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中南大学学报（自然科学版） 2024年第9期55卷 3243-3256页

作者：陈志康刘翼瑄阮泽晟徐志峰刘志楼江西理工大学冶金工程学院江西赣州341000 江西应用技术职业学院江西赣州341000 战略有色金属绿色低碳冶金江西省重点实验室江西赣州341000

为了实现冶炼烟气中气态单质汞的高效净化,本文采用硒硫阴离子复合策略制备了一系列钼硫硒复合物吸附剂(MoS_(x)Se_(y))材料。首先,采用SEM、TEM和EDS方法确定了MoS_(x)Se_(y)的微观结构和元素成分;其次,采用XRD和Raman分析了MoS_(x)Se_... 详细信息

为了实现冶炼烟气中气态单质汞的高效净化,本文采用硒硫阴离子复合策略制备了一系列钼硫硒复合物吸附剂(MoS_(x)Se_(y))材料。首先,采用SEM、TEM和EDS方法确定了MoS_(x)Se_(y)的微观结构和元素成分;其次,采用XRD和Raman分析了MoS_(x)Se_(y)的物相组成;第三,采用XPS技术确定了MoS_(x)Se_(y)表面的元素价态;最后,研究了MoS_(x)Se_(y)对Hg0的吸附效率的影响,并评价其吸附性能。研究结果表明:制备的MoS0.5Se2.1吸附剂具备最佳的Hg0吸附性能,且在50~150℃的温度范围内保持了良好的Hg0吸附性能,最佳吸附效率和吸附速率可达97.86%和7.05μg/(g·min);烟气中的O_(2)和H2O会对MoS0.5Se2.1吸附剂产生抑制作用,但SO_(2)可在一定程度上促进吸附剂对Hg0的吸附;当突破阈值为25%时,MoS0.5Se2.1对应的Hg0吸附容量高达47.1 mg/g,远高于其他常规吸附剂;在低温下(<100℃),S_(n)^(2-)和Se-S_(n)^(2-)为主要的吸附位点,其与Hg0发生化学吸附,形成稳定的HgS和HgSe;而在高温下(>150℃),仅Se-S_(n)^(2-)是主要吸附位点,HgSe为主要的吸附产物;硒掺杂策略不仅可以增加吸附位点数量,而且可以提高吸附位点的热稳定性,从而实现了宽温度窗口下Hg0的高效脱除。

关键词：冶炼烟气钼硫硒复合物吸附单质汞

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钙剂和镁剂焙烧对稀土熔盐电解渣中氟固化的热力学研究

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中国稀土学报 2025年

作者：蒲婷陈赞鸿刘寅亮张明辉梁勇江西理工大学冶金工程学院战略有色金属绿色低碳冶金江西省重点实验室

稀土熔盐电解渣大都通过焙烧-酸浸工艺实现稀土回收，其中对于难处理的氟化稀土，基于固相固氟的思路，国内已有学者用氢氧化钙焙烧-盐酸酸溶的方式来实现稀土与氟的分离，但稀土浸出率仅为90%左右，其原因为焙烧产物CaF2会溶于盐酸导... 详细信息

稀土熔盐电解渣大都通过焙烧-酸浸工艺实现稀土回收，其中对于难处理的氟化稀土，基于固相固氟的思路，国内已有学者用氢氧化钙焙烧-盐酸酸溶的方式来实现稀土与氟的分离，但稀土浸出率仅为90%左右，其原因为焙烧产物CaF2会溶于盐酸导致酸浸液中除RE3+外还有F-，二者重新结合为REF3。其实，Mg和Ca化学性质相似且MgF2的溶度积比CaF2小，则理论上MgF2要比CaF2更稳定。由此，本文通过对钙剂和镁剂与稀土熔盐电解渣焙烧得到的CaF2、MgF2的酸浸热力学和溶解行为进行研究，以便探明二者的溶解行为规律，进一步为焙烧-酸浸法选择合适的固氟试剂提供依据。由热力学分析结果可知，当02比CaF2先开始析出；pH在3.2～10.87范围内，MgF2和CaF2稳定存在且[Mg2+]要低于[Ca2+]；当10.872和CaF2开始返溶生成Mg（OH）2（s）和Ca（OH）2（aq），即MgF2在酸中的稳定性更好且酸浸工序的pH=4～7为宜。当盐酸浓度1 mol/L、液固比2:1 mL/g、温度30 ℃～90 ℃、反应60 min后，CaF2的溶解度变化为28.5 g/L～53.8 g/L，而MgF2的溶解度变化仅为9.57 g/L～13.33 g/L，MgF2在酸中的溶解效果整体要比CaF2更差，说明MgF2在酸中更加稳定即镁剂要比钙剂的固氟效果更佳。

关键词： MgF CaF 固氟溶解度热力学

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基于克劳斯反应的烟气脱硫离子液体制备硫磺的研究

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工程科学学报 2025年第5期47卷 1151-1160页

作者：陈佳煌李田玉赵宁辛涂玉鑫关利聪王瑞祥徐志峰刘志楼江西理工大学战略有色金属绿色低碳冶金江西省重点实验室赣州341000 黑龙江紫金铜业有限公司齐齐哈尔161000 江西应用技术职业学院赣州341000

有色冶炼烟气中的二氧化硫(SO_(2))是一种刺激性的有毒气体,将其高效的捕获并转化成硫磺是行业绿色发展的目标.离子液体(IL)因稳定性高、可调控性好、可循环性强等特点,在SO_(2)捕获和资源化回收领域有着巨大的潜力.本文在离子液体吸收... 详细信息

有色冶炼烟气中的二氧化硫(SO_(2))是一种刺激性的有毒气体,将其高效的捕获并转化成硫磺是行业绿色发展的目标.离子液体(IL)因稳定性高、可调控性好、可循环性强等特点,在SO_(2)捕获和资源化回收领域有着巨大的潜力.本文在离子液体吸收剂介导下,通过耦合克劳斯(Claus)反应,探究了四甲基胍醋酸盐([TMG]Ac)体系中SO_(2)的吸收和转化能力.实验结果表明:通过酸碱中和制备的[TMG]Ac离子液体具有优异的SO_(2)吸收能力(吸收温度为20℃,且SO_(2)流速为50 mL·min^(-1)时,每克离子液体能吸收1.06gSO_(2)),优于相同阳离子吸收剂;在室温下通入H_(2)S气体,被捕获的SO_(2)可以快速原位转化为硫磺(SO_(2)转化率高达99%);采用高温熔化的方式使反应产物固液分离,结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)分析方法,确定了最终产物为S8.四次循环后,吸收剂的SO_(2)转化率、质量以及吸收量没有太大变化.通过红外光谱(IR)和核磁共振波谱(NMR)表征方法,提出了[TMG]Ac吸收SO_(2)机理,并研究了吸收剂有水和无水的情况下SO_(2)的转化机理.本研究不仅为离子液体高效脱硫提供了基础,还为SO_(2)资源化再回收提供了思路,助力了有色冶炼行业的绿色高质量发展.

关键词：冶炼烟气二氧化硫四甲基胍醋酸盐离子液体克劳斯反应硫磺资源回收

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二氧化碳中和钨酸铵溶液制备细颗粒仲钨酸铵

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第8期55卷 3204-3215页

作者：李朝阳唐恒耀瞿杰曹才放万林生杨亮江西理工大学冶金工程学院江西赣州341000 西部矿业集团科技发展有限公司青海西宁810006 山东天开钨业有限公司山东聊城252000 战略有色金属绿色低碳冶金江西省重点实验室江西赣州341000

采用二氧化碳中和钨酸铵溶液结晶制备细颗粒仲钨酸铵(APT),考察时间、温度、二氧化碳流量、钨酸铵溶液中三氧化钨质量浓度、氯化铵质量浓度和转速等因素对APT结晶的影响。研究结果表明:在一定范围内,增大二氧化碳流量、提高氯离子质量... 详细信息

采用二氧化碳中和钨酸铵溶液结晶制备细颗粒仲钨酸铵(APT),考察时间、温度、二氧化碳流量、钨酸铵溶液中三氧化钨质量浓度、氯化铵质量浓度和转速等因素对APT结晶的影响。研究结果表明:在一定范围内,增大二氧化碳流量、提高氯离子质量浓度和三氧化钨质量浓度有利于制备细颗粒APT;转速对APT粒度影响较小;延长结晶时间和提高反应温度,APT粒度会变大,不利于制备细颗粒APT。当反应时间为20 min、温度为90℃、二氧化碳流量为5 L/min、钨酸铵溶液中三氧化钨质量浓度为200 g/L、氯化铵质量浓度为62 g/L、转速为200 r/min时,该工艺制备的APT费氏(Fsss)粒度为15.5μm、粒度分布窄,其D(90)-D(10)/2D(50)为0.66且形貌完整。与工业上蒸发结晶工艺制备的APT相比,本工艺制备的APT粒度更小且粒度分布更窄,是制备超细钨粉和超细碳化钨粉的良好原料。

关键词：细颗粒仲钨酸铵二氧化碳粒度钨酸铵溶液结晶

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废旧磷酸铁锂与钴酸锂正极材料协同提锂试验研究

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湿法冶金 2025年第2期44卷 143-150页

作者：卢人航蒋春生刘兰进张忠堂严康江西理工大学战略有色金属绿色低碳冶金江西省重点实验室江西赣州341000 江西睿达新能源科技有限公司江西宜春336000

研究了利用废旧磷酸铁锂(LFP)和钴酸锂(LCO)电池正极材料协同浸出锂,通过热力学分析了工艺可行性,考察了各因素对协同浸出的影响,并通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对浸出渣进行了表征。结果表明:在不添加任何氧化剂或还原剂条件下... 详细信息

研究了利用废旧磷酸铁锂(LFP)和钴酸锂(LCO)电池正极材料协同浸出锂,通过热力学分析了工艺可行性,考察了各因素对协同浸出的影响,并通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对浸出渣进行了表征。结果表明:在不添加任何氧化剂或还原剂条件下,LFP与LCO能在酸性体系中协同浸出锂;在硫酸浓度0.7 mol/L、浸出温度40℃、浸出时间60 min、n(LCO)∶n(LFP)=0.5、液固体积质量比10 mL/1 g最佳浸出条件下,废旧电池正极材料中的Li、Co、Fe、P浸出率分别为99.99%、99.99%、48.00%、43.77%。该法可实现在低酸条件下从复杂电池正极材料中回收有价金属的目的,具有一定推广应用价值。

关键词：磷酸铁锂钴酸锂正极材料协同浸出回收锂

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杂多酸离子液体对烟气中SO2的吸附性能

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江西冶金 2025年

作者：周子贤陈佳煌张裕嘉许兰翔刘志楼战略有色金属绿色低碳冶金江西省重点实验室江西理工大学冶金工程学院

有色冶金行业是我国SO2的主要排放源，降低SO2的排放量对有色冶金绿色发展至关重要。本研究以氨基功能化杂多酸离子液体为研究对象，探究在盐酸和乳酸体系下的四甲基胍离子液体（[TMG]Cl和[TMG]L）对SO2的吸附效率，考察四甲基胍磷钼杂... 详细信息

有色冶金行业是我国SO2的主要排放源，降低SO2的排放量对有色冶金绿色发展至关重要。本研究以氨基功能化杂多酸离子液体为研究对象，探究在盐酸和乳酸体系下的四甲基胍离子液体（[TMG]Cl和[TMG]L）对SO2的吸附效率，考察四甲基胍磷钼杂多酸([TMG]3PMo12O40)对脱硫性能的影响。结果表明，[TMG]L对SO2的吸附量高于[TMG]Cl，且升高温度不利于SO2的吸收。添加适量的杂多酸有利于提高[TMG]L的脱硫能力，最佳添加量为0.2 g/g ILs，水和乙醇等溶剂会降低SO2的吸收量。在常压、吸附温度为40 ℃、吸附时间为50 min、杂多酸添加量为0.2 g/g的条件下，[TMG]L离子液体对SO2吸收量达到0.68 g SO2/g 离子液体（ILs）。离子液体吸收SO2达到饱和后，可向其中通入H2S，利用液相克劳斯反应得到易过滤的标准菱形硫磺产物并实现离子液体的再生。制备的杂多酸离子液体经4次循环后对SO2的吸收量保持在0.63 g/g以上。本研究为冶炼烟气中SO2的脱除和高值化利用提供了技术支撑。

关键词：二氧化硫烟气四甲基胍类离子液体克劳斯反应硫磺

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杂多酸离子液体对烟气中二氧化硫的吸附性能

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江西冶金 2025年第2期45卷 161-167,I0003页

作者：周子贤陈佳煌张裕嘉许兰翔刘志楼战略有色金属绿色低碳冶金江西省重点实验室赣州341000 江西理工大学冶金工程学院赣州341000

冶金行业是我国二氧化硫(SO_(2))的主要排放源,降低SO_(2)排放量对冶金行业绿色发展至关重要。本研究以氨基功能化杂多酸离子液体为研究对象,探究在盐酸和乳酸体系下的四甲基胍离子液体([TMG]Cl和[TMG]L)对SO_(2)的吸附效率,考察四甲基... 详细信息

冶金行业是我国二氧化硫(SO_(2))的主要排放源,降低SO_(2)排放量对冶金行业绿色发展至关重要。本研究以氨基功能化杂多酸离子液体为研究对象,探究在盐酸和乳酸体系下的四甲基胍离子液体([TMG]Cl和[TMG]L)对SO_(2)的吸附效率,考察四甲基胍磷钼杂多酸([TMG]3PMo12O40)对脱硫性能的影响。结果表明,[TMG]L对SO_(2)的吸附量高于[TMG]Cl,且升高温度不利于SO_(2)的吸收。添加适量的杂多酸有利于提高[TMG]L的脱硫能力,最佳添加量为0.2 g/g,水和乙醇等溶剂会降低SO_(2)的吸收量。在常压、吸附温度为40℃、吸附时间为50 min、杂多酸添加量为0.2 g/g的条件下,[TMG]L离子液体对SO_(2)吸收量达到0.68 g/g。离子液体吸收SO_(2)达到饱和后,可向其中通入H_(2)S,利用液相克劳斯反应得到易过滤的标准菱形硫磺产物并实现离子液体的再生。制备的杂多酸离子液体经4次循环后对SO_(2)的吸收量保持在0.63 g/g以上。本研究为冶炼烟气中SO_(2)的脱除和高值化利用提供了技术支撑。

关键词：二氧化硫烟气四甲基胍类离子液体克劳斯反应硫磺

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氧化镧在稀土氟化物熔盐体系中的溶解过程

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江西冶金 2025年第2期45卷 97-102页

作者：谭明阳彭栩堃陈淑梅李强廖春发赖晨妍郭宇萍战略有色金属绿色低碳冶金江西省重点实验室赣州341000 江西理工大学冶金工程学院赣州341000

明晰熔盐中氧化镧的溶解过程有助于电解过程电解质的选择和进料速度的控制。本研究采用物相分析与热分析方法探究了La_(2)O_(3)在LiF-LaF_(3)熔盐中的溶解机制,采用透明电解装置对La_(2)O_(3)在熔盐中的溶解过程进行了研究。结果表明,La... 详细信息

明晰熔盐中氧化镧的溶解过程有助于电解过程电解质的选择和进料速度的控制。本研究采用物相分析与热分析方法探究了La_(2)O_(3)在LiF-LaF_(3)熔盐中的溶解机制,采用透明电解装置对La_(2)O_(3)在熔盐中的溶解过程进行了研究。结果表明,La_(2)O_(3)在熔融盐中的溶解包括物理溶解和化学溶解,溶解过程表现为吸热;在LiF-LaF3熔盐中,LiF与LaF_(3)反应生成LaF_(2),La_(2)O_(3)溶解于LiF-LaF_(3)熔盐中会生成LiLaO_(2)和La OF。

关键词：物相分析溶解过程氧化镧 LiF-LaF_(3)熔盐

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油茶壳改性生物质炭脱除冶炼烟气中砷的研究

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能源环境保护 2025年

作者：张裕嘉关利聪周子贤许兰翔刘志楼江西理工大学战略有色金属绿色低碳冶金江西省重点实验室江西理工大学冶金工程学院

有色冶炼烟气被认为是我国最主要的人为砷排放源之一。由于有色冶炼烟气成分复杂，从中高效脱除气态砷仍是一个巨大挑战。基于生物质炭表面富含大量官能团及其对砷的强亲和力，本研究以油茶壳为材料，采用水热法合成了改性生物质炭吸附... 详细信息

有色冶炼烟气被认为是我国最主要的人为砷排放源之一。由于有色冶炼烟气成分复杂，从中高效脱除气态砷仍是一个巨大挑战。基于生物质炭表面富含大量官能团及其对砷的强亲和力，本研究以油茶壳为材料，采用水热法合成了改性生物质炭吸附剂，以期实现气相砷的高效捕获。吸附剂表征研究结果表明，制备的生物质炭呈多孔球形颗粒，具有较大的比表面积（532 m2/g）和发达的微孔结构（0.647 cm3/g），其表面富含大量的C—O和C=O含氧官能团。砷吸附性能研究显示，生物质炭吸附剂的最佳吸附温度为400℃，此时脱砷能力达到16.14 mg/g，优于传统矿物吸附剂。此外，在8 g/kg SO2、10 g/kg HCl和16%CO2浓度下生物质炭吸附剂砷的吸附容量均保持在10 mg/g以上，显示出较强的抗酸性气体中毒能力。进一步的研究表明，冶炼烟气中O2有利于砷的脱除，而H2O对砷的去除有轻微的抑制作用。分析吸附产物发现，在250℃和N2气氛下，吸附产物中砷主要以As5+的形式存在，占总砷比例的62.7%；升高温度和增加O2浓度均会提高吸附产物中As5+的比例，砷的氧化在砷的脱除过程中起着重要的作用。烟气中气态As2O3首先通过物理吸附富集于生物质炭表面，随后被生物质炭表面的含氧官能团氧化为稳定的As2O5。吸附后的生物质炭可通过碱浸法实现循环再生，经过10次循环后，其除砷能力仅下降了30%，证实了油茶壳生物质炭具有良好的脱砷再生性能。本研究结果表明生物质炭在砷污染物控制领域具有优异的工业应用潜力。

关键词：烟气治理砷吸附气态砷生物质炭吸附再生

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锑氧还原熔炼过程有价组元热力学行为研究

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有色金属（冶炼部分） 2024年第12期 17-25页

作者：张忠堂刘兰进蒋春生聂华平王瑞祥徐志峰马保中江西理工大学战略有色金属绿色低碳冶金江西省重点实验室江西赣州341000 离子型稀土资源与环境重点实验室江西赣州341000 江西睿达新能源科技有限公司江西宜春336000 江西应用技术职业学院江西赣州341000 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

以锑氧粉为研究对象,采用热力学软件FactSage计算还原过程各金属氧化物反应趋势、Me-C-O系优势区图及物相平衡分配。结果表明,在一定温度范围内,控制CO分压与O_(2)分压,可促进Sb_(2)O_(3)向金属Sb转化,PbO向金属Pb转化。随着温度的升高... 详细信息

以锑氧粉为研究对象,采用热力学软件FactSage计算还原过程各金属氧化物反应趋势、Me-C-O系优势区图及物相平衡分配。结果表明,在一定温度范围内,控制CO分压与O_(2)分压,可促进Sb_(2)O_(3)向金属Sb转化,PbO向金属Pb转化。随着温度的升高,金属Sb和Pb的稳定存在区域逐渐增大。验证试验表明,在还原温度800℃,还原煤率20%条件下,锑氧还原过程可顺利进行,产出合金品位大于98%,合金收率90%以上。

关键词：锑氧火法冶金还原熔炼热力学

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