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有色金属（选矿部分） 2024年第8期 39-50,59页

作者：赵海平刘志伟刘敬智胡学平段文权高立强于梓丰贾炎谭巧义阮仁满中关村科技园区西城园管理委员会博士后科研工作站北方矿业有限责任公司分站北京100053 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

随着双碳政策的实施,新能源汽车产业快速发展,高容量的锂电池得到了大规模的应用,因此,绿色、高效的提锂技术成为决定最终锂资源回收经济效益的关键因素。根据资源类型的差异,提锂技术可分为盐湖卤水提锂和矿石提锂技术两种。盐湖卤水... 详细信息

随着双碳政策的实施,新能源汽车产业快速发展,高容量的锂电池得到了大规模的应用,因此,绿色、高效的提锂技术成为决定最终锂资源回收经济效益的关键因素。根据资源类型的差异,提锂技术可分为盐湖卤水提锂和矿石提锂技术两种。盐湖卤水主要用于生产工业级的碳酸锂,工艺流程简单,成本较低,但其生产条件较差,常伴随较高的Mg/Li。盐湖卤水提锂技术主要分为分步沉淀法和吸附法两种,分别用来处理低、高Mg/Li盐湖卤水资源。锂辉石、锂云母、锂黏土等锂矿石主要用于生产电池级碳酸锂,提锂工艺成熟,但生产成本高,环境污染较为严重,目前常用的工艺为硫酸焙烧法、硫酸盐培烧法、氯化焙烧法、石灰石焙烧法和碱性压煮法。结合盐湖卤水、锂辉石、锂云母和锂黏土等目前主要的锂资源,从资源储量分布、典型工艺流程、代表性矿山项目以及相应的运营成本分析等方面详细阐述了国内外锂资源提锂技术的研究和应用现状,并通过对不同锂矿资源开发技术在应用过程中的优缺点对比分析,从工业应用价值的角度来阐述现有技术中制约提锂效率的关键因素,并据此提出了不同锂资源提锂技术未来的发展方向,为提锂技术的优化更新提供相应的参考。

关键词：盐湖卤水锂辉石锂云母锂黏土提锂技术

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基于产排预测的园区固废管理系统设计与应用

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再生资源与循环经济 2023年第2期16卷 28-32页

作者：石靖靖陈盛龙李强夏诏杰张文娟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 中国科学院过程工程研究所、多相复杂系统国家重点实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049 沈阳化工大学化学工程学院辽宁沈阳110142

针对现有园区信息化系统缺乏生产调优支撑功能的问题,融合固废产生和利用生产线生产监控、产品质检等多源数据,设计基于产排预测的园区固废信息管理系统。该系统依托机器学习算法,重点突破多源异构固废管理关联数据采集和管理、生产线... 详细信息

针对现有园区信息化系统缺乏生产调优支撑功能的问题,融合固废产生和利用生产线生产监控、产品质检等多源数据,设计基于产排预测的园区固废信息管理系统。该系统依托机器学习算法,重点突破多源异构固废管理关联数据采集和管理、生产线运行状态和相关固废排放实时预测、生产系统资源环境综合效益分析等技术和方法,实现企业和生产线层面固废动态追踪、预测预警和综合分析功能,为企业和园区固废产排全过程智能管控提供支撑。

关键词：产排预测运行状态评价固废管理系统

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红土镍矿硫酸法工艺中MHP酸解液P204萃取除杂研究

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绿色矿冶 2023年第1期39卷 40-46页

作者：王驰谭博仁李会泉桂夏辉王勇王晨晔杨建国中国矿业大学国家煤加工与洁净化工程技术研究中心徐州221116 中国矿业大学化工学院徐州221116 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 中国科学院大学北京100190

从复杂离子溶液中精准分离有价金属离子一直是湿法冶金领域研究中的重点与难点,溶剂萃取是目前较成熟的复杂离子分离手段。本文以红土镍矿硫酸酸浸工艺中MHP酸解液为研究对象,采用P204+磺化煤油为萃取剂从MHP酸解液中分离Mg^(2+)、Mn^(... 详细信息

从复杂离子溶液中精准分离有价金属离子一直是湿法冶金领域研究中的重点与难点,溶剂萃取是目前较成熟的复杂离子分离手段。本文以红土镍矿硫酸酸浸工艺中MHP酸解液为研究对象,采用P204+磺化煤油为萃取剂从MHP酸解液中分离Mg^(2+)、Mn^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)等杂质离子,考察有机相P204含量、皂化率、硫酸浓度和萃取相比(O/A)对杂质离子萃取、洗涤、反萃效果的影响。结果表明:当有机相P204含量为30%、皂化率为65%、相比O/A为2∶1时,Mn^(2+)、Cu^(2+)单级萃取率达到90%以上,Zn^(2+)单级萃取率达到70%以上;当洗涤硫酸浓度为0.4 mol/L、O/A为5∶1时,Co^(2+)、Mg^(2+)单级洗脱率达到40%;当反萃硫酸浓度为2.5 mol/L、O/A为7∶1时,Mn^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)单级反萃率均达到80%以上。通过萃取、洗涤、反萃过程工艺优化,最终实现高离子浓度MHP酸解液中Mn^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)、Mg^(2+)等杂质离子高效脱除,为相似溶液体系的萃取除杂过程提供工艺指标参考。

关键词：红土镍矿 MHP酸浸液萃取除杂 P204

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颗粒多晶硅气泡强化脱氢机理与方法

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矿冶 2022年第3期31卷 29-40页

作者：吴知梁钱国余王志马文会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

针对颗粒硅中氢含量高、难去除、危害大的问题,采用水模型与高温熔炼实验,开展了吹气熔炼过程气泡强化脱氢机理研究。通过硅熔体高温熔炼脱氢实验对硅熔体脱氢动力学进行了分析,发现无吹气脱氢过程符合1.5级动力学模型,证实了脱氢受限... 详细信息

针对颗粒硅中氢含量高、难去除、危害大的问题,采用水模型与高温熔炼实验,开展了吹气熔炼过程气泡强化脱氢机理研究。通过硅熔体高温熔炼脱氢实验对硅熔体脱氢动力学进行了分析,发现无吹气脱氢过程符合1.5级动力学模型,证实了脱氢受限于液相中的传质与气液界面处的反应速率,这可为气泡强化脱氢提供理论基础。通过水模型实验开展了气泡行为对强化除气机制的研究。结果表明:气泡直径和容量传质系数随着通气流量的增加而上升,随着通气量从0.25 L/min增加到1.25 L/min,气泡直径从1.75 cm上升到1.93 cm,容量传质系数从0.135上升到0.337;气泡直径随着吹气管孔径的增加而上升,而容量传质系数则随着吹气管孔径的增加而下降,随着吹气管孔径从3 mm增加到5 mm,气泡直径从1.92 cm上升到2.21 cm,容量传质系数从0.337下降到0.302;随着吹气管通气管根数的上升,单根吹气管产生的气泡直径和容量传质系数则随之下降,随着吹气管根数从1根增加到5根,气泡直径从1.46 cm下降到1.23 cm,容量传质系数从0.135增加到0.169,而吹气管孔距小于气泡直径时,气泡会发生合并,导致容量传质系数下降。基于水模型气泡行为调控方法,开展了硅熔体高温气泡强化脱氢研究。结果表明:随着通气流量的上升,除氢率也随之上升,随着通气量从0.25 L/min上升到1 L/min,除氢率从61.41%上升到71.41%;随着吹气管孔径的上升,除氢率则随之下降,随着吹气管孔径从3 mm增加到5 mm,除氢率从71.15%下降到68.97%;随着吹气管根数的上升,除氢率随之上升,随着吹气管根数从1根增加到5根,除氢率从71.15%上升到76.35%;当吹气管孔距大于4 cm时,除氢率保持在76.35%左右,孔距小于4 cm时,除氢率保持在72.94%左右,最终能够将氢含量去除到4.5×10^(-6)左右,这证明了气泡强化脱氢方法可以实现颗粒多晶硅中痕量氢的深度去除,从而满足太阳能级多晶硅的要求。

关键词：颗粒多晶硅脱氢水物理模型吹气精炼气泡强化动力学分析

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工业园区固废数据管理与应用平台的设计与实现

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工业控制计算机 2023年第12期36卷 124-126,129页

作者：陈盛龙夏诏杰石靖靖李强李晓霞龚伟甘万贵张丽沈阳化工大学化学工程学院辽宁沈阳110142 多相复杂系统国家重点实验室中国科学院过程工程研究所北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049 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 宝武环科武汉金属资源有限责任公司湖北武汉430081

针对工业园区渣、尘、泥等典型固废资源化和污染溯源信息分析管理的需求,建立了工业园区固废数据管理与应用平台(ISWBDS),该平台基于MVVM模式的***框架开发,采用Python开发的RESTful接口提供数据服务,实现了园区、企业和生产线三个层级... 详细信息

针对工业园区渣、尘、泥等典型固废资源化和污染溯源信息分析管理的需求,建立了工业园区固废数据管理与应用平台(ISWBDS),该平台基于MVVM模式的***框架开发,采用Python开发的RESTful接口提供数据服务,实现了园区、企业和生产线三个层级的信息管理;ISWBDS平台针对固废数据多源、异构的特点,建立了固废数据分布式采集系统,采集的数据包括不同公司的报表类数据、DCS现场数据和视频数据等;为了满足多源异构数据的存储,运用实时数据库Redis、关系型数据库MySQL和分布式文件存储等多种数据存储技术,建立了固废数据混合存储系统。ISWBDS平台实现了包括园区/企业/生产线层级资源环境效率分析和生产线运行状态评估等管理功能,为园区/企业提供了方便的管理工具。

关键词：数据管理固体废物 MVVM 分布式数据采集数据混合存储

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电化学法浸出废HDS催化剂中关键金属研究

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有色金属(冶炼部分) 2025年第4期 106-115页

作者：李聪聪王晨晔李会泉胡文斌厉岩郭占成刘明坤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 北京科技大学绿色低碳钢铁冶金全国重点实验室北京100083

加氢脱硫催化剂(HDS)在石油品质提升中发挥着重要作用,但其长期使用后因烧结和失活而转化为废弃催化剂,属于HW50危险废物。我国废HDS催化剂的产生量庞大,对环境污染风险显著。金属钒(V)和钼(Mo)是废HDS催化剂的关键成分,而传统的钠化焙... 详细信息

加氢脱硫催化剂(HDS)在石油品质提升中发挥着重要作用,但其长期使用后因烧结和失活而转化为废弃催化剂,属于HW50危险废物。我国废HDS催化剂的产生量庞大,对环境污染风险显著。金属钒(V)和钼(Mo)是废HDS催化剂的关键成分,而传统的钠化焙烧工艺虽能有效回收这些金属,但过程耗碱量大且需高温(>800℃),亟需开展低碳回收方式探索。通过热力学计算和试验研究,揭示了在温和碱介质中,电化学条件变化对废HDS催化剂中V、Mo浸出机制的影响。研究发现,通过调节体系的氧化还原电位(Eh)和pH,可以实现V和Mo的迁移转化,其在碱介质中以Na_(2)V_(2)O_(7)和Na_(2)Mo_(2)O_(7)的形式稳定存在。试验优化结果显示,在浸出温度20℃、电压3 V、浸出时间6 h、NaOH浓度1 mol/L和液固比10∶1的条件下,V和Mo的浸出率分别达到了85.43%和82.47%。浸出过程符合传质控制动力学模型,电化学条件调控有效促进了活性氧的生成,显著提升了固体表面低价金属的浸出效率。研究结果为在温和条件下高效回收废HDS催化剂中有价金属提供了一种创新的技术途径。

关键词：钒钼电化学氧化浸出废HDS催化剂电势-pH图

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黄铁矿和白云石浮选分离药剂研究进展

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有色金属（选矿部分） 2024年第7期 145-156页

作者：赵海平刘志伟胡学平高立强于梓丰董丙旭熊晶晶牛晓鹏谭巧义阮仁满中关村科技园区西城园管理委员会博士后科研工作站北方矿业有限责任公司分站北京100053 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 国信证券博士后工作站深圳518000 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

卡林型金矿中的金多以显微、次显微颗粒的形式赋存于黄铁矿中,同时,在卡林型金矿成矿过程中伴生的大量白云石与黄铁矿作用会恶化黄铁矿的浮选指标,因此,黄铁矿和白云石之间的相互作用是造成卡林型金矿浮选过程中Au回收率低的重要原因之... 详细信息

卡林型金矿中的金多以显微、次显微颗粒的形式赋存于黄铁矿中,同时,在卡林型金矿成矿过程中伴生的大量白云石与黄铁矿作用会恶化黄铁矿的浮选指标,因此,黄铁矿和白云石之间的相互作用是造成卡林型金矿浮选过程中Au回收率低的重要原因之一。机理研究显示:黄铁矿氧化过程中释放的Fe^(2+)能以Fe(OH)_(2)和FeCO_(3)的形式沉积在白云石表面,活化白云石的浮选,同时,黄铁矿氧化放出的酸促进了白云石的溶解,溶解产生的Ca^(2+)、Mg^(2+)能以CaOH^(+)和Mg(OH)_(2)的形式吸附在黄铁矿表面从而抑制黄铁矿的上浮,更重要的是,随着氧化程度的增加,黄铁矿和白云石表面会发生同质化效应,造成两者间的异相团聚,恶化矿物间的分选,最终降低卡林型金矿中Au的回收率。为了解决卡林型金矿浮选过程中药剂用量大、Au富集比低的分选难题,结合其浮选过程中黄铁矿和白云石间的交互作用恶化卡林型金矿分选的特征,对国内外现有研究中可能对黄铁矿和白云石分选具有促进作用的黄铁矿活化剂、白云石抑制剂、浮选增效剂、选择性捕收剂等药剂类型和作用机理进行了分析整理,并对各种药剂在实际矿石分选过程中的应用效果进行了对比,筛选出了能与不同浮选手段搭配使用的药剂制度。为将来实现通过药剂开发优化黄铁矿和白云石的分选,从而改善卡林型金矿浮选指标的目标,提供了有价值的参考。

关键词：卡林型金矿黄铁矿白云石选择性药剂分离

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电石渣湿法烟气脱硫与脱硫石膏性能

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中国氯碱 2023年第4期 53-62页

作者：刘汉政孟子衡李会泉赵立文刘鑫辉邢岗华能沁北发电有限责任公司河南济源454650 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 河北冶金建设集团有限公司技术中心河北邯郸056033 北京亘源环保有限公司北京101300

本文研究了电石渣和石灰石的消溶特性,不同工艺条件对电石渣脱硫性能影响,在优化条件下电石渣脱硫率可达到97%以上,且电石渣法脱硫石膏产品对比石灰石法具有更好的产品质量指标。电石渣烟气湿法脱硫试验表明电石渣有极高的脱硫效率和优... 详细信息

本文研究了电石渣和石灰石的消溶特性,不同工艺条件对电石渣脱硫性能影响,在优化条件下电石渣脱硫率可达到97%以上,且电石渣法脱硫石膏产品对比石灰石法具有更好的产品质量指标。电石渣烟气湿法脱硫试验表明电石渣有极高的脱硫效率和优良的产品指标,可以取代传统的石灰石,节省了原生石灰石矿产资源,并为电石渣烟气湿法脱硫的工程化应用提供参考。

关键词：电石渣消溶杂质湿法脱硫脱硫石膏

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拟薄水铝石制备技术研究进展

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材料科学 2021年第9期11卷 1042-1051页

作者：马淑花王晓辉王月娇刘晨旭欧彦君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) 北京中国科学院绿色过程制造创新研究院北京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

拟薄水铝石具有很多优良特性,广泛用作涂料添加剂、石化高效催化剂、研磨材料、抛光材料、化妆品填料等。综述了拟薄水铝石的制备方法,包括中和法、水热法、醇解法等,介绍了影响拟薄水铝石产品质量的主要性能指标,总结了拟薄水铝石的最... 详细信息

拟薄水铝石具有很多优良特性,广泛用作涂料添加剂、石化高效催化剂、研磨材料、抛光材料、化妆品填料等。综述了拟薄水铝石的制备方法,包括中和法、水热法、醇解法等,介绍了影响拟薄水铝石产品质量的主要性能指标,总结了拟薄水铝石的最新应用研究进展。最后建议选择新的原料、添加新的助剂进一步提高拟薄水铝石的性能指标,并提出深入研究拟薄水铝石基本物性与应用效果的关联关系是今后的重要研究方向。

关键词：拟薄水铝石氧化铝胶溶中和法水热法醇解法

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基于气体搅拌的折流板萃取柱液泛特性研究

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有色金属(冶炼部分) 2025年第2期 109-115页

作者：王驰许东兵常朝蒋子超谭博仁王晨晔王勇李会泉赵泽森桂夏辉杨建国中国矿业大学国家煤加工与洁净化工程技术研究中心徐州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京100190

萃取柱具有连续性强,安全性高,通量大的优点,受到相似金属分离、精细化工等工业分离领域的青睐。液泛特性是萃取柱稳定运行的关键参数之一,低界面张力萃取体系分散相液滴极易破碎的特征是导致萃取柱易发生液泛的本质原因。采用新型气体... 详细信息

萃取柱具有连续性强,安全性高,通量大的优点,受到相似金属分离、精细化工等工业分离领域的青睐。液泛特性是萃取柱稳定运行的关键参数之一,低界面张力萃取体系分散相液滴极易破碎的特征是导致萃取柱易发生液泛的本质原因。采用新型气体搅拌技术,以气泡上浮过程中的动能和不均匀流场产生的弱曳力作用代替传统搅拌、脉冲能量形式破碎液滴。选取三种不同界面张力萃取体系,研究了气体搅拌条件下的萃取柱液特性,发现分散相液泛流速随着气速与连续相流速的增大逐渐降低,并且高界面张力体系降低的程度比低界面张力体系高。基于试验值,通过最小二乘法回归分析,提出预测误差为10.05%的液泛流速预测关联式,为后续气体搅拌萃取柱的设计与放大提供参考。

关键词：液泛特征气体搅拌折流板萃取柱预测关联式

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