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LF精炼废渣水热浸出过程中主要矿相的溶解行为

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过程工程学报 2019年第4期19卷 735-741页

作者：何环宇侯巍巍刘虹灵李杨武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室湖北武汉430081 湖北省冶金二次资源工程技术研究中心湖北武汉430081 武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室湖北武汉430081

通过水热浸出实验分别研究了精炼废渣及合成的废渣中2种主要单一矿相12CaO·7Al2O3和2CaO·SiO2的溶解行为,并将二者进行对比分析,探究了LF精炼废渣在水热浸出过程中的溶解行为。结果表明,废渣浸出过程中浸出液的pH>12,且随浸出时间增加... 详细信息

通过水热浸出实验分别研究了精炼废渣及合成的废渣中2种主要单一矿相12CaO·7Al2O3和2CaO·SiO2的溶解行为,并将二者进行对比分析,探究了LF精炼废渣在水热浸出过程中的溶解行为。结果表明,废渣浸出过程中浸出液的pH>12,且随浸出时间增加,电导率和Ca浓度增加,Al浓度急剧下降,Si浓度低于0.1 mg/L且保持不变;12CaO·7Al2O3浸出过程中,随时间增加,浸出液pH值稳定在约11.3,浸出液中Al浓度增加,Ca浓度略微下降。2CaO·SiO2浸出液中主要为Ca^2+,Si浓度低于0.6mg/L;废渣与单一矿相浸出过程的pH值及Al,Si浓度较接近,可以通过单一矿相的溶解行为研究精炼废渣在水热浸出过程中的溶解行为,但废渣浸出液的Al和Si浓度均低于单一矿相,表明废渣中CaO等其它组分溶解抑制了12CaO·7Al2O3和2CaO·SiO2溶解。

关键词：钢包炉精炼废渣主要矿相单一矿相水热浸出溶解行为

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水热浸出LF精炼废渣物化性能研究

武汉科技大学学报 2016年第1期39卷 7-11页

作者：何环宇王杰奇陈振红宋泽宇武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室湖北武汉430081

为降低LF精炼废渣返回冶金过程再利用时有害元素硫的危害,对其进行水热浸出去硫试验。采用ICP电感耦合等离子体质谱仪、X射线衍射仪及扫描电镜结合能谱仪分析LF精炼废渣水热浸出前后的化学成分、物相组成及形貌,同时用离子色谱仪检测浸... 详细信息

为降低LF精炼废渣返回冶金过程再利用时有害元素硫的危害,对其进行水热浸出去硫试验。采用ICP电感耦合等离子体质谱仪、X射线衍射仪及扫描电镜结合能谱仪分析LF精炼废渣水热浸出前后的化学成分、物相组成及形貌,同时用离子色谱仪检测浸出液中硫的存在形式及含量,考察水热浸出处理对废渣物化性质的影响及废渣中硫在浸出体系中的迁移行为。结果表明,水热浸出处理后废渣有效组分不发生明显改变,主要物相仍为3CaO·Al2O3、2CaO·SiO2、12CaO·7Al2O3和CaO,但水热过程中有对应水合产物形成,同时废渣由整体性较好的块状分散成粒状及片状小颗粒,且提高水热处理温度可使浸出渣颗粒尺寸略有减小;废渣中的硫主要以S2-的形式迁移到浸出液中,且提高浸出温度可大大增加硫的迁移量,150℃条件下,废渣水热浸出去硫率可达46.5%。

关键词： LF精炼废渣水热浸出脱硫物相组成硫的迁移

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水热浸出法除废渣中的铬研究

水热浸出法除废渣中的铬研究

作者：黄伟亮东北大学

学位级别：硕士

铬盐是重要的无机化合物之一,是我们国家重点发展的化工原料,广泛应用于电镀、高级合金材料、染织、皮革、催化、香精、陶瓷、防腐、药物等多个领域,涉及我国各类商品品种的10%。我国每年对铬盐的需求量为20多万吨。目前我国大约有40多... 详细信息

铬盐是重要的无机化合物之一,是我们国家重点发展的化工原料,广泛应用于电镀、高级合金材料、染织、皮革、催化、香精、陶瓷、防腐、药物等多个领域,涉及我国各类商品品种的10%。我国每年对铬盐的需求量为20多万吨。目前我国大约有40多家企业直接生产重铬酸盐,平均年生产量超过30万吨,总量位居世界第一位。但每生产1吨铬盐同时就会产生2.5-3吨铬渣,铬渣又是最主要的重金属工业污染源之一。过去的50年当中,有2.2万吨的铬渣排放到自然环境中,其中大部分进入土壤。污染初期时,人们很难觉察到这些重金属废渣在土壤中的积累情况,但土壤一旦被污染上,就很难彻底清除。重金属一般不易随水过滤,也很难被土壤微生物降解,主要形式是吸附在土壤胶体中,积累,再通过植物本身的转移而迁移。最终通过食物链或其它方式转变为毒性更强的物质,对人体产生严重的危害。目前处理铬的方法包括电解还原,螯合提取和植物吸收等,但都有其优点和缺点。本文通过酸化和热处理的结合,试图提高废渣中铬的浸出率,从而达到降低污染,保护环境的目的。主要研究成果如下:(1)水热浸出法单因素实验中,废渣中的铬分别随着时间、温度和酸浓度的提高而大量浸出,但与使用酸的量即液固比没有太大的关系。实验结果可以看出:温度对铬的浸出率影响最大,液固比对铬的浸出率影响最小。(2)对时间、温度、酸浓度和液固比四种因素进行水热浸出的正交试验,通过因素水平之间的搭配观察铬的浸出率,分析各个因素对试验的影响,不同因素之间是否存在交互作用进行分析。得出时间、温度、浓度的影响为高度显著,液固比为不显著,各因素之间的交互作用为不显著。水热最优的浸出条件为12h,180℃,10 mol/L和12.5:1的液固比,该条件下铬的浸出率为85.1%。(3)安排四因素的对照试验,研究常压条件下,四因素对铬浸出率的影响。得出的影响结果分别为:温度高度显著,时间有一定影响,浓度与液固比不显著。常压最优的浸出条件为12 h,90℃,7 mol/L和5:1的液固比,该条件下铬的浸出率为18.4%。(4)在最优条件下,对水热浸出后的废渣进行了二次浸出。铬的二次总浸出率为96.5%。较一次浸出率85.1%提升了 11.4%。(5)对水热浸出后的废液进行除杂,回收等处理。给出了废液处理回收的流程,从以实现对铬渣的回收再利用。

关键词：铬污染水热浸出酸化热处理正交试验最优条件铬回收

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脱硫废渣水热浸出去硫过程热力学及试验研究

脱硫废渣水热浸出去硫过程热力学及试验研究

作者：王杰奇武汉科技大学

学位级别：硕士

脱硫废渣中较高的硫含量阻碍了废渣的循环利用,水热浸出法可有效降低脱硫废渣中硫含量,研究脱硫废渣浸出过程热力学及废渣主要组分和硫的溶解行为对废渣资源再生利用具有重要意义。本文针对脱硫废渣水热浸出去硫反应、浸出体系中多组分... 详细信息

脱硫废渣中较高的硫含量阻碍了废渣的循环利用,水热浸出法可有效降低脱硫废渣中硫含量,研究脱硫废渣浸出过程热力学及废渣主要组分和硫的溶解行为对废渣资源再生利用具有重要意义。本文针对脱硫废渣水热浸出去硫反应、浸出体系中多组分溶解平衡规律及对硫浸出的影响、浸出过程中浸出液和废渣物化性质变化等问题,研究了脱硫废渣水热浸出过程的Eh-pH图变化趋势及浸出体系中组分的溶解平衡规律,并进行了脱硫废渣水热浸出去硫试验。通过对Ca-S-HO系Eh-pH图的研究表明,Ca-S-HO系Eh-pH图分为10个稳定平衡区,标态下废渣的浸出反应可自发进行,废渣中硫可通过S、HS、HS、S、SO等形式去除,升高温度促进了HS-生成S和HS,同时HS、HS-和S更易被氧化为单质硫或直接氧化成SO。随着氧压增大,S被氧化为SO的趋势增大。减小组分活度,单质S更易通过氧化还原反应转变为其他离子存在形式,同时Ca(OH)易溶解产生Ca。脱硫废渣水热浸出体系多组分的lg[Me]-pH图表明,CaS(s)易溶解,pH>11.4时CaS(s)会溶解生成Ca(OH)(s),理论上浸出去硫可行。CaSO(s)溶解度总小于CaS(s)且难溶解,废渣被氧化则不利于硫的浸出,但控制pH>12.3,CaSO(s)会逐渐溶解转化为Ca(OH)(s);Al2(SO)3(s)易溶解,体系中Al很难与浸出液中硫形成沉淀。脱硫废渣水热浸出去硫试验结果表明,浸出液pH随时间增加而上升并稳定在12左右,浸出液Ca含量很高而Al含量很低,S浓度呈上升趋势,废渣中含Al组分对硫的浸出影响不大,水热法浸出去硫具有较好的效果。浸出去硫后废渣的有效组分不发生明显改变,主要物相仍为3CaO×AlO、2CaO×SiO、12CaO×7AlO和CaO,但水热过程有对应水合产物形成,同时废渣由整体性较好的块状分散成粒状及片状小颗粒,且提高水热处理温度可使浸出渣颗粒尺寸略有减小。

关键词：脱硫废渣水热浸出去硫反应多组分溶解

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钢包炉废渣水热浸出去硫反应机理研究

武汉科技大学学报 2010年第1期33卷 6-9页

作者：何环宇曾昭志刘吉刚徐斌成日金武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室湖北武汉430081 攀枝花钢铁(集团)公司四川攀枝花617067

采用水热法对钢包炉废渣中硫进行浸出去除,并分析其浸出机理和热力学影响因素。钢包炉废渣中的硫在水热浸出处理过程中是以S2-形式进入浸出液中,与水离解出的H+结合先形成HS-,而后进一步形成H2S,最终达到将废渣中硫浸出去除的目的。废... 详细信息

采用水热法对钢包炉废渣中硫进行浸出去除,并分析其浸出机理和热力学影响因素。钢包炉废渣中的硫在水热浸出处理过程中是以S2-形式进入浸出液中,与水离解出的H+结合先形成HS-,而后进一步形成H2S,最终达到将废渣中硫浸出去除的目的。废渣中硫的水热浸出过程为吸热反应,ΔrHθ=29 570 J/mol,标态下温度T>450 K时,反应能自发进行,提高温度有利于硫的浸出。影响浸出过程的热力学因素有温度和硫化氢分压。T浸出主要受温度的影响;T>850 K时,硫的浸出主要受硫化氢分压的影响。本实验温度条件下,温度为浸出过程的主要热力学影响因素。

关键词：钢包炉废渣硫水热浸出

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钒渣焙烧-水热碱浸提钒

过程工程学报 2014年第5期14卷 763-769页

作者：刘继鑫李兰杰郑诗礼王少娜杜浩谢海云昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093 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 承德钢铁集团河北承德067102

实验研究了不同条件下钒渣焙烧与NaOH溶液水热浸出对钒浸出率的影响,并分析了过程机理.结果表明,焙烧温度达700℃以上可实现钒铁尖晶石的氧化分解,850℃焙烧2 h是钒渣空白焙烧的最佳条件,浸出的最佳条件是反应温度180℃、钒渣粒度小于74... 详细信息

实验研究了不同条件下钒渣焙烧与NaOH溶液水热浸出对钒浸出率的影响,并分析了过程机理.结果表明,焙烧温度达700℃以上可实现钒铁尖晶石的氧化分解,850℃焙烧2 h是钒渣空白焙烧的最佳条件,浸出的最佳条件是反应温度180℃、钒渣粒度小于74μm、反应时间2 h、液固比5 L/g、碱浓度30%(ω)、搅拌速度500 r/min.该条件下钒浸出率达95%以上,无有害气体产生.

关键词：钒渣焙烧水热浸出钒浸出率 NaOH

高钛型高炉渣中Ca、Mg、Al元素浸出特性研究

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钢铁钒钛 2023年第4期44卷 18-24页

作者：皇甫林姜洋邱正秋王奎攀钢集团研究院有限公司钒钛资源综合利用国家重点实验室四川攀枝花617000 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司先进功能材料研究所四川成都610305

为了充分利用高钛型高炉渣中的价值元素,通过对其理化性质进行分析,提出采用盐酸水热浸出的方式分离出高钛型高炉渣中Ca、Mg元素,重点考察了反应条件参数对高钛型高炉渣中元素浸出特性的影响。试验结果显示,随着盐酸浓度、盐酸量、反应... 详细信息

为了充分利用高钛型高炉渣中的价值元素,通过对其理化性质进行分析,提出采用盐酸水热浸出的方式分离出高钛型高炉渣中Ca、Mg元素,重点考察了反应条件参数对高钛型高炉渣中元素浸出特性的影响。试验结果显示,随着盐酸浓度、盐酸量、反应温度和反应时间的增加,高钛型高炉渣中Ca、Mg、Al元素浸出率均呈上升趋势。其中,Mg、Al元素浸出率在高于95%后基本保持稳定,而Ca元素浸出率最高可接近100%。在盐酸浓度为4 mol/L、盐酸量为理论计算可完全溶解高钛型高炉渣中Ca、Mg、Al元素的1.5倍、反应温度为150℃、反应时间为10 h的条件下,可使高钛型高炉渣中Ca、Mg元素完全解离,浸出残渣中MgO、CaO含量均在1%以下,而TiO2、SiO2、Al2O3总含量则高于95%,可满足制备多孔吸附材料的要求。该研究成果有望为高钛型高炉渣的资源化高效利用提供数据支撑。

关键词：高钛型高炉渣资源化利用盐酸水热浸出多孔吸附材料

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从废催化剂中综合提取钒和钼

稀有金属 2006年第5期30卷 711-714页

作者：胡建锋朱云胡汉昆明理工大学材料与冶金工程学院云南昆明650093

用X射线衍射分析了石油精炼废催化剂的性质,用脱油-自然氧化-水热浸出钒和钼-苛性钠水热浸出氧化铝的工艺研究了浸出剂、温度、时间、粒度对浸出率的影响。试验表明:碳酸钠明显优于氢氧化钠。碳酸钠溶液浸出废催化剂中钒和钼时,浸出率... 详细信息

用X射线衍射分析了石油精炼废催化剂的性质,用脱油-自然氧化-水热浸出钒和钼-苛性钠水热浸出氧化铝的工艺研究了浸出剂、温度、时间、粒度对浸出率的影响。试验表明:碳酸钠明显优于氢氧化钠。碳酸钠溶液浸出废催化剂中钒和钼时,浸出率与温度、时间、粒度均成正相关关系,其中以温度对浸出率的影响最大。碳酸钠浓度对钒的浸出率影响明显,而对钼的浸出率几乎没有影响。取碳酸钠浓度125 g.L-1,亚硝酸钠浓度62.5 g.L-1,废催化剂粒度0.12 mm,温度150℃,水热浸出1 h,钒、q钼的一次浸出率均达到90%以上。

关键词：废催化剂钒钼镍水热浸出

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从砷碱渣中浸出砷的试验研究

湿法冶金 2014年第5期33卷 371-374页

作者：韦岩松杨宗朝河池学院广西宜州546300

研究了以水热浸出法和硫酸浸出法从砷碱渣中浸出砷,考察了浸出时间、浸出温度、液固体积质量比及硫酸浓度对砷浸出率的影响。试验结果表明:相同条件下,水热浸出效果明显优于硫酸浸出效果;水热浸出时,各因素对砷浸出率的影响顺序为浸出时... 详细信息

研究了以水热浸出法和硫酸浸出法从砷碱渣中浸出砷,考察了浸出时间、浸出温度、液固体积质量比及硫酸浓度对砷浸出率的影响。试验结果表明:相同条件下,水热浸出效果明显优于硫酸浸出效果;水热浸出时,各因素对砷浸出率的影响顺序为浸出时间>浸出温度>液固体积质量比,而硫酸浸出时,各因素的影响顺序为液固体积质量比>硫酸浓度>浸出温度>浸出时间;在浸出时间30min、浸出温度40℃、液固体积质量比12∶1条件下,砷的水热浸出率为78.12%。

关键词：砷碱渣水热浸出硫酸浸出砷