钛酸颗粒吸附有一定量的硫酸盐,经计算水解产物组成为TiO_(2)·0.7H_(2)O·0.08SO_(3)。

关键词：选择性水解赤泥硫酸铵钛偏钛酸

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利用铁矾渣制备轻质固硫陶粒

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环境工程学报 2022年第11期16卷 3696-3704页

作者：刘明坤孙振华李少鹏王晨晔李会泉张银亮陈欢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 中国地质大学(北京)材料科学与工程学院北京100083 中国科学院大学化学工程学院北京100049 湖南邦普循环科技有限公司长沙410600 湖南中邦再生资源科技有限公司长沙410600

铁矾渣是锂电回收过程黄铁矾法除铁产生的废渣,高温条件下易分解产生二氧化硫。通过在铁矾渣中添加固硫剂制备固硫陶粒是实现铁矾渣合理利用的有效途径。通过计算高温环境下不同氧化物吉布斯自由能,并结合固硫剂铁矾渣混合焙烧实验,确... 详细信息

铁矾渣是锂电回收过程黄铁矾法除铁产生的废渣,高温条件下易分解产生二氧化硫。通过在铁矾渣中添加固硫剂制备固硫陶粒是实现铁矾渣合理利用的有效途径。通过计算高温环境下不同氧化物吉布斯自由能,并结合固硫剂铁矾渣混合焙烧实验,确定固硫效果较优的氧化钙作为固硫陶粒的固硫剂;同时,考察固硫剂掺量对固硫陶粒的固硫效果及性能的影响。结果表明,随着固硫剂掺量增加固硫率上升,固硫陶粒的吸水率和抗压强度先增加后减少,堆积密度和表观密度先减少后增加。当Ca/S比为2.35时,固硫陶粒的固硫率达到最高48.8%,吸水率为3.89%,抗压强度为0.79 MPa,表观密度和堆积密度分别为0.72 g·cm^(-3)和0.51 g·cm^(-3)。通过XRD和TG-DSC-FTIR分析固硫机理,发现硫酸盐通过与固硫剂相互作用形成了分解温度更高的CaSO4和K2SO4。固硫陶粒的毒性浸出实验结果符合国家标准。本研究结果可为铁矾渣的高值环保利用的相关研究提供参考。

关键词：固硫剂固硫机理铁矾渣重金属固定氧化钙

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铝灰基聚合氯化铝处理选煤废水试验

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洁净煤技术 2022年第12期28卷 143-148页

作者：李占兵李会泉刘青青张建波黄形中吴秀文李少鹏中国地质大学(北京)材料科学与工程学院北京100083 中国科学院过程工程研究所中科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

铝灰是电解铝、铝加工和铝再生行业产生的危险废弃物,直接堆存易造成严重的环境污染和资源浪费。铝灰中氧化铝质量分数达70%以上,可用于制备聚合氯化铝净水剂。为实现铝灰废弃物利用和解决选煤废水的污染问题,以铝灰基聚合氯化铝(Alumin... 详细信息

铝灰是电解铝、铝加工和铝再生行业产生的危险废弃物,直接堆存易造成严重的环境污染和资源浪费。铝灰中氧化铝质量分数达70%以上,可用于制备聚合氯化铝净水剂。为实现铝灰废弃物利用和解决选煤废水的污染问题,以铝灰基聚合氯化铝(Aluminum dross-based poly aluminum chloride,AD-PAC)为原料处理选煤废水,系统考察了AD-PAC投加量、絮凝温度、pH、快搅速度、快搅时间、慢搅速度、慢搅时间、静沉时间等因素对选煤废水浊度去除率的影响;通过絮凝体粒径变化研究了AD-PAC与选煤废水颗粒物结合机制,初步明确了AD-PAC对选煤废水的絮凝机理。结果表明:在AD-PAC投加量100 mg/L、絮凝温度40℃、pH=10、快搅速度300 r/min、快搅时间30 s、慢搅速度100 r/min、慢搅时间45 min、静沉时间20 min的条件下,选煤废水浊度由54.63 NTU降至0.50 NTU,浊度去除率达99.08%。絮凝过程形成的絮凝体中位粒径由59.67μm增至145.90μm;AD-PAC通过电中和/吸附、网捕作用使废水中的颗粒物脱稳,转变成大颗粒絮凝体,实现选煤废水净化,为AD-PAC在废水处理行业中的应用提供技术支撑。

关键词：铝灰聚合氯化铝絮凝浊度选煤废水

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干法电石渣杂质赋存及高效分离研究

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过程工程学报 2023年第5期23卷 734-743页

作者：杨悦朱干宇孟子衡刘鑫辉杨靖颜坤彭宗贵王秋剑李会泉中国科学院过程工程研究所中科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 华能沁北发电有限责任公司河南济源454650 北京亘源环保有限公司北京101300 中国科学院大学化学工程学院北京100049

电石渣中Ca(OH)_(2)含量达到了80%以上,针对电石渣中包含的大颗粒杂质影响其资源化利用的问题,采用了XRD,XRF, XPS, FTIR和化学分析等方法对杂质组分进行了系统分析,采用短程气固高效分离工艺对电石渣进行旋风分离,研究了旋风分离过程... 详细信息

电石渣中Ca(OH)_(2)含量达到了80%以上,针对电石渣中包含的大颗粒杂质影响其资源化利用的问题,采用了XRD,XRF, XPS, FTIR和化学分析等方法对杂质组分进行了系统分析,采用短程气固高效分离工艺对电石渣进行旋风分离,研究了旋风分离过程对杂质的分离效果和产品应用的影响。结果表明,电石渣中的碳主要以碳单质和碳酸盐形式存在,铝硅多以铝硅酸盐形式存在,硫主要以硫酸盐、硫化物和硫醇的形式存在;旋风分离后电石渣中粗颗粒显著富集,铁在粗渣中富集现象显著,铝硅和钙组分未富集,细渣中酸不溶物含量显著减少。利用电石渣制备活性氧化钙,旋风分离细渣所制备的氧化钙产品抗压强度达到了5.1 MPa,相对于原渣和旋风分离粗渣均提高了约50%;细渣制备的活性氧化钙产品中酸不溶物质量分数与原渣和粗渣相比也显著降低,为0.46wt%。本研究为电石渣的杂质分析及工业化应用提供了依据。

关键词：干法电石渣分离杂质赋存规律氧化钙化学分析

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二次铝灰酸解渣温和脱硅制备镁铝尖晶石

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有色金属（冶炼部分） 2022年第10期 58-66页

作者：侯佳鑫李占兵李少鹏李会泉武文粉庄艳歆东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室沈阳110819 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京110190 中国科学院大学化学工程学院北京100049

二次铝灰是铝工业熔铸过程产生的危险废弃物,可用于制备高值镁铝尖晶石材料,但其中的硅易转化为低膨胀性硅酸盐,影响产品品质。提出二次铝灰酸解渣温和脱硅—成型烧结制备镁铝尖晶石工艺,考察了NaOH浓度、液固比、温度和时间对脱硅率的... 详细信息

二次铝灰是铝工业熔铸过程产生的危险废弃物,可用于制备高值镁铝尖晶石材料,但其中的硅易转化为低膨胀性硅酸盐,影响产品品质。提出二次铝灰酸解渣温和脱硅—成型烧结制备镁铝尖晶石工艺,考察了NaOH浓度、液固比、温度和时间对脱硅率的影响,并对脱硅过程进行了动力学计算与转化行为分析。结果表明,脱硅过程的最优反应条件为:NaOH浓度100 g/L、液固比6 mL/g、反应温度70℃、反应时间10 min,硅脱除率可达49.60%。当轻质氧化镁添加量20%、成型压力150 MPa、烧结温度1 600℃、烧结时间3 h时,所制备的镁铝尖晶石体积密度为2.76 g/cm^(3),显气孔率为21.85%,满足工业使用要求。本研究可为二次铝灰的资源化利用提供新思路。

关键词：二次铝灰温和脱硅镁铝尖晶石烧结酸解渣

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粤港澳大湾区典型固废综合处置园区能量代谢特征研究

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环境科学学报 2022年第12期42卷 481-494页

作者：李啸石垚金炳界张晨牧顾四海王望龙李会泉熊彩虹昆明理工大学冶金与能源工程学院昆明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 东莞市东实新能源有限公司东莞412007 中国科学院大学化学工程学院北京100049

我国城市固体废物种类多、来源广、产量大,不同固废处置方式不尽相同,但均面临能耗高、二次污染大等问题.本研究从物质流及投入产出分析视角出发,构建了城市多源固废处置能量代谢分析框架及其评价指标体系,并以位于中国粤港澳大湾区唯... 详细信息

我国城市固体废物种类多、来源广、产量大,不同固废处置方式不尽相同,但均面临能耗高、二次污染大等问题.本研究从物质流及投入产出分析视角出发,构建了城市多源固废处置能量代谢分析框架及其评价指标体系,并以位于中国粤港澳大湾区唯一的国家级资源循环利用园区为例,通过设置固废单独处置、固废物质协同处置和固废物质能量耦合协同处置3种模式情景,分别从投入、产出和效率3个方面对其能量代谢特征进行综合分析和评估.结果表明,从能源消耗角度来看,物质协同处置能源消耗高出单独处置27.54%,而物质能量耦合协同处置由于实现了余热余能内部回用,其能源消耗较单独处置减少了3.73%.从能量损失情况来看,通过物质协同和物质能量耦合协同,能量损失率从单独处置模式下的73.17%分别降到了65.82%和63.41%,其中废气赋存作为主要能量损失途径占比接近50.00%.从能效角度来看,物质能量耦合协同模式下,能源消耗强度比单独处置和物质协同处置模式下分别降低了11.54%和17.03%,但其能量循环利用率也仅仅只达到了12.22%.综上所述,加强城市多源固废集中化协同处置,可以增强其资源能源替代效应,降低区域生态环境风险,但各种低温烟气及废水的余热利用仍是未来我国固废协同处置下能碳双控的重要方向.同时本研究为城市多源固废处置能量代谢优化过程提供了一套可量化评估的方法和指标体系,将有助于促进我国城市固废综合利用行业绿色低碳循环发展目标的进一步实现.

关键词：城市多源固废资源能源代谢物质能量耦合协同情景分析绿色低碳循环

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循环流化床粉煤灰钙的赋存形态及选择性脱除

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有色金属（冶炼部分） 2022年第8期 126-133页

作者：孙志刚张建波李少鹏中石化宁波工程有限公司浙江宁波315103 中国科学院过程工程研究所中科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

循环流化床(CFB)粉煤灰是燃煤过程产生的大宗固体废弃物,由于其钙含量高,无法满足建材化利用要求,目前主要以堆存为主,环境污染风险较大。分析了CFB粉煤灰中钙的元素分布与矿相赋存形态,明确CFB粉煤灰中主要矿相为非晶相铝硅酸盐、石英... 详细信息

循环流化床(CFB)粉煤灰是燃煤过程产生的大宗固体废弃物,由于其钙含量高,无法满足建材化利用要求,目前主要以堆存为主,环境污染风险较大。分析了CFB粉煤灰中钙的元素分布与矿相赋存形态,明确CFB粉煤灰中主要矿相为非晶相铝硅酸盐、石英相、Ca(OH)_(2)、CaSO_(4)及少量CaPO_(3)(OH)。钙元素的赋存形态主要分为两种,大部分钙与铝硅酸盐矿物结合,夹杂于铝硅酸盐矿物形成固熔体,少部分以硫酸钙形式存在。基于钙的元素赋存形态,提出了循环流化床粉煤灰pH调控选择性高效脱钙技术思路,在最佳工艺条件下,溶液钙离子浓度可达到20 g/L以上,钙脱除率高达80%,脱钙灰中氧化钙含量低于5%,基本满足建材利用标准要求。

关键词：循环流化床粉煤灰赋存形态选择性脱钙分布资源化利用

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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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