检索结果-内蒙古大学图书馆

中国有色金属学报 2023年第2期33卷 577-589页

作者：朱光祥宋静陶东平曲景奎孟龙齐涛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 中国科学院赣江创新研究院赣州341000

氧氯化锆母液中存在较高含量的钪元素,具有较好的回收价值。本文研究对比了不同萃取剂从氧氯化锆废酸母液中提取钪的效果,并探讨了协同萃取机理;结合傅里叶变换红外光谱表征结果,推断了萃取物结构。此外,研究了氢氧化钠作为反萃剂时反... 详细信息

氧氯化锆母液中存在较高含量的钪元素,具有较好的回收价值。本文研究对比了不同萃取剂从氧氯化锆废酸母液中提取钪的效果,并探讨了协同萃取机理;结合傅里叶变换红外光谱表征结果,推断了萃取物结构。此外,研究了氢氧化钠作为反萃剂时反萃钪的工艺。结果表明:P204+TBP组成的萃取体系对钪的萃取具有较好的选择性;在高酸度盐酸体系下,P204+TBP萃取钪的机理为溶剂化作用;采用1%P204+2%TBP+3%异辛醇+煤油为萃取剂,当O/A比为2/3,温度为293 K时,通过三级逆流萃取,钪的萃取率达到99.7%;采用磷酸进行锆的选择性脱除时,锆的脱除率达98.2%。

关键词：锆冶炼废酸萃取溶剂化作用高酸度

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硫酸钠制备碳酸氢钠过程中Na_(2)SO_(4)-NH_(3)-CO_(2)-H_(2)O体系相平衡规律

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化工进展 2024年第3期43卷 1621-1629页

作者：胡洪远张洋张贺东范兵强郑诗礼汤吉海南京工业大学化工学院江苏南京211816 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 郑州中科新兴产业技术研究院河南郑州450000

Na_(2)SO_(4)-NH_(3)-CO_(2)-H_(2)O体系相平衡规律的掌握,对硫酸钠高值利用制备碳酸氢钠过程的工艺优化有重要意义。本文采用等温溶解平衡法在101.3~1099.0kPa下303.15K、323.15K和343.15K时研究了Na_(2)SO_(4)-NH_(3)-CO_(2)-H_(2)O体系以及其子体系Na_(2)SO_(4)-NH_(3)-H_(2)O的液-固相平衡关系,并获得了Na_(2)SO_(4)-NH_(3)-H_(2)O体系以及SO_(4)^(2-)、CO_(3)^(2-)和HCO_(3)^(-)在Na_(2)SO_(4)-NH_(3)-CO_(2)-H_(2)O体系相平衡规律。研究结果表明,Na_(2)SO_(4)-NH_(3)-H_(2)O体系中氨对硫酸钠有强烈盐析作用,当温度低于305.55K时在氨的作用下,体系平衡固相以无水硫酸钠的形式存在。同时硫酸钠氨盐水溶液通入二氧化碳进行碳酸化可促进硫酸钠的溶解。低温、高压有利于促进硫酸钠氨盐水溶液的碳酸化,并提高硫酸钠向碳酸氢钠的转化率。

关键词：硫酸钠相平衡碳酸化氨气碳酸氢钠

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稀土镀层永磁废料色选识别技术研究

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中国科学：技术科学 2024年第11期54卷 2156-2166页

作者：王丽婷陶天一曹宏斌孙峙中国科学院大学化学工程学院北京100049 战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心北京100190 中国科学院化学化工科学数据中心北京100190 北京市过程污染控制工程技术研究中心北京100190

稀土废料具有种类多、成分杂等显著特征,高效分类分级获取低杂质含量的中间物料是提高稀土回收效率、降低全过程碳排放的关键.本研究以最普遍的含镀层稀土永磁废料为对象,系统研究了光强、角度等因素对废料识别效率的影响,进一步提出基... 详细信息

稀土废料具有种类多、成分杂等显著特征,高效分类分级获取低杂质含量的中间物料是提高稀土回收效率、降低全过程碳排放的关键.本研究以最普遍的含镀层稀土永磁废料为对象,系统研究了光强、角度等因素对废料识别效率的影响,进一步提出基于多维度光强动态自主补偿的方法,开发出针对典型稀土废料的限定环境要素的阈值优化算法.研究结果表明,在光强范围82~161 lux内,模型相关系数高达R^(2)=0.97,分选效率可达100%.本研究可以为稀土废料高效分选富集和低碳循环提供新思路.

关键词：稀土永磁废料镀层钕铁硼机器视觉识别循环利用

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二次铝灰硫酸铵焙烧提铝过程机理

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中国有色金属学报 2022年第5期32卷 1418-1429页

作者：雷炳宏刘宏辉张红玲张笛董玉明娄太平徐红彬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 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 中国科学院大学北京100049 东北大学冶金学院沈阳110819

二次铝灰是电解铝工业产生的一种含铝危险废弃物,由于成分复杂,其中的铝资源尚未得到有效利用。通过二次铝灰与硫酸铵混合焙烧形成易浸取的硫酸铝铵,可实现二次铝灰中铝资源的高效回收。本文采用热重−红外联用仪、XRD、SEM和HSC等研究... 详细信息

二次铝灰是电解铝工业产生的一种含铝危险废弃物,由于成分复杂,其中的铝资源尚未得到有效利用。通过二次铝灰与硫酸铵混合焙烧形成易浸取的硫酸铝铵,可实现二次铝灰中铝资源的高效回收。本文采用热重−红外联用仪、XRD、SEM和HSC等研究了二次铝灰与硫酸铵焙烧提铝过程机理。结果表明:二次铝灰中主要含铝物相为Al_(2)O_(3)、AlN、Na_(3)AlF_(6)、Al和NaAl_(11)O_(17),二次铝灰与硫酸铵混合物料的热分解过程可分为六个阶段。在30~215℃阶段,主要为物理水挥发;在215~300℃阶段,(NH_(4))_(2)SO_(4)分解为NH_(4)HSO_(4)并产生NH_(3);在300~337℃阶段,NH_(4)HSO_(4)开始分解为SO_(2)、NH_(3)、H_(2)O;在337~437℃阶段,Al_(2)O_(3)与(NH_(4))_(2)SO_(4)反应生成NH_(4)Al(SO_(4))_(2)并产生NH_(3)、H_(2)O,含量相对较少的含铝物相(Al、AlN和NaAl_(11)O_(17))及氟化物(Na_(3)AlF_(6)、CaF2)逐渐与硫酸铵反应生成相应的硫酸盐;在437~556℃阶段,NH_(4)Al(SO_(4))_(2)分解生成Al_(2)(SO_(4))_(3)、SO_(2)、NH_(3)、H_(2)O;在556~900℃阶段,Al_(2)(SO_(4))_(3)分解生成Al_(2)O_(3)和SO_(2)。因此,二次铝灰硫酸铵焙烧提铝优化温度区间为300~500℃。

关键词：二次铝灰铝资源硫酸铵焙烧过程机理

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钛精矿碳热硫化制备含硫MAX相Ti_(2)SC

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过程工程学报 2023年第10期23卷 1458-1468页

作者：张振乾庞昇丛良伟许有芃李来时吴玉胜王志沈阳工业大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110870 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中国科学院绿色过程与工程重点实验室北京100190

含硫MAX相Ti_(2)SC被认为是很有潜力的高温结构材料及熔盐电解提钛前驱体。但现有制备方法均涉及高值Ti粉、TiC粉及TiS粉的使用,难以实现其规模化应用。本工作以钛精矿为钛源,黄铁矿为硫源,石墨球形尾料为碳源,探索了碳热硫化钛精矿低... 详细信息

含硫MAX相Ti_(2)SC被认为是很有潜力的高温结构材料及熔盐电解提钛前驱体。但现有制备方法均涉及高值Ti粉、TiC粉及TiS粉的使用,难以实现其规模化应用。本工作以钛精矿为钛源,黄铁矿为硫源,石墨球形尾料为碳源,探索了碳热硫化钛精矿低成本制备高纯Ti_(2)SC的可行性。研究了FeTiO_(3)/FeS_(2)/C体系中Ti_(2)SC的形成机理;石墨添加量、烧结温度与烧结时间对产物纯度与形貌的影响规律;高温原位物理分离副产物Fe对提纯过程酸用量减少的实际占比。结果表明,Ti_(2)SC生成的关键反应是FeTiO_(3)碳热还原中间产物Ti_(3)O_(5)在熔融FeS中直接脱氧重构为Ti_(2)SC;石墨添加量27.4wt%的试样经1400℃下烧结4 h及后续酸洗处理,可以得到纯度大于96wt%的Ti_(2)SC;1700℃下的高温烧结可以实现部分副产物Fe与Ti_(2)SC的分离,酸洗提纯过程酸用量减少72.7%。该方法有望实现高纯Ti_(2)SC的规模化制备。

关键词：钛精矿碳热硫化 MAX相 Ti_(2)SC 高纯度原位物理分离

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水热合成SrTi_(x)Zr_(1–x)O_(3)的微观形貌及第一性原理计算

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硅酸盐学报 2024年第6期52卷 2003-2015页

作者：李啸虎张笑妍王楚瑜李卓然郭晶晶干科北京科技大学新材料技术研究院北京100083 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

采用水热合成钙钛矿Sr Ti_(x)Zr_(1–x)O_(3)纳米单晶颗粒,系统研究不同钛/锆比(Ti/Zr,摩尔比)对晶体颗粒物相组成、微观形貌和光响应特征的影响规律。当Ti:Zr摩尔比为1:3和3:1时,颗粒均为六面体形貌;但在Ti/Zr摩尔比为1时,部分颗粒呈... 详细信息

采用水热合成钙钛矿Sr Ti_(x)Zr_(1–x)O_(3)纳米单晶颗粒,系统研究不同钛/锆比(Ti/Zr,摩尔比)对晶体颗粒物相组成、微观形貌和光响应特征的影响规律。当Ti:Zr摩尔比为1:3和3:1时,颗粒均为六面体形貌;但在Ti/Zr摩尔比为1时,部分颗粒呈星状形貌。采用第一性原理计算,获得不同超晶胞构型的能带结构和晶格参数,从理论上阐明了钛/锆比对颗粒形貌变化规律的影响机制,不同晶体构型诱导的异相成核机制,以及原子随机排列产生的晶格畸变,共同导致星状颗粒形貌的形成。随着Ti的摩尔比降低,禁带宽度逐渐增大,这与实验结果相符。

关键词：锆钛酸锶水热法颗粒形貌第一性原理

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红土镍矿加压浸出高压釜结垢机理

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中国有色金属学报 2024年第11期34卷 3766-3774页

作者：赵泽森陈杰王晨晔李会泉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

加压酸浸技术是目前在红土镍矿镍钴提取工业上应用最为广泛的湿法提取技术,具有能耗低、碳排放量少、镍钴回收率高等优点。但在红土镍矿加压酸浸时,高压釜易结垢导致其有效容积减小、釜内流体流型改变、管线堵塞。为了明晰红土镍矿加压... 详细信息

加压酸浸技术是目前在红土镍矿镍钴提取工业上应用最为广泛的湿法提取技术,具有能耗低、碳排放量少、镍钴回收率高等优点。但在红土镍矿加压酸浸时,高压釜易结垢导致其有效容积减小、釜内流体流型改变、管线堵塞。为了明晰红土镍矿加压酸浸高压釜结垢生成机理,本文通过化学分析、MLA矿物自动定量分析系统、扫描电镜等手段对高压釜结垢的矿物组成、主要矿物颗粒、元素赋存状态、嵌布特征和粒度分布等矿物学特征进行了研究。结果表明:高压釜结垢主要以水合硫酸铝为骨架,包裹红土镍矿浸出渣中的赤铁矿、铬铁矿等矿相形成。镍、钴、锰、镁等金属元素通过吸附进入高压釜结垢,其中镍和钴主要是被含铁矿相吸附。

关键词：红土镍矿湿法冶金加压浸出结垢高压釜

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Na_(2)O-TiO_(2)-SiO_(2)-CaO-Al_(2)O_(3)-V2O5-MnO-MgO-FeO渣系渣铁间硫分配比热力学模型

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过程工程学报 2023年第1期23卷 124-135页

作者：尹学杰陈德胜王丽娜赵宏欣甄玉兰齐涛王猛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 中国科学院大学化工学院北京100049 河北中科同创钒钛科技有限公司河北衡水053000

基于离子分子共存理论(IMCT)建立了Na_(2)O-TiO_(2)-SiO_(2)-CaO-Al_(2)O_(3)-V2O5-MnO-MgO-FeO九元渣系的结构单元作用浓度模型和渣铁间硫分配比热力学模型,并对模型进行实验验证。通过模型计算出1200℃下渣系主要结构单元组成和渣中Na... 详细信息

基于离子分子共存理论(IMCT)建立了Na_(2)O-TiO_(2)-SiO_(2)-CaO-Al_(2)O_(3)-V2O5-MnO-MgO-FeO九元渣系的结构单元作用浓度模型和渣铁间硫分配比热力学模型,并对模型进行实验验证。通过模型计算出1200℃下渣系主要结构单元组成和渣中Na_(2)O,CaO,MnO,MgO和FeO的活度,发现Na_(2)O的加入可促进渣中低熔点物质的生成,降低渣系熔化性温度,改善脱硫反应的动力学条件;同时随着Na_(2)O加入量的增加,渣中Na_(2)O和CaO的活度增加,进而降低渣中S2?离子活度,强化渣铁间脱硫反应。实验结果表明,增加碱矿比提高了渣铁间硫分配比,有利于铁水深度脱硫,铁水中硫含量可降至0.0005wt%以下,硫分配比的理论计算值与实验结果吻合极好。渣中各碱性氧化物的硫分配比随碱矿比RN/C增加逐渐增大,各碱性氧化物硫分配比大小为Na_(2)O>CaO>MnO>FeO>MgO。本研究将共存理论模型成功应用到九元复杂渣系渣铁间脱硫反应机理研究,为铁水深度脱硫过程的渣系优化提供了理论依据。

关键词：熔渣结构共存理论硫分配比活度热力学模型钠化熔炼

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碳酸化NaVO溶液分步沉淀NHVO和NaHCO的热力学模拟(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2023年

作者：孟凡成王永超柴鑫刘亚辉王丽娜陈德胜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中国科学院大学化工学院

本文通过热力学模拟，设计了基于调节正钒酸钠溶液的碳酸化以分步沉淀偏钒酸铵和碳酸氢钠的新工艺。首先，利用Bromley-Zemaitis活度系数模型建立了含钒酸盐和碳酸盐的水溶液中V(V)的化学形态模型。然后，进行了常压/高压碳酸化过程热... 详细信息

本文通过热力学模拟，设计了基于调节正钒酸钠溶液的碳酸化以分步沉淀偏钒酸铵和碳酸氢钠的新工艺。首先，利用Bromley-Zemaitis活度系数模型建立了含钒酸盐和碳酸盐的水溶液中V(V)的化学形态模型。然后，进行了常压/高压碳酸化过程热力学平衡计算，以揭示钒、碳、钠和杂质等物种的行为。为了保证钒产品的纯度和收率，正钒酸钠溶液先酸化至pH值为9.3-9.4，然后加入碳酸铵得到偏钒酸铵沉淀。沉钒后溶液深度碳酸化至pH值为7.3-7.5以沉淀碳酸氢钠，剩余溶液返回用于溶解正钒酸钠晶体。最后，验证实验表明溶液中99.1%的钒和91.4%的钠分别以偏钒酸铵和碳酸氢钠的形式得到回收。

关键词：热力学正钒酸钠化学形态模型碳酸化沉钒碳酸氢钠

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煤基固废制备胶凝材料研究进展及应用

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洁净煤技术 2024年第2期30卷 316-330页

作者：常瑞祺张建波李会泉曲江山李少鹏李占兵武文粉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性金属资源绿色循环利用国家工程研究中心北京100090 中国科学院大学化学工程学院北京100049

煤矸石、粉煤灰、气化渣作为煤炭开采—化工转化—燃煤发电等过程产生的固体废弃物,年排放量超过15亿t,综合利用率约60%,主要以低端建工建材消纳为主,市场趋于饱和。随着环保政策趋近,煤基固废的资源化利用新途径开发迫在眉睫。基于煤... 详细信息

煤矸石、粉煤灰、气化渣作为煤炭开采—化工转化—燃煤发电等过程产生的固体废弃物,年排放量超过15亿t,综合利用率约60%,主要以低端建工建材消纳为主,市场趋于饱和。随着环保政策趋近,煤基固废的资源化利用新途径开发迫在眉睫。基于煤基固废具有铝硅酸盐成分、潜在的火山灰活性和特殊的微观结构等胶凝特性,低成本高性能的低碳胶凝材料成为其规模化高值利用的新途径。综述煤基固废胶凝材料的活性激发技术及应用领域。活性激发方面,阐述了物理激发、碱激发和酸激发等活化方式对胶凝材料矿相变化的影响规律和产品性能调控,总结了现有技术的优势和需要解决的问题。应用领域方面,分析了煤基固废胶凝材料在建筑材料、道路修复、环境修复等领域的应用效果。基于上述现状,对煤基固废胶凝材料激发机理研究、组分配比优化、材料环保性能、工程应用推广等未来发展方向进行展望。研究对煤基固废制备胶凝材料具有重要的借鉴意义,为煤基固废规模化利用提供新途径。

关键词：煤基固废胶凝材料活性激发建筑材料道路修复环境修复

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