检索结果-内蒙古大学图书馆

资源科学 2021年第3期43卷 456-464页

作者：李会泉胡应燕李少鹏李强朱干宇张建波王兴瑞中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程中科院重点实验室北京100190 湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 中国恩菲工程技术有限公司北京100038

煤基固废的大规模循环利用,对于中国西北大型能源基地的可持续发展和生态环境保护具有重要现实意义。本文以中国典型能源基地为研究对象,采用区域内固废、产业协同配置的思路,通过煤基固废制备化学品、环保材料、建材等关键技术开发,构... 详细信息

煤基固废的大规模循环利用,对于中国西北大型能源基地的可持续发展和生态环境保护具有重要现实意义。本文以中国典型能源基地为研究对象,采用区域内固废、产业协同配置的思路,通过煤基固废制备化学品、环保材料、建材等关键技术开发,构建电石渣、气化渣、废催化剂等典型煤基固废循环利用关键产品链。结果表明:(1)电石渣、气化渣、废催化剂等煤基固废可通过杂质快速分离、矿相调控和载体重构等技术的耦合集成,制备性能良好的脱硫剂、水玻璃、催化剂等系列产品,直接用于区域内煤-电-化企业生产过程;(2)煤基固废中90%以上的钙、硅、铝得到有效利用,废催化剂中钒、钨、钛金属循环利用率超过90%,气化渣中残碳被有效分离利用。以上构建的循环产品链将煤炭、水资源利用效益分别提升36%和27%,3类典型固废综合利用率由28%提升至85%左右,为煤炭固废的大规模利用提供了新路径,从而可实现煤炭及其伴生/二次资源区域内的高效循环。

关键词：煤基固废电石渣气化渣废催化剂产品链西北地区

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化学氧化强化湿法冶金清洁生产:进展与展望

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过程工程学报 2022年第2期22卷 145-161页

作者：孙思涵潘福生谢勇冰曹宏斌张懿天津大学化工学院绿色化学化工教育部重点实验室天津300072 中国科学院绿色过程制造创新研究院中国科学院过程工程研究所北京市过程污染控制工程技术研究中心北京100190 天津化学化工协同创新中心北京100190 中国科学院过程工程研究所湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室天津300072

湿法冶金具有能耗低、污染小等优点,广泛应用于低品位复杂矿石处理。金属浸出是湿法冶金的首要环节,但存在金属回收率低和反应时间长等问题。化学氧化可加速金属硫化物转化为金属离子或改变金属的价态,有利于后续目标金属的分离富集,在... 详细信息

湿法冶金具有能耗低、污染小等优点,广泛应用于低品位复杂矿石处理。金属浸出是湿法冶金的首要环节,但存在金属回收率低和反应时间长等问题。化学氧化可加速金属硫化物转化为金属离子或改变金属的价态,有利于后续目标金属的分离富集,在此过程中还可以通过介质强化、外场强化提高金属氧化浸出率。主要介绍了五种典型的低腐蚀性化学氧化剂(Fe^(3+),O_(2),H_(2)O_(2),O_(3)和过硫酸盐),以及相关的协同氧化方法在金属浸出中的应用和机理分析,介绍了加压强化、介质强化、微波和超声等强化方法,对比分析了各方法的优缺点及适用范围。Fe^(3+)广泛应用于硫化矿的酸性浸出,独特的离子对循环使Fe^(3+)可与多种氧化剂形成协同氧化浸出机制。O_(2)常通过加压强化提升氧化浸出效率,可促进难处理硫化矿氧化分解。H_(2)O_(2)氧化性强,氧化产物清洁无污染,受到广泛关注,近年来多用于电子废弃物资源处理领域。臭氧预氧化处理含硫含砷难处理金精矿,可有效解除难浸硫化矿对金的包裹,促进金的溶出。过硫酸盐性质稳定,氧化能力强,可活化生成更高氧化性的活性氧。协同氧化可结合各氧化剂的优点,提高氧化能力,降低综合成本。四种强化方法可为化学氧化过程提供能量、加强传质或提高金属分离选择性,有助于提高金属浸出率,缩短反应时间。展望了化学氧化强化金属浸出技术的发展前景和技术挑战,对湿法冶金清洁生产技术开发有指导意义。要点:(1)化学氧化可缩短浸出时间并提高金属浸出率。(2)化学氧化技术有助于开发清洁的湿法冶金工艺。(3)协同氧化、介质强化和外场强化方法可进一步提高氧化浸出金属的效率。

关键词：湿法冶金化学氧化浸出难处理矿石金属回收过程强化

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中国典型钒钛磁铁矿的工艺矿物学特征与矿石价值

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东北大学学报（自然科学版） 2020年第2期41卷 275-281页

作者：于宏东王丽娜曲景奎齐涛中国科学院过程工程研究所湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室北京100190 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

对攀枝花、承德和朝阳等地钒钛磁铁矿的工艺矿物学进行研究,同时依据铁精矿、钛精矿的现货价格和理论选矿指标对矿石的价值进行了计算.研究结果表明:攀枝花、承德和朝阳钒钛磁铁矿中MFe品位分别为13.26%,12.84%和1.15%;TiO2的品位分别为... 详细信息

对攀枝花、承德和朝阳等地钒钛磁铁矿的工艺矿物学进行研究,同时依据铁精矿、钛精矿的现货价格和理论选矿指标对矿石的价值进行了计算.研究结果表明:攀枝花、承德和朝阳钒钛磁铁矿中MFe品位分别为13.26%,12.84%和1.15%;TiO2的品位分别为10.98%,4.53%和2.02%;V2O5的品位分别为0.22%,0.23%和0.055%.各个矿产地钒钛磁铁矿中钛磁铁矿和钛铁矿的矿物含量、矿物成分有显著差别;攀枝花、承德和朝阳铁精矿中TFe品位分别为59.21%,66.46%和55.74%;TiO2品位分别为12.35%,4.87%和16.42%;V2O5品位分别为0.928%,1.142%和2.07%;攀枝花矿石价值最高,其次是承德,朝阳最低.

关键词：工艺矿物学选矿指标钛磁铁矿钒钛磁铁矿矿石价值

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核壳纳米粉体制备Y_(2)O_(3)-MgO复相陶瓷

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发光学报 2021年第7期42卷 997-1006页

作者：江宏涛秦海明冯少尉陈红兵蒋俊宁波大学材料科学与化学工程学院浙江宁波315201 中国科学院宁波材料技术与工程研究所浙江宁波315201 中国科学院大学北京100049 中国科学院过程工程研究所湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室中科院绿色过程与工程重点实验室北京100190

由于优异的光学和机械性能,Y_(2)O_(3)-MgO复相纳米陶瓷被认为是红外透明陶瓷的重要候选材料。尽管如此,在近红外和中红外波段严重的光散射和不必要的吸收方面仍然存在巨大的挑战,这阻碍了该材料在极端恶劣环境中的应用。在目前的工作中... 详细信息

由于优异的光学和机械性能,Y_(2)O_(3)-MgO复相纳米陶瓷被认为是红外透明陶瓷的重要候选材料。尽管如此,在近红外和中红外波段严重的光散射和不必要的吸收方面仍然存在巨大的挑战,这阻碍了该材料在极端恶劣环境中的应用。在目前的工作中,先通过尿素沉淀法制备了Y_(2)O_(3)-MgO核壳结构纳米粉体,然后在放电等离子体烧结下制备了Y_(2)O_(3)-MgO复相纳米陶瓷。通过热重和差示扫描量热法(TG/DSC)、X射线衍射和扫描电子显微镜分析了核壳结构纳米粉及复相纳米陶瓷。Y_(2)O_(3)-MgO核壳结构纳米粉体的尺寸约为250 nm,并且制备的陶瓷的平均晶粒尺寸约为360 nm。透过率在6μm处为57%,维氏硬度为820 HV。粉末合成方法为复相纳米陶瓷提供了一种新颖的解决方案,可以轻松调节粒径和不同组分的比例。

关键词： Y_(2)O_(3)-MgO复相纳米陶瓷核壳结构纳米粉体尿素沉淀法放电等离子烧结

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LX-92树脂对硫酸体系低浓度镓离子的动态吸附

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过程工程学报 2021年第5期21卷 567-578页

作者：文朝璐孙振华李少鹏马志斌李会泉山西大学资源与环境工程研究所山西太原030006 中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049

研究了粉煤灰模拟硫酸浸出液中的镓在聚苯乙烯树脂(LX-92)上吸附分离的可能性,采用固定床吸附装置考察了树脂动态吸附-脱附镓的行为,利用Thomas, Yoon-Nelson和Adam-Bohart经验模型对动态吸附过程进行了分析和预测。结果表明,降低流速(F... 详细信息

研究了粉煤灰模拟硫酸浸出液中的镓在聚苯乙烯树脂(LX-92)上吸附分离的可能性,采用固定床吸附装置考察了树脂动态吸附-脱附镓的行为,利用Thomas, Yoon-Nelson和Adam-Bohart经验模型对动态吸附过程进行了分析和预测。结果表明,降低流速(F)、增加床层高度(Z)、减小镓(III)初始浓度(C0)有助于提高固定床吸附效率和平衡吸附容量;在C0为260 mg/L, Fad为5.0m L/min、吸附温度为55℃的条件下,树脂的最大动态平衡吸附容量为56.65 mg/g;用3.0 mol/L H_(2)SO4在1.0 m L/min流速的最佳洗脱条件下,洗脱率达到94.40%;树脂在硫酸体系中对低浓度镓离子的吸附-脱附具有良好的循环使用性,经过吸附-脱附镓离子可富集10倍以上;树脂吸附镓的动态行为满足Yoon-Nelson动态吸附模型,建立了动态吸附速率常数KYN和半穿透时间τ值常数与初始离子浓度、流速、床层高度的对应方程,为低浓度镓离子的吸附法提取工程化提供了理论基础。

关键词：镓动态吸附酸体系低浓度

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二氧化钼纳米棒的制备及电化学性能研究

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过程工程学报 2021年第11期21卷 1338-1345页

作者：高增礼衣守志唐海燕徐红彬天津科技大学化工与材料学院天津300222 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 中国科学院过程工程研究所湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

MoO_(2)纳米棒具有高电导率、高熔点及比容量较大,在超级电容器电极材料领域应用前景广泛。现有MoO_(2)纳米棒制备方法大多存在操作复杂、收率低、成本高、易引入杂质等问题,且这些方法制备的MoO_(2)产品存在形貌不均一、分散性差、电... 详细信息

MoO_(2)纳米棒具有高电导率、高熔点及比容量较大,在超级电容器电极材料领域应用前景广泛。现有MoO_(2)纳米棒制备方法大多存在操作复杂、收率低、成本高、易引入杂质等问题,且这些方法制备的MoO_(2)产品存在形貌不均一、分散性差、电化学性能低的问题。基于此,本工作以双氧水和钼粉制备的过氧钼酸前驱体为钼源,PEG(8000)为模板剂制备出带状结构含钼杂化物,然后以浆态带状杂化物为原料采用两段式全湿法工艺制备纳米棒状MoO_(2)。利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线能谱(EDS)和扫描电子显微镜(SEM)等对二氧化钼纳米棒的物相、表面组成与形貌进行了分析,同时分别采用三电极和两电极体系研究了MoO_(2)纳米棒的电化学电容行为,考察了MoO_(2)纳米棒直接作为电极组装电容的性能。结果表明,所制的MoO_(2)为长约500~800 nm、宽约100~200 nm的棒状结构,形貌与尺寸均匀,具有良好的分散性和较高的纯度。以MoO_(2)纳米棒制备的电极在1 A/g的电流密度下,三电极和两电极体系所测得比电容分别为366.7和290.4 F/g;在5 A/g电流密度下循环充放电2000次后电容保持率均高于72%,展现出了良好的电化学性能。该研究结果可为纳米金属氧化物的制备提供新方法。

关键词：二氧化钼纳米棒湿法制备电化学性能

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窄粒径分布的液体石蜡相变微胶囊制备及性能表征

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过程工程学报 2022年第6期22卷 745-753页

作者：张英王会次恩达李晓卿李建强湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室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 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 中国科学院大学北京100049 华北理工大学建筑工程学院河北唐山063210 北京科技大学新材料技术研究院北京100083

目前相变微胶囊的制备普遍采用传统的机械搅拌乳化方法,获得微胶囊的粒径大小难以控制,粒径分布范围较大。本工作采用快速膜乳化技术结合原位聚合法获得窄粒径分布的液体石蜡/密胺树脂相变微胶囊。研究发现,过膜压力和过膜次数对相变微... 详细信息

目前相变微胶囊的制备普遍采用传统的机械搅拌乳化方法,获得微胶囊的粒径大小难以控制,粒径分布范围较大。本工作采用快速膜乳化技术结合原位聚合法获得窄粒径分布的液体石蜡/密胺树脂相变微胶囊。研究发现,过膜压力和过膜次数对相变微胶囊的粒径大小和分布影响较大,当微孔玻璃膜孔径固定时,调节过膜压力和过膜次数可以控制微胶囊的粒径大小和分布。当使用孔径为10.1μm的微孔玻璃膜时,采用过膜压力为0.2 MPa、过膜次数为4次时,可以获得粒径分布最窄的液体石蜡相变微胶囊。此时微胶囊的平均粒径为10.84μm,相对标准偏差仅为0.16,远小于机械搅拌乳化制备的微胶囊的粒径相对标准偏差。且微胶囊表面光滑致密,无明显团聚,具有良好的耐热性能和冷/热循环稳定性,微胶囊包裹率约为80%。此外,快速膜乳化技术的引入大大提高了乳化效率,从而显著提高了微胶囊制备效率,对其他窄粒径分布的低温烷烃相变微胶囊的批量化制备具有重要意义。

关键词：快速膜乳化技术相变材料微胶囊液体石蜡原位聚合

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Cu-Sn-Pb过偏晶合金中异常Cu-Sn壳/Pb核宏观结构的形成

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稀有金属材料与工程 2020年第2期49卷 461-464页

作者：李建强孙虹马炳倩中国科学院过程工程研究所湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室中国科学院绿色过程与工程重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

目前核/壳结构难混熔合金的壳是由低熔点相组成还是高熔点相组成,尚无确切答案。根据文献中Cu-Sn-Pb合金的计算相图,通过铸造法研究14Sn-73.1Cu-12.9Pb、14Sn-64.5Cu-21.5Pb、Cu-65Pb和Cu-75Pb合金的相分离过程。结果表明,14Sn-64.5Cu-2... 详细信息

目前核/壳结构难混熔合金的壳是由低熔点相组成还是高熔点相组成,尚无确切答案。根据文献中Cu-Sn-Pb合金的计算相图,通过铸造法研究14Sn-73.1Cu-12.9Pb、14Sn-64.5Cu-21.5Pb、Cu-65Pb和Cu-75Pb合金的相分离过程。结果表明,14Sn-64.5Cu-21.5Pb合金具有富Cu-Sn相包裹富Pb相核/壳结构组织;这一结果与低熔点相(如Cu-75Pb合金)形成核的观点不一致,这种异常现象可以解释为:在铸造过程中,由于过冷度的影响,偏晶反应发生在液相分离反应前。这为通过控制凝固路径改变难混熔合金的结构提供了一种可能的方法。

关键词：凝固金属和合金核/壳结构

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石煤钒矿酸浸尾渣高温焙烧制备陶粒过程元素硫释放规律

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过程工程学报 2021年第2期21卷 167-173页

作者：宋春光张红玲董玉明裴丽丽刘宏辉江军生徐红彬中国科学院过程工程研究所湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室北京100190 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 常青矿业资源有限公司中国香港999077

以石煤钒矿酸浸提钒过程产生的尾渣为原料制备陶粒是实现尾渣资源化的重要途径之一。作为陶粒最主要用途的轻集料对硫含量有严格限制(以SO3计,硫酸盐和硫化物含量≤1.0wt%)。尾渣含硫量通常远高于1.0wt%,故需深入研究尾渣制备陶粒过程... 详细信息

以石煤钒矿酸浸提钒过程产生的尾渣为原料制备陶粒是实现尾渣资源化的重要途径之一。作为陶粒最主要用途的轻集料对硫含量有严格限制(以SO3计,硫酸盐和硫化物含量≤1.0wt%)。尾渣含硫量通常远高于1.0wt%,故需深入研究尾渣制备陶粒过程元素硫的释放规律。借助热重–红外联用分析了以尾渣为原料制备陶粒过程中的质量、热量变化以及气体释放规律,测试了不同温度焙烧所得样品的硫含量,表征了其物相,并结合热力学计算,讨论了尾渣中硫的释放机理。结果表明,随温度增加,尾渣中的含硫物质逐渐分解并释放出SO_(2)气体,样品的硫含量逐渐降低;1200℃下样品的硫含量可降低至0.44wt%,满足轻集料硫含量要求;尾渣中含有的SiO_(2),Fe_(2)O_(3),Al_(2)O_(3)等组分可促进硫的释放。

关键词：酸浸尾渣石煤钒矿硫陶粒轻集料

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长江经济带典型锌冶炼园区不同固废处置模式生态效率研究

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生态学报 2022年第6期42卷 2461-2476页

作者：刘伟宁石垚张晨牧刘朗明李会泉庄才备孙天友胡应燕曹春李强中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室北京100190 西北师范大学地理与环境科学学院兰州730070 株洲冶炼集团股份有限公司株洲412007 中国科学院大学化学工程学院北京100049

我国铜铅锌有色冶炼固废种类多、存量大,富含多种环境毒害元素如镉铬汞砷等,而目前固废末端处置方式单一,对其所含的大量铜铅锌银镍等有价金属组分也未能有效分离,固废污染防控与高效资源化利用问题突出,已成为制约产业绿色可持续发展... 详细信息

我国铜铅锌有色冶炼固废种类多、存量大,富含多种环境毒害元素如镉铬汞砷等,而目前固废末端处置方式单一,对其所含的大量铜铅锌银镍等有价金属组分也未能有效分离,固废污染防控与高效资源化利用问题突出,已成为制约产业绿色可持续发展的关键因素。以长江经济带典型铜铅锌综合冶炼基地为例,设置直接处理(情景1)、内部循环(情景2)和协同利用(情景3)三种锌冶炼固废处置情景模式,结合物质投入产出法、层次分析法与熵值法,构建资源能耗、环境风险、物质循环与经济效益的多维生态效率指标核算方法体系,对三种情景模式开展生态效率综合评估分析。结果表明,情景3因加强了锌冶炼固废在铜、铅冶炼系统间的协同转化,其生态效率综合评价指数最高,为0.2246,较情景1和情景2分别高出313.6%和25.5%;从资源能耗角度来看,情景2单位产品能耗最高,达0.3086;而从物质循环和经济效益角度来看,情景3固废综合利用率最高,达97.6%,铜铅锌三种有价金属回收率达97.2%,利润总额达48131.3万元;但在环境风险方面,尽管情景3固废中重金属污染排放减少1470.4 t/a,但废气中铅砷镉汞等重金属污染排放却比情景1增加了3倍以上,达1.59 t/a。综上所述,情景3在固废二次资源综合利用和经济效益方面优势显著,因此,加强铜-铅-锌产业链间固废的协同利用,不仅可大幅减少固废冗余量,提高有价金属资源的回收效率,增加经济效益,还能有效降低水、土环境污染风险,但大气中重金属污染排放问题仍亟需关注。

关键词：锌冶炼投入产出分析生态效率固废协同利用情景分析

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