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从铜冶炼烟尘中氧压浸出有价金属试验研究

湿法冶金 2022年第6期41卷 498-501,508页

作者：郭冬冬秦庆伟陈荣升汤海波曾素琴徐文俊王明细武汉科技大学钢铁冶金及资源利用教育部重点实验室湖北武汉430081 湖北大江环保科技股份有限公司湖北黄石435005

研究了用硫酸体系从铜冶炼烟尘中氧压浸出有价金属Cu、Zn、In,考察了氧分压、温度、反应时间、初始酸度、液固体积质量比和搅拌速度对Cu、Zn、In浸出率的影响。结果表明:在氧分压0.8 MPa、温度130℃、反应时间2 h、初始硫酸质量浓度120 ... 详细信息

研究了用硫酸体系从铜冶炼烟尘中氧压浸出有价金属Cu、Zn、In,考察了氧分压、温度、反应时间、初始酸度、液固体积质量比和搅拌速度对Cu、Zn、In浸出率的影响。结果表明:在氧分压0.8 MPa、温度130℃、反应时间2 h、初始硫酸质量浓度120 g/L、液固体积质量比5/1、搅拌速度500 r/min条件下,Cu、Zn和In浸出率分别为96.35%、98.38%和92.40%,有价金属浸出效果较好。

关键词：铜冶炼烟尘有价金属氧压浸出

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从金矿石焙烧烟尘中酸浸铁试验研究

湿法冶金 2022年第3期41卷 191-194页

作者：雷占昌范志平马福宝费发源李学莲青海省核工业检测试验中心青海西宁810003

研究了用硫酸从金矿石焙烧烟尘中浸出铁,考察了液固体积质量比、温度及时间对浸出过程中铁浸出率的影响。结果表明:在液固体积质量比1.6 L/1 kg、90℃下,用硫酸(1+1)浸出120 min,铁浸出率达97.4%;缩核模型对浸出反应动力学的分析结果表... 详细信息

研究了用硫酸从金矿石焙烧烟尘中浸出铁,考察了液固体积质量比、温度及时间对浸出过程中铁浸出率的影响。结果表明:在液固体积质量比1.6 L/1 kg、90℃下,用硫酸(1+1)浸出120 min,铁浸出率达97.4%;缩核模型对浸出反应动力学的分析结果表明,酸浸过程受表面反应-内扩散共同控制,反应活化能为24.61 kJ/mol。

关键词：难处理金矿烟尘硫酸浸出铁动力学

玉米秸秆烟尘中正构脂肪酸的分子与碳同位素组成

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环境科学 2016年第11期37卷 4156-4161页

作者：刘刚孙丽娜徐慧李久海李中平李立武南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京210044 中国科学院地质与地球物理研究所兰州油气资源研究中心兰州730000

在模拟的明火燃烧和闷烧条件下对4种玉米秸秆进行了焚烧试验,用GC/MS和GC/C/IRMS分别测定烟尘中正构脂肪酸的分子与碳同位素组成.结果表明,在明火烟尘中正构脂肪酸由C7~C_(34)组成,其平均总含量为13 895.0 mg·kg-1.其低碳数(≤C_(16))... 详细信息

在模拟的明火燃烧和闷烧条件下对4种玉米秸秆进行了焚烧试验,用GC/MS和GC/C/IRMS分别测定烟尘中正构脂肪酸的分子与碳同位素组成.结果表明,在明火烟尘中正构脂肪酸由C7~C_(34)组成,其平均总含量为13 895.0 mg·kg-1.其低碳数(≤C_(16))与高碳数(>C_(16))正构脂肪酸的含量比(L/H)平均值为1.1.C_(18)/C_(16)、C_(24)/C_(16)、C_(24)/C_(18)、C_(24)/(C_(22)+C_(26))(CAR)的平均值分别为0.33、0.17、0.50、1.2.正构脂肪酸单体表现出以C_(16)、C_(24)为主、次峰碳数的双峰式分布模式.其碳优势指数(CPI)的平均值为4.5.在闷烧烟尘中正构脂肪酸由C_6~C_(34)组成,其平均总含量为50 183.7 mg·kg-1.L/H、C_(18)/C_(16)、C_(24)/C_(16)、C_(24)/C_(18)、CAR的平均值分别为1.3、0.33、0.20、0.60、1.6.也具有与明火烟尘相同的分布模式.其CPI的平均值为6.1.明火烟尘中C_(14)~C_(26)单体的δ^(13)C平均值在-21.0‰^-24.8‰之间变化,总平均值为-23.5‰.该值与玉米秸秆中对应值之差(Δ^(13)C)达-0.7‰.闷烧烟尘中C_(14)~C_(26)单体δ^(13)C平均值的变化范围为-21.8‰^-25.4‰,总平均值为-23.3‰.其Δ^(13)C值达-0.5‰.与玉米秸秆相比,两种烟尘中正构脂肪酸的分子组成和碳同位素组成均发生了明显的改变.L/H、C_(24)/C_(16)、C_(24)/C_(18)、CAR、δ^(13)C等指标可用于识别大气气溶胶中玉米秸秆燃烧来源的正构脂肪酸.

关键词：玉米秸烟尘正构脂肪酸分子组成碳同位素

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树木模拟燃烧排放烟尘中水溶性离子的组成

环境科学 2016年第10期37卷 3737-3742页

作者：刘刚黄柯李久海徐慧南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京210044

模拟林火中生物质的两种燃烧方式,明燃和闷燃,对10种乔木的干树枝和绿树枝进行室内燃烧试验,测定了排放烟尘中的水溶性离子.结果表明,干树枝明燃烟尘中水溶性离子的平均总含量为(28.88±17.54)g·kg^(-1).SO_4^(2-)、Cl^-、K^+是主要组... 详细信息

模拟林火中生物质的两种燃烧方式,明燃和闷燃,对10种乔木的干树枝和绿树枝进行室内燃烧试验,测定了排放烟尘中的水溶性离子.结果表明,干树枝明燃烟尘中水溶性离子的平均总含量为(28.88±17.54)g·kg^(-1).SO_4^(2-)、Cl^-、K^+是主要组分,其平均排放因子为101.0~118.2 mg·kg^(-1).干树枝闷烧烟尘中水溶性离子的平均总含量为(6.38±2.79)g·kg^(-1).Na^+、SO_4^(2-)、K^+、Cl^-是主要组分,其平均排放因子为101.1~245.7 mg·kg^(-1).绿树枝明燃烟尘中水溶性离子的平均总含量为(22.13±13.52)g·kg^(-1).SO_4^(2-)、Cl^-、K^+是主要组分,其平均排放因子为136.4~197.6 mg·kg^(-1).绿树枝闷燃烟尘中水溶性离子的平均总含量为(15.71±19.09)g·kg^(-1).Cl^-、SO_4^(2-)、Na^+是主要成分,其平均排放因子为298.6~869.1 mg·kg^(-1).两类树枝在每种燃烧条件下产生的烟尘中,Cl^-与K^+的含量均显著正相关.干树枝闷烧时Cl^-的排放因子与含水率显著正相关.燃烧条件、树种及含水率均对森林生物质烟尘中水溶性离子的组成及排放因子有明显的影响.这对估算大气中林火来源的污染物有参考意义.

关键词：树枝燃烧水溶性离子烟尘排放因子

基于气-固两相流的隧道烟尘运移机制及控制技术研究

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基于气-固两相流的隧道烟尘运移机制及控制技术研究

作者：钟宜宏重庆交通大学

学位级别：硕士

随着交通建设的发展,各种长大型隧道越来越多,在使用大型器械进行隧道挖掘时或者采用炸药进行掌子面爆破过程中,都会产生大量粉尘分布在隧道环境中,长期处于粉尘浓度较高的施工环境中,易导致工人患上尘肺病等呼吸性常见职业病。同时,隧... 详细信息

随着交通建设的发展,各种长大型隧道越来越多,在使用大型器械进行隧道挖掘时或者采用炸药进行掌子面爆破过程中,都会产生大量粉尘分布在隧道环境中,长期处于粉尘浓度较高的施工环境中,易导致工人患上尘肺病等呼吸性常见职业病。同时,隧道爆破还会产生大量CO等有害气体(与粉尘合称烟尘),这更加重污染了隧道工作区域内的工作环境,不利于职业人员的身体健康。因此,研究隧道内烟尘的运移机制,提出有效控制烟尘浓度、净化隧道环境的控制技术是隧道工程安全开展的重中之重。本文基于气-固两相流理论,通过理论研究、模型试验、现场监测以及数值模拟等研究手段,研究了基于气-固两相流的隧道烟尘运移机制及控制技术,论文研究成果如下:(1)基于气-固两相流理论,分析了隧道内烟尘扩散机理,建立了CO和粉尘的控制方程,分析了CO及粉尘在隧道空间内所受作用力,并以此构建了烟尘在隧道空间内的受力平衡方程。基于污染物运移扩散理论,建立了隧道内CO运移扩散数学模型,并介绍了CO初始浓度的计算方法;基于粉尘湍流扩散理论,构建了隧道内粉尘运移扩散的数学模型,提出了隧道内粉尘浓度的简化计算方法,并通过数值模拟的方式对计算结果有效性进行了验证。(2)采用自主研发的隧道粉尘运移扩散规律研究模型试验装置,模拟了爆破后通风条件下不同粒径粉尘颗粒的运移及扩散规律试验研究以及隧道爆破后加湿的除尘效果试验研究。结合python-openCV粉尘颗粒粒径识别工具对隧道“爆破”后模型内不同位置处的粉尘颗粒粒径进行识别,研究得出:不同粒径粉尘颗粒受风流和回流作用运移扩散规律不同,大粒径(50-100μm)粉尘易于集中在掌子面附近区域范围内,小粒径(1-10μm)粉尘在隧道内悬浮时间较长、扩散距离较远且不易沉降;通过对比隧道爆破后加湿前后粉尘浓度得出,水雾的加入会使粉尘颗粒聚集成团,扩散距离大大降低,增加湿度值能够有效降低粉尘浓度。(3)采用Fluent数值模拟软件建立了鸡鸣隧道通风现场模型,结合现场风速监测验证了数值模拟的有效性,进而探究了隧道内粉尘及CO的运移及分布规律,最后通过响应面法分析了三个通风参数对降低烟尘浓度结果的显著性,研究发现:隧道内风流流场分布极为紊乱,涡流是导致隧道流场分布不规律的主要影响因素之一,鸡鸣隧道内风流流以距离掌子面的不同距离可以划分为涡流区、涡流影响区、稳定区。爆破后通风初期,隧道平面上的CO浓度呈现出“燕尾状”分布,掌子面区域的CO浓度高于炮烟抛掷区外的CO浓度。CO的运移呈现“平移”和“扩散”两种运动方式,靠近隧道壁面上的CO浓度稀释速度快于隧道中部CO浓度稀释速度;小粒径粉尘颗粒具有停留时间长、不易沉降的特点,不同粒径粉尘在隧道内的扩散速度和扩散范围不一致,粒径较小的粉尘颗粒分散程度更高且扩散的范围更快,粒径较大颗粒分布较为集中且运动受回流主导,跟随回流逐步排出隧道。隧道内烟尘的扩散受风流主导,远离风筒侧的烟尘浓度要高于靠进风筒侧的烟尘浓度,CO的扩散速度整体上而言要快于粉尘的扩散速度,在通风360s后烟尘基本排出隧道;通过建立CO及粉尘浓度的Box-Benhnken响应面模型,通过分析各影响因素的响应曲面得到相同通风时间内CO及粉尘浓度方差结果,并基于响应面分析结果提出了最优的通风参数,通过数值模拟验证了最优通风参数的有效性。(4)依托MATLAB App Designer软件设计工具,设计开发了一套适用于隧道通风设计的智能通风系统,共搭载了通风系统设计、污染物浓度预测、污染物浓度监测以及智能通风装置控制系统等四大功能模块,以鸡鸣隧道工程为例展示了软件功能的实现效果;本文还设计提出了“一种跟随式隧道内有害气体抽排系统与抽排方法”(CN113982668A),通过数值模拟验证了该方法中可跟随式装置有害气体抽排装置在隧道内的应用效果,研究结果表明:可跟随式隧道有害气体抽排装置会使隧道掌子面附近流场更加紊乱,同时能够加速粉尘及CO的排出,加入可跟随式隧道有害气体抽排装置后在掌子面附近CO浓度变化趋势呈现单指数函数变化。

关键词：隧道通风烟尘运移机制模型试验数值模拟

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隧道钻爆法施工中烟尘的去除方法研究

隧道钻爆法施工中烟尘的去除方法研究

作者：刘祝平湖南大学

学位级别：硕士

在基础设施建设快速发展的同时,当代资源和环境问题也日益突出,给地球增加了严重的负担,向人类提出了严峻的挑战。隧道掘进在采用钻爆法施工过程中,炸药爆破、出渣、喷射混凝土等工序都导致大量粉尘颗粒和有害气体等污染物质的产生。这... 详细信息

在基础设施建设快速发展的同时,当代资源和环境问题也日益突出,给地球增加了严重的负担,向人类提出了严峻的挑战。隧道掘进在采用钻爆法施工过程中,炸药爆破、出渣、喷射混凝土等工序都导致大量粉尘颗粒和有害气体等污染物质的产生。这些污染物质对现场作业人员的身心健康产生了危害,长期在这种环境中工作的人员可能会因为吸收过多粉尘而导致内脏器官的损害,也可能会因为吸收过多的有害气体导致心血管功能的缺失。因此,开展隧道钻爆法施工中掌子面附近烟、尘(即粉尘和有害气体)的去除研究,是改善隧道空气质量、促进各工序衔接、保护作业人员身心健康和机械设备财产安全的重要途经。本文的主要研究内容如下:(1)对隧道钻爆法施工过程中的粉尘和有害气体(主要是指NO、NO和CO)的产生机理进行了总结;对粉尘和有害气体对人体健康和施工产生的影响进行了分析,并研究了粉尘和有害气体的去除机理;对国内外除尘除害的研究进展进行了综述;(2)通过文献调研选取了6种化学试剂,并对每种(浓度)试剂添加了定量的化学助剂,对添加助剂后的不同(浓度)试剂进行了润湿性能和表面张力测量、分析;结合经济、环保、实用的原则,选取合适的浓度进行下一步的研究探讨;(3)对不同(浓度)试剂对粉尘和有害气体NO、NO和CO的去除效果进行了实验研究,对不同(浓度)试剂的除尘除害效率进行了分析与讨论;对本除尘除害方法的经济和社会效益进行了分析;最终确定了两种对粉尘和有害气体去除效率高、环保无害、经济的最优(浓度)试剂;(4)以张万高铁高家坪隧道为原型,建立了5:1的小尺寸隧道模型。验证了2种最优(浓度)试剂在小尺寸隧道模型中对粉尘和有害气体NO、NO和CO的去除效果,并与清水去除效果进行了比较。结果表明将试剂A-3‰和试剂C-3‰应用于喷雾除尘系统中,能够对掌子面附近的粉尘和有害气体起到很好的抑制和消除作用。

关键词：隧道施工钻爆法烟尘除尘剂小尺寸隧道

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铜富氧侧吹熔池熔炼烟尘处理工艺研究

铜富氧侧吹熔池熔炼烟尘处理工艺研究

作者：张家润中南大学

学位级别：硕士

铜火法冶炼,特别是造锍熔炼中,产生大量烟尘。随着复杂高砷铜精矿的增多,将砷从烟尘中开路,是冶炼行业亟须解决的问题;同时,烟尘中含有大量有价金属铜、锌、铅等,具有较高回收价值。因此,本文以铜富氧侧吹熔池熔炼烟尘为对象,探究了一... 详细信息

铜火法冶炼,特别是造锍熔炼中,产生大量烟尘。随着复杂高砷铜精矿的增多,将砷从烟尘中开路,是冶炼行业亟须解决的问题;同时,烟尘中含有大量有价金属铜、锌、铅等,具有较高回收价值。因此,本文以铜富氧侧吹熔池熔炼烟尘为对象,探究了一种烟尘与硫化砷渣协同处理的新工艺。采用硫酸浸出-硫化沉铜-氧压沉砷,实现了砷的脱除固化并同时回收有价金属。得到以下结论:(1)以稀硫酸为浸出剂,研究了不同条件下常压酸浸烟尘脱砷、锌、铜等元素的优化方案。在初始硫酸浓度0.5 mol/L、温度50℃、时间3 h、液固比7:1 m L/g的条件下,As、Cu、Zn、Cd、Fe、Sb的浸出率分别为95.21%、87.23%、93.07%、90.76%、18.44%、18.29%,铜浸出率偏低的原因主要是CuS未浸出。酸浸渣主要物相为PbSO以及少量ZnS、ZnFeO、FeO、CuS、PbS,可作为炼铅原料。(2)基于K(AsS)>K(CuS),采用硫化砷渣置换酸浸液中的铜,揭示了不同条件下酸浸液沉铜过程的作用机制。在S/Cu摩尔比1.2、时间1 h、温度120℃、初始pH值0.8、搅拌速度1000 r/min的条件下,酸浸液中Cu、Zn、Cd、Fe、Sb沉淀率分别为97.39%、0.65%、2.04%、2.59%、46.31%。沉铜渣中主要物相为CuS和S,含As、Cu(wt.%)分别为1.57%、50.47%,可返回铜熔炼系统。(3)以硫酸亚铁为铁源,探明了不同条件下Fe(Ⅱ)/O协同氧化沉砷的调控规律。在Fe/As摩尔比1.1、时间2 h、温度150℃、氧分压1.0 MPa、初始pH值0.85的条件下,沉铜后液中As(Ⅲ)氧化率为98.73%,脱砷率为96.77%,沉砷渣为“山梅”状的斜方晶系臭葱石。沉砷渣TCLP毒性浸出实验中砷的浸出浓度为0.17 mg/L,其它金属浸出浓度均达到安全堆存要求。脱砷后液含Zn达到21.76 g/L,可作为制备硫酸锌或炼锌原料。图69幅,表30个,参考文献88篇

关键词：烟尘酸浸硫化砷渣臭葱石

电子废料熔炼烟尘中卤素与有价金属全湿法回收工艺研究

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电子废料熔炼烟尘中卤素与有价金属全湿法回收工艺研究

作者：张怡旺中南大学

学位级别：硕士

电子废料(WEEE)富含铜等有价金属,是一类重要城市矿产资源,火法熔炼是WEEE高效处理优选工艺。而WEEE中卤素与有机质对有价金属反应行为影响显著,铜、锌、铅、锡、金、银等多种有价金属易与溴等卤素富集于冶炼烟尘。本论文基于同时平衡原... 详细信息

电子废料(WEEE)富含铜等有价金属,是一类重要城市矿产资源,火法熔炼是WEEE高效处理优选工艺。而WEEE中卤素与有机质对有价金属反应行为影响显著,铜、锌、铅、锡、金、银等多种有价金属易与溴等卤素富集于冶炼烟尘。本论文基于同时平衡原理,分析了电子废料熔炼烟尘湿法处理过程中可能涉及到的Me-Br-SO-HO、Me-SO-HO多个沉淀-溶解平衡体系,提出了“弱碱性浸出溴-弱酸性浸出锌-浸出渣返回熔炼或进一步湿法回收铅锡”的工艺流程,并开展了实验研究,所得主要研究结果如下:(1)热力学分析发现在碱性条件下可完成脱溴过程,且在p H为8-10之间脱溴最合理,有价金属几乎无损失,而溴以Br的形式进入到浸出液中。实验发现碳酸钠与氢氧化钠均能完成脱溴过程,在碳酸钠作添加剂、温度60℃、终点p H值8.1、反应时间1h、液固比5:1 m L/g的条件下,溴的脱除率可达93.3%。(2)热力学计算结果表明脱溴烟尘中的锌存在以Zn形态单独进入溶液的p H区间。实验发现低温有利于脱溴烟尘中锌的选择性浸出,在反应温度20℃、反应终点p H值5.1、反应时间1h、液固比8:1m L/g时Zn的浸出率可达80.1%,而Cu仅损失2.6%。(3)热力学上二氧化碳分步沉淀铅锡过程中铅的沉淀反应更易发生,铅锡沉淀反应的发生机制均倾向于溶液稳定性破坏机制。初步探究并验证了二氧化碳分步沉淀富铅锡溶液中铅锡的可行性。在20℃、二氧化碳通入速率25m L/min、空气通入速率1L/min、铅锡质量浓度比为72:1、终点p H为12.6条件下铅沉淀率为91.7%而锡沉淀率仅为6.3%。图34幅,表12个,参考文献118篇

关键词：电子废料烟尘脱溴热力学计算综合回收

湿法脱硫运行优化及协同脱除烟尘、SO3研究

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湿法脱硫运行优化及协同脱除烟尘、SO3研究

作者：李沙浙江大学

学位级别：硕士

近年来由于大气环境的严峻形势,我国出台了燃煤电厂烟气污染物超低排放要求,燃煤电厂开展了大规模超低排放改造,其中脱硫系统经超低排放改造后,虽然SO排放浓度能够满足超低排放限值要求,但运行成本显著增加,如何在SO浓度达标排放前提下... 详细信息

近年来由于大气环境的严峻形势,我国出台了燃煤电厂烟气污染物超低排放要求,燃煤电厂开展了大规模超低排放改造,其中脱硫系统经超低排放改造后,虽然SO排放浓度能够满足超低排放限值要求,但运行成本显著增加,如何在SO浓度达标排放前提下,降低运行成本,提高机组经济性,对煤电企业节能减排具有重要的现实意义。此外湿法脱硫在脱除SO的同时,能够协同脱除烟气中部分烟尘和SO,研究塔内协同脱除烟尘、SO的特性,可为更好的控制烟尘和SO排放提供技术支撑。首先,运用随机森林和粒子群算法对脱硫系统特征参数进行筛选,得到了由原烟气SO浓度、原烟气烟尘浓度、p H等11个参数组成最优的特征子集,将其作为模型输入参数运用随机森林、支持向量机、BP神经网络和高斯过程回归建立了净烟气SO浓度预测模型,四种模型的δ分别为1.09mg/m、1.17mg/m、1.29mg/m和0.93mg/m;δ分别为8.76%、8.63%、11.35%和7.61%,得出高斯过程回归模型相比其他模型有更好的鲁棒性和预测精度。在此基础上进一步采用现场实测数据对高斯过程回归预测模型进行了验证,各工况实测值与预测值误差的绝对值不大于0.1mg/m,证明了模型泛化能力较强、稳定性较高。其次,建立了湿法脱硫装置的简化成本模型,结合高斯过程回归建立的净烟气SO浓度预测模型,运用PSO算法对湿法脱硫系统中可调运行参数进行优化,编制了不同SO负荷工况下优化运行方式谱图,研究结果可为不同SO负荷工况下的节能运行提供指导。最后,对已完成超低排放改造的50台湿法脱硫机组进行现场试验,结果表明湿法脱硫协同脱除烟尘效率在52.9～89.5%,均值为77.7%,双塔比单塔脱除效率约高6.0%;湿法脱硫协同脱除SO效率在34.8～74.3%,均值为53.4%,双塔比单塔脱除效率约高9.1%。湿法脱硫运行优化过程中调整浆液p H值对塔内烟尘、SO的脱除效率基本无影响。

关键词：湿法脱硫运行优化协同脱除烟尘三氧化硫