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中国典型钒钛磁铁矿的工艺矿物学特征与矿石价值

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东北大学学报（自然科学版） 2020年第2期41卷 275-281页

作者：于宏东王丽娜曲景奎齐涛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 中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室北京100190

对攀枝花、承德和朝阳等地钒钛磁铁矿的工艺矿物学进行研究,同时依据铁精矿、钛精矿的现货价格和理论选矿指标对矿石的价值进行了计算.研究结果表明:攀枝花、承德和朝阳钒钛磁铁矿中MFe品位分别为13.26%,12.84%和1.15%;TiO2的品位分别为... 详细信息

对攀枝花、承德和朝阳等地钒钛磁铁矿的工艺矿物学进行研究,同时依据铁精矿、钛精矿的现货价格和理论选矿指标对矿石的价值进行了计算.研究结果表明:攀枝花、承德和朝阳钒钛磁铁矿中MFe品位分别为13.26%,12.84%和1.15%;TiO2的品位分别为10.98%,4.53%和2.02%;V2O5的品位分别为0.22%,0.23%和0.055%.各个矿产地钒钛磁铁矿中钛磁铁矿和钛铁矿的矿物含量、矿物成分有显著差别;攀枝花、承德和朝阳铁精矿中TFe品位分别为59.21%,66.46%和55.74%;TiO2品位分别为12.35%,4.87%和16.42%;V2O5品位分别为0.928%,1.142%和2.07%;攀枝花矿石价值最高,其次是承德,朝阳最低.

关键词：工艺矿物学选矿指标钛磁铁矿钒钛磁铁矿矿石价值

Cu-Sn-Pb过偏晶合金中异常Cu-Sn壳/Pb核宏观结构的形成

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稀有金属材料与工程 2020年第2期49卷 461-464页

作者：李建强孙虹马炳倩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 中国科学院大学北京100049

目前核/壳结构难混熔合金的壳是由低熔点相组成还是高熔点相组成,尚无确切答案。根据文献中Cu-Sn-Pb合金的计算相图,通过铸造法研究14Sn-73.1Cu-12.9Pb、14Sn-64.5Cu-21.5Pb、Cu-65Pb和Cu-75Pb合金的相分离过程。结果表明,14Sn-64.5Cu-2... 详细信息

目前核/壳结构难混熔合金的壳是由低熔点相组成还是高熔点相组成,尚无确切答案。根据文献中Cu-Sn-Pb合金的计算相图,通过铸造法研究14Sn-73.1Cu-12.9Pb、14Sn-64.5Cu-21.5Pb、Cu-65Pb和Cu-75Pb合金的相分离过程。结果表明,14Sn-64.5Cu-21.5Pb合金具有富Cu-Sn相包裹富Pb相核/壳结构组织;这一结果与低熔点相(如Cu-75Pb合金)形成核的观点不一致,这种异常现象可以解释为:在铸造过程中,由于过冷度的影响,偏晶反应发生在液相分离反应前。这为通过控制凝固路径改变难混熔合金的结构提供了一种可能的方法。

关键词：凝固金属和合金核/壳结构

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硫酸锂沉锂母液中锂的回收

稀有金属 2022年第1期46卷 67-77页

作者：张旭堃张健苏慧齐涛王丽娜中国科学院过程工程研究所湿法冶金清洁技术国家工程实验室北京100190 中国科学院绿色过程与工程重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

本文针对锂矿石硫酸法提锂工艺产生的沉锂母液中锂回收率低和锂钠分离困难的问题,提出了沉锂母液中锂回收的"协同萃取-硫酸反萃"工艺路线,优化了锂钠分离的工艺参数,并采用线性分析法对锂的协同萃取机制进行了初步的探索。研究发现,采用... 详细信息

本文针对锂矿石硫酸法提锂工艺产生的沉锂母液中锂回收率低和锂钠分离困难的问题,提出了沉锂母液中锂回收的"协同萃取-硫酸反萃"工艺路线,优化了锂钠分离的工艺参数,并采用线性分析法对锂的协同萃取机制进行了初步的探索。研究发现,采用"Lix 54+Cyanex923"协同萃取体系可将沉锂母液中的锂以"Li·Lix 54·Cyanex 923"的形式萃取进入有机相,而钠不被萃取,锂钠分离效果好。根据锂的萃取和反萃分配曲线绘制了的McCabe Thiele图,在Lix 54和Cyanex 923浓度分别为0.50和0.25 mol·L^(-1),平衡pH=11.5,有机相与水相相比(O/A)=1.0∶2.2下,经4(理论)级萃取,锂的萃取率可达99%以上。在硫酸浓度为0.15 mol·L^(-1),O/A=1∶2条件下,经过3(理论)级反萃,锂的反萃率接近100%。温度对锂的萃取、反萃过程影响较小,萃取、反萃动力学快,满足工业连续生产要求。同时发现有机相中添加15%(v/v)的相修饰剂可以有效解决该协同萃取体系出现的相分离困难问题,为硫酸盐体系沉锂母液中锂回收提供了新的工艺路线和研究方向。

关键词：矿石提锂沉锂母液协同萃取相修饰反萃

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废旧锂电池正极活性材料硫酸浸出液萃取纯化

东北大学学报（自然科学版） 2019年第10期40卷 1430-1436页

作者：易爱飞张健朱兆武齐涛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 中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室北京100190

研究了酸性膦类萃取剂P204,P507与协萃剂Lix54,Lix84配方对废旧锂电池正极材料的硫酸浸出液萃取除Al的反应规律.研究表明:P507+Lix84复合体系萃取分离Al/Mn的效果最佳.以最优配方5%P507+5%Lix84/煤油,在p H为4.0,水油体积相比Va/Vo为1∶... 详细信息

研究了酸性膦类萃取剂P204,P507与协萃剂Lix54,Lix84配方对废旧锂电池正极材料的硫酸浸出液萃取除Al的反应规律.研究表明:P507+Lix84复合体系萃取分离Al/Mn的效果最佳.以最优配方5%P507+5%Lix84/煤油,在p H为4.0,水油体积相比Va/Vo为1∶1时,Al,Cu,Co,Ni,Mn和Li的单级萃取率分别为89.1%,80.8%,3.4%,2.6%,3.2%和0.3%.在Va/Vo为1∶4时,经两级(理论级)萃取,母液中Al的质量浓度为0.88 g·L^-1,萃取率大于97.7%;负载油相用2.0 mol/L硫酸溶液反萃,在Va/Vo为10∶1时,经两级(理论级)反萃,有机相中Al的质量浓度为0.79 g·L^-1,反萃率大于99.0%.

关键词：三元锂电池 P204 P507 Lix54 Lix84 溶剂萃取除铝

利用原子力显微镜研究充填体对载金矿物浮选的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2016年第8期47卷 2543-2549页

作者：祁宗阮仁满贾炎李丽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

利用原子力显微镜、激光粒度仪和Zeta电位等测试手段,研究溶液条件下黄铁矿、水泥固体颗粒之间的异相凝聚现象,研究含水泥充填体干扰载金矿物浮选的机理。研究结果表明:当p H>10时,水泥颗粒与黄铁矿表面电位相反;二者之间存在引力作用;... 详细信息

利用原子力显微镜、激光粒度仪和Zeta电位等测试手段,研究溶液条件下黄铁矿、水泥固体颗粒之间的异相凝聚现象,研究含水泥充填体干扰载金矿物浮选的机理。研究结果表明:当p H>10时,水泥颗粒与黄铁矿表面电位相反;二者之间存在引力作用;水泥固体颗粒与黄铁矿之间存在异相凝聚。在浮选条件下,由于水泥固体颗粒与黄铁矿之间存在静电引力,导致二者之间发生团聚现象,影响黄铁矿浮选,导致浮选尾矿中金品位增加。调整剂六偏磷酸钠可以降低水泥颗粒表面电位,使得2种矿物的表面电位都为负值,消除二者之间的作用力,减少团聚现象的发生。六偏磷酸钠可以消除含水泥充填体对载金黄铁矿浮选的影响,并且当原矿中含水泥充填体混入比例增加时,金回收率仍然保持稳定。

关键词：原子力显微镜探针修饰含水泥充填体载金矿物浮选异相凝聚

不锈钢硫酸洗涤废酸中金属离子的草酸络合沉淀行为

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中国有色金属学报 2019年第1期29卷 179-186页

作者：张健朱兆武王丽娜易爱飞齐涛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 中国科学院绿色过程与工程重点实验室北京100190

不锈钢表面处理常采用稀硫酸溶液预洗涤,洗涤过程产生大量含铁及其他微量元素的废酸。实际生产中废酸多采用中和方法进行处理,试剂耗量大,产生大量废渣,污染环境。针对典型不锈钢硫酸预洗涤过程中产生的废酸,研究废酸体系中草酸络合沉淀... 详细信息

不锈钢表面处理常采用稀硫酸溶液预洗涤,洗涤过程产生大量含铁及其他微量元素的废酸。实际生产中废酸多采用中和方法进行处理,试剂耗量大,产生大量废渣,污染环境。针对典型不锈钢硫酸预洗涤过程中产生的废酸,研究废酸体系中草酸络合沉淀Fe(Ⅱ)、常见微量金属Cr(Ⅲ)、Ni(Ⅱ)以及Mn(Ⅱ)的行为,并探讨沉淀去除金属离子后废酸的循环利用。结果表明:随着废酸溶液中酸度的增高,金属沉淀率降低,但在起始H_2SO_4浓度Fe(Ⅱ)>Mn(Ⅱ)>>Cr(Ⅲ);金属离子沉淀后废酸溶液中酸度得到有效恢复,经x(H_2C_2O_4):x(Fe(Ⅱ))>0.75:1处理后的废酸对不锈钢表面氧化层具有较好的洗涤效果,实现了不锈钢洗涤废酸的再生循环利用。

关键词：不锈钢洗涤硫酸废酸草酸沉淀法循环利用

碱化膨润土-海藻酸钙固定化颗粒作为微生物载体对微污染废水的处理性能

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过程工程学报 2022年第11期22卷 1584-1592页

作者：刘晓玉张亦飞邓立聪中国科学院过程工程研究所绿色制造创新研究院绿色过程与工程重点实验室湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

近年来,微污染景观水体表现出氨氮、化学需氧量(COD)超标的水质恶化趋势。使用吸附材料是解决该现状的有效途径之一,但是这类材料往往不具备原位长期稳定的处理性能。针对这一问题,本工作选用生物相容性良好的海藻酸钙作为固定剂,制备... 详细信息

近年来,微污染景观水体表现出氨氮、化学需氧量(COD)超标的水质恶化趋势。使用吸附材料是解决该现状的有效途径之一,但是这类材料往往不具备原位长期稳定的处理性能。针对这一问题,本工作选用生物相容性良好的海藻酸钙作为固定剂,制备得到碱化膨润土-海藻酸钙固定化颗粒,探究固定化颗粒作为微生物载体对模拟微污染水体中NH_(3)-N和COD的去除效果。通过溶胶凝胶法采用海藻酸钙固定不同浓度NaOH溶液碱化的膨润土合成系列碱化膨润土-海藻酸钙固定化颗粒。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、Zeta测试、BET比表面积测试对制备得到的系列碱化膨润土及固定化颗粒进行表征,并分析固定化颗粒作为微生物载体对微污染废水的处理性能。研究结果表明,0.5 mol/L NaOH溶液处理的膨润土具有最低的Zeta电位(-27.4 m V),其表面电负性增强,且表面片层状结构增加。制备的0.5B-CA固定化颗粒比表面积最大,为12.1m^(2)/g,比膨润土原土合成的固定化颗粒(0B-CA)比表面积增加了28%,有利于微生物附着生存。0.5B-CA固定化颗粒作为微生物载体显示出最佳的NH_(3)-N和COD去除性能。在10周期处理中,所有处理后废水的NH_(3)-N浓度和COD浓度均分别降至1和20 mg/L以下,达到了国家地表水环境Ⅲ类水标准。本工作制备的碱化膨润土-海藻酸钙固定化颗粒作为微生物载体,在污水处理中同时发挥膨润土的吸附作用与微生物的去除作用,对NH_(3)-N和COD有着优异的去除性能及长期稳定的去除能力,为其在实际场景的应用提供了可能。

关键词：微污染废水碱化膨润土海藻酸钙

三价铬镀液组分的存在形式及其对电镀的影响规律

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中国有色金属学报 2016年第5期26卷 1136-1142页

作者：刘洋王明涌栗磊王志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绿色过程与工程重点实验室北京100190

通过理论计算和电镀实验研究镀液核心组分存在形式及其对铬电镀的影响规律。结果表明:络合剂脲或甲酸98%以上是以分子形式与Cr(Ⅲ)离子形成三价铬活性络合物。根据三价铬络合物平衡构象图发现:相比于CrL^(3+),Cr(OH)L^(2+)更高的电化学... 详细信息

通过理论计算和电镀实验研究镀液核心组分存在形式及其对铬电镀的影响规律。结果表明:络合剂脲或甲酸98%以上是以分子形式与Cr(Ⅲ)离子形成三价铬活性络合物。根据三价铬络合物平衡构象图发现:相比于CrL^(3+),Cr(OH)L^(2+)更高的电化学活性归因于较大的水分子-中心铬离子距离。通过增加三价铬活性络合物浓度,能显著提高铬电镀速率,可高达1.2μm/min;缓冲剂硼酸主要以B(OH)3的形式存在,最佳p H缓冲范围为8~10,而Al^(3+)最佳的p H缓冲范围为3~3.5。加入0.6 mol/L Al^(3+)使铬镀层边缘和中心厚度之比(hcorner/hcenter)从11降低至2;而加入1 mol/L硼酸仅使hcorner/hcenter从5降低至3,Al^(3+)改善镀层均匀性的作用更为明显。

关键词：镀液组分三价铬活性络合物电镀速率镀层均匀性

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钒酸钙碳化铵化生产钒氧化物的反应规律

中国有色金属学报 2016年第9期26卷 2023-2031页

作者：闫红王少娜杜浩郑诗礼张懿中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室北京100190

以钒渣亚熔盐法钒铬共提工艺所得到的中间产品钒酸钙为研究对象,针对钒酸钙后续产品转化问题,提出钒酸钙碳化铵化生产钒氧化物的工艺路线;研究NH_4HCO_3转化溶出钒的工艺条件,考察是否通入CO_2、NH_4HCO_3的添加量、反应温度、不同液固... 详细信息

以钒渣亚熔盐法钒铬共提工艺所得到的中间产品钒酸钙为研究对象,针对钒酸钙后续产品转化问题,提出钒酸钙碳化铵化生产钒氧化物的工艺路线;研究NH_4HCO_3转化溶出钒的工艺条件,考察是否通入CO_2、NH_4HCO_3的添加量、反应温度、不同液固比以及反应时间等对钒酸钙转化溶出效果的影响。结果表明:钒酸钙碳化铵化反应的最佳条件为反应温度75℃,液固比20:1,通入CO_2,且流速1.5 L/min,铵钒摩尔比1.0,反应时间1h,此条件下钒酸钙中钒转化率为97.35%。

关键词：钒渣亚熔盐钒酸钙碳化铵化碳酸氢铵