<正>《铀矿冶》创刊于1982年,季刊,中国核学会铀矿冶学会主办,为中国科技核心期刊和原子能技术类的核心期刊。《铀矿冶》是以应用技术为主、兼顾基础理论的综合性科技刊物,主要刊登放射性金属、贵金属、稀土、稀有金属和有色金属等矿石的采矿、选矿、冶金及有关矿山地质、物理探矿、矿山测量、安全防护、分析检测、设备仪表、有机材料、环境保护、自动控制、计算机应用、技术经济分析等方面的科技成果、先进技术、综合述评、工作简报和动态等,可供从事矿冶生产、科研、设计、教学的科技、管理人员及化学、化工、地质等相关专业人员参阅。
<正>《湿法冶金》(双月刊)创刊于1982年,全国中文核心期刊,由中国核工业集团有限公司主管、核工业北京化工冶金研究院主办,主要内容涉及有色金属、稀有金属、稀散金属、稀土金属、贵金属的选矿及湿法冶金工艺,相关材料(萃取剂、离子交换树脂、吸附剂、絮凝剂等)的合成工艺,冶金过程自动控制系统,设备及仪器仪表的研发技术,分析测试方法,三废治理、二次资源综合回收流程,是一本湿法冶金技术综合性刊物,可供相关科研、设计、生产人员及高校师生参阅。
复杂组分砂岩铀矿主要由砾岩、砂岩和泥板岩构成,铀矿物主要为铀石和钛铀矿,包含少量沥青铀矿。研究了复杂组分砂岩铀矿的工艺矿物学,并对浸出工艺进行了优化。结果表明:矿石中大部分铀以四价形式存在,且含有较多的钙、镁、铝、铁和碳酸盐。酸法浸出、强化浸出和柱浸试验结果表明:酸法浸出工艺效果更好,用40~50 g/L H_2SO_4作为浸出剂时,酸法柱浸的渣计浸出率均大于90%。综合考虑,建议工业生产采用-10 mm粒度矿石堆浸工艺,浸出剂H_2SO_4质量浓度优选为40 g/L。
针对聚偕胺肟基吸附材料表面改性过程中纤维收缩脆化现象,以及由此引发的材料力学性能衰退问题,研究提出了“核-壳异质结构应力传递”策略,通过同轴静电纺丝技术制备了以聚苯乙烯(PS)为柔性核层、聚偕胺肟(PAO)为刚性壳层的纳米纤维吸附材料(PS@PAO)。微观结构分析结果表明,PS@PAO具有均匀的核壳异质结构(核层直径约为200 nm,壳层厚度约为50 nm),比表面积达6.22 m~2/g,较纯PAO纤维提升38%;力学性能测试结果表明,PS@PAO的拉伸强度(0.66 MPa)与杨氏模量(34.84 MPa)较纯PAO纤维分别提升13.8%和30.1%;动态接触角试验发现1 s内水接触角由30°降至21°,PS@PAO具有良好的亲水性;用PS@PAO对pH=8.0、铀质量浓度16 mg/L的加标海水吸附48 h,铀吸附容量为34.14 mg/g;吸附动力学分析表明,吸附过程遵循准二级动力学模型,铀酰离子(UO■)与偕胺肟基的化学螯合主导吸附过程。该研究通过对材料结构、海水提铀性能及吸附机制的协同解析,为高稳定性海水提铀材料的开发提供了理论依据与规模化制备工艺指导。
研究了采用碳热还原—酸浸联合回收工艺从退役锰酸锂电池中回收有价成分锰和锂。对锰酸锂和石墨混合粉体进行碳热还原焙烧,采用XRD、XRF、SEM、TG-DTA等技术对焙烧产品进行表征。结果表明:在650℃下焙烧180 min效果最佳,焙烧产品中锰酸锂完全转化成一氧化锰和碳酸锂;样品粉末中碳酸锂可以通过水浸提取,碳酸锂浸出率为86.15%;利用硫酸酸浸提取锰离子,在酸浸浓度3.5 mol/L、酸浸温度60℃、酸浸时间3 h、液固体积质量比8/1的条件下,锰离子浸出率最高为88%。该方法可以实现从正极材料中同步高效回收锰和锂的目的,具有一定推广应用价值。
粉煤灰盐酸法制备氧化铝是具有重要工业应用潜力的工艺之一,研究粉煤灰酸浸液的离子结构对于该工艺中的除铁工序具有重要意义。将热力学计算法、量子化学计算方法和Raman光谱法相结合,研究了在pH分别为1.0、1.5、2.0条件下,粉煤灰盐酸浸出液中AlCl_3-FeCl_3-FeCl_2-HCl-H_2O体系的离子结构。结果表明:在pH=1.0时,体系中Fe和Al配合离子主要以[FeCl]~+、[FeCl_2]~+、[AlCl]~(2+)等形式存在;在pH升至1.5和2.0时,体系中[FeCl]~+、[FeCl_2]~+、[AlCl]~(2+)向水解产物[FeOH]~+、[FeOH]~(2+)、[AlOH]~(2+)等羟基配体转变;波函数分析结果表明,在低pH下,由于氯离子因浓度较高而占据优势,使得氯化物配合物更稳定;随pH升高,氢氧根离子浓度升高,同时高配位羟基配合物因具备更高的金属-氧键级与更低的吉布斯自由能,其形成过程变得更加容易。
研究了采用氧化-淋洗联合工艺去除某矿区真实铀污染土壤中有机质结合态的铀,重点对比了EDTA-H_2O_2和SDS-H_2O_2两种不同新型氧化-淋洗体系对铀的去除效果。通过单因素试验考察了pH、液固体积质量比、氧化剂浓度和淋洗剂浓度等关键参数对铀去除率的影响,并采用响应曲面法对工艺条件进行了优化,确定了最佳工艺条件。结果表明:EDTA-H_2O_2体系在pH=4、液固体积质量比15/1、H_2O_2浓度3%、EDTA浓度100 mmol/L条件下对铀的去除率为52.8%,经响应曲面法优化工艺条件后,可提升至56.3%;SDS-H_2O_2体系在pH=4、液固体积质量比10/1、H_2O_2浓度3%、SDS浓度20 mmol/L条件下对铀的去除率为26.8%,经响应曲面法优化工艺条件后,可提升至29.5%;两种新型氧化淋洗体系对铀的去除效果显著优于单一淋洗剂与单一氧化剂(EDTA 24.12%、SDS 0.66%、H_2O_213.81%)。该工艺可有效破解有机质-铀配合物,显著提升真实铀污染土壤的修复效率,能为矿区铀污染治理提供一种可行的方案。
针对采用传统火法工艺从加工废料中回收铼存在能耗大、设备要求高、灵活度低等问题,研究了采用电化学强化浸出—沉淀结晶法从该类铼二次资源中回收高纯度KReO_4晶体。结果表明:以22%~24%的HNO_3溶液作为电解液时,电解过程无明显钝化,能耗稳定在3.0 kWh/kg左右;电解时,阳极表面六方晶格位点处的Re原子失去电子,并与羟基结合,经由低价氧化态Re转变为桥氧连接Re(Ⅱ),与酸反应,最终以ReO~-_4形式进入电解液;采用钾盐作为沉淀剂回收电解液中Re元素时,在结晶温度25℃、沉淀剂流速6 mL/min、搅拌速率500 r/min及结晶时间30 min条件下,析出的KReO_4晶体呈多面体纺锤形,粒度均匀性好,回收率高,纯度为99.95%,可满足氢还原制备金属铼要求。该法可有效回收铼加工废料,具有一定推广应用价值。
研究了采用双酮/磷酸酯萃取体系从废旧锂电池正极浸出液中分离有价元素,通过平衡萃取确定了双酮/磷酸酯萃取体系萃取分离钴、镍、锰、锂的最佳工艺条件。结果表明:双酮/磷酸酯萃取体系可通过工艺调控,有效实现废旧锂电池浸出液中钴镍锰和锂的分离;在优化条件下,钴、镍、锰萃取率均可达99%,锂收率可达95%以上。该法实现了单一萃取体系分离回收钴、镍、锰、锂,可为废旧三元锂电回收提供一条新的工艺路线。
二次铝灰(SAD)是铝资源回收过程中产生的危险废物,其中含铝、氧化铝、氮化铝、氟化物、氯盐等成分,具有较强的化学反应性及浸出毒性,其资源化及无害化回收利用研究具有重要意义。研究采用碱化焙烧方式脱除二次铝灰中的氮,再用水浸法提取焙烧渣中的铝,同时用CaCl_2脱除浸出液中的氟。通过XRD、SEM-EDS分析了焙烧后铝灰的物相变化、元素分布及微观形貌。结果表明:在m(NaOH)∶m(SAD)=1.1、焙烧温度800℃、焙烧时间120 min的最佳碱化焙烧工艺条件下,脱氮率为98.77%;在浸出温度70℃、液固体积质量比14∶1、浸出时间80 min最佳水浸条件下,铝浸出率为91.83%,焙烧渣中的Al、AlN及Al_2O_3基本转化为易溶态的NaAlO_2;针对浸出液中的F~-,采用CaCl_2进行脱氟处理,在n(Ca~(2+))∶n(F~-)=0.7、反应温度50℃、反应时间90 min条件下,脱氟率为94.87%,脱氟渣主要物相为CaF_2及少量未反应CaCl_2,可用作金属冶炼助熔剂。该工艺实现了二次铝灰中铝的高效提取及氮、氟元素的脱除,达到了无害化及资源化回收目的。