检索结果-内蒙古大学图书馆

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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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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铅锌冶炼污酸渣中重金属溶出研究

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过程工程学报 2024年第1期24卷 58-70页

作者：钱凯郑诗礼张盈周宏明焦芬陈世民乔珊邹兴北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 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 中南大学材料科学与工程学院湖南长沙410083 中南大学资源加工与生物工程学院湖南长沙410083 湖南腾驰环保科技有限公司湖南郴州423312

铅锌冶炼行业产生的重金属污酸渣对环境风险大,但同时也是一种可利用资源,硫酸钙基体净化是其资源化利用的第一步。本工作对污酸渣开展了全面的矿相解析,获得了污酸渣中重金属与硫酸钙的嵌布规律,并系统研究了加热时间、加热温度及硫酸... 详细信息

铅锌冶炼行业产生的重金属污酸渣对环境风险大,但同时也是一种可利用资源,硫酸钙基体净化是其资源化利用的第一步。本工作对污酸渣开展了全面的矿相解析,获得了污酸渣中重金属与硫酸钙的嵌布规律,并系统研究了加热时间、加热温度及硫酸浓度对污酸渣中Fe, Zn, As, Pb, Cd, Sb等关键元素浸出率的影响,系统探究了这些元素在酸性介质中的溶出规律,且基于硫酸钙晶相与介质水活度、温度的一般规律,开展了硫酸介质中常压下水活度调控致相转和高温水热致相转对元素溶出的影响。结果表明,加热时间为2 h、加热温度为80℃及硫酸浓度为.01 mol/L时效果较为理想,且在此优化溶出条件下,污酸渣中As, Zn, Sb, Cd, Fe的浸出率均可达95%以上,浸出残渣为表面光滑的薄片状和棒状的二水硫酸钙晶相;降低介质中水的活度和水热条件能够促进硫酸钙的相转,借助硫酸钙形态或晶型的转化,可进一步强化硫酸钙晶格内或晶间重金属的溶出。基于硫酸钙转晶的金属强化溶出技术是硫酸钙渣基体深度净化的有效手段。

关键词：冶炼污酸渣硫酸介质重金属溶出硫酸钙相转

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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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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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废弃煤矸石资源化利用研究进展

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环境化学 2024年第6期43卷 1778-1791页

作者：张华林滕泽栋江晓亮杨幼明李庭刚江西省稀土清洁生产重点实验室中国科学院赣江创新研究院赣州341119 中国科学院绿色过程与工程重点实验室中国科学院绿色过程制造创新研究院战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心北京市过程污染控制工程技术研究中心中国科学院过程工程研究所北京100190 江西理工大学材料冶金化学学部赣州341099 中国科学院大学北京100049

随着社会的高速发展,工业废物堆积造成的环境问题日渐严重.煤矸石是一种煤炭开采和洗选过程中产生的典型工业废弃物.其大量堆积不仅占用土地资源,而且还会污染环境,引起地下水污染,造成山体滑坡、塌陷等地质灾害,严重威胁人类生存环境.... 详细信息

随着社会的高速发展,工业废物堆积造成的环境问题日渐严重.煤矸石是一种煤炭开采和洗选过程中产生的典型工业废弃物.其大量堆积不仅占用土地资源,而且还会污染环境,引起地下水污染,造成山体滑坡、塌陷等地质灾害,严重威胁人类生存环境.近年来,“以废治废”模式成为了工业废弃物处置的研究热点之一,也是生态修复的重要研究方向.本文综述了煤矸石资源化利用的研究进展,进一步阐述了污泥改性煤矸石在生态修复与土壤改良方面的进展,为后期煤矸石和污泥的高值化利用奠定基础.

关键词：煤矸石工业废物污泥资源化生态修复

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高铝粉煤灰负载锰基催化剂的催化氧化NO性能研究

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过程工程学报 2022年第9期22卷 1262-1270页

作者：王义源马淑花王晓辉欧彦君高利珍太原理工大学环境科学与工程学院山西太原030000 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

氮氧化物催化氧化是烟气脱硝技术的一个重要发展方向。本工作以具有球形镂空结构的预处理后高铝粉煤灰为载体,以硝酸锰为活性组分源,采用溶胶凝胶法制备锰基NO氧化催化剂,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、N_(2)物理吸附、H_(2)程... 详细信息

氮氧化物催化氧化是烟气脱硝技术的一个重要发展方向。本工作以具有球形镂空结构的预处理后高铝粉煤灰为载体,以硝酸锰为活性组分源,采用溶胶凝胶法制备锰基NO氧化催化剂,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、N_(2)物理吸附、H_(2)程序升温还原分析仪(H_(2)-TPR)和X射线光电子能谱(XPS)等分析测试手段对催化剂的NO催化氧化性能进行深入研究。结果表明,载体粒径、锰负载量、硝酸锰凝胶煅烧温度以及NO催化氧化温度对催化剂催化活性均有较大影响。当载体粒径在100~200目(150~75μm)、锰负载量为8wt%、硝酸锰凝胶煅烧温度为500℃、NO催化氧化温度290℃时,NO催化氧化效果最好,氧化率达到77.8%。SEM结果显示,溶胶凝胶法制备的氧化锰粒子在100~200 nm,且相对均匀负载在载体上。N_(2)-物理吸附表明,催化剂的孔结构主要为介孔,并呈现H3型回滞环。锰基催化剂上化学吸附氧O_(β)的占比和Mn^(4+)浓度随着锰负载量的增加先增大后减小,此趋势与NO催化性能变化趋势一致,表明O_(β)和Mn^(4+)是影响NO催化氧化效果的决定因素。

关键词： NO SCO催化剂高铝粉煤灰锰溶胶凝胶法载体分级

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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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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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