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锆冶炼废渣中铀、钍的浸出试验研究
张天溥;刘康;王桂硕;梁耕宇;刘忠臣;程浩;刘会武;向秋林;锆英砂中常伴生有曲晶石、铀钍石和方钍石等矿物,这些矿物含有微量铀、钍等放射性元素,在生产氧氯化锆过程中,铀、钍等放射性元素富集于废渣中,具有一定回收价值。针对此类废渣的综合利用与放射性污染控制需求,研究了从废渣中提取铀、钍等有价元素的工艺条件,考察了不同浸出因素及参数对铀、钍浸出效果的影响。结果表明:在硫酸浓度4 mol/L、浸出时间4 h,液固体积质量比4∶1、浸出温度90 ℃条件下,铀、钍浸出率分别达99.9%、88.6%,效果较好。
基于氧压水浸预处理的难选金精矿氰化浸出优化研究
刘佳兴;谢昊宇;韩百岁;针对低品位、高硫、难选金精矿采用传统焙烧法处理时存在的污染严重、效率较低等问题,提出了氧压水浸—氰化浸出联合工艺。系统研究了其工艺参数优化,探讨了浸出机制,通过工艺矿物学分析及氰化浸出试验评估该工艺对金回收的影响。结果表明:在温度180 ℃、氧分压1.5 MPa、浸出时间120 min、搅拌速度700 r/min、液固体积质量比200∶1最优工艺条件下,氧压水浸能有效氧化金精矿中的黄铁矿等硫化矿物并生成赤铁矿,从而破坏金的包裹状态;预处理后,浸出渣中金品位由42.24 g/t提升至63.78 g/t,增幅超过50%;工艺矿物学分析结果表明,硫化物中的金被释放,呈裸露或半裸露状态,矿物结构由致密变为疏松,孔隙增大,金颗粒暴露度显著提高,可为后续氰化浸出提供更有利的反应界面。氰化浸出试验进一步验证了预处理效果,金浸出率最高可达99.50%以上,同时氰化剂消耗明显减少。研究结果验证了氧压水浸作为预处理技术,在提升低品位、高硫、难选金精矿的金回收率、降低药剂消耗方面的有效性,可为该类资源的高效、绿色回收提供技术参考。
废旧三元锂电池中锰钴的镍皂化萃取分离工艺研究
李有喜;李洪博;陈明;胡振光;研究了采用镍皂化萃取法对废旧三元锂电池浸出液中锰、钴进行选择性分离,系统考察了萃取剂浓度、pH、相比、皂化率、酸浓度等因素对萃取与反萃取性能的影响。结果表明:在用Ni(OH)2调节pH至4.8,并明显降低Fe、Al、Cu含量后,镍皂化P204在二级错流条件下可实现锰的高效萃取,萃取率>99%,同时可将钴、锂的共萃取率分别控制在18.67%和9.89%;经低酸度洗涤与硫酸反萃取处理后,锰反萃取率达99.96%;进一步采用镍皂化P507二级错流萃取钴,钴萃取率达99.92%的,锂共萃取率为13.68%;经洗涤与反萃取,钴反萃取率可达99.87%。该工艺可在显著降低Na+杂质引入的同时,实现锰、钴的高效分离,并将镍和锂留在体系中,能为多金属资源的高纯度回收提供试验技术参考,具有进一步工业化应用潜力。
硫精矿焙烧-浸出液中铜和钴的选择性萃取分离研究
刘佳兴;徐文涛;周振华;张占峰;杨帅峰;杨秀莹;李玉鹏;韩百岁;针对低品位硫精矿焙烧浸出液中铜、钴伴生分离难的问题,研究了采用协同萃取—反萃取—化学沉淀联合分离工艺从中分离回收铜、钴。结果表明:采用P204+P507作萃取剂,在pH=3、Vo∶Va =1∶1、反应时间10 min条件下,铜萃取率达99.31%;采用N235+C272作萃取剂,在pH=4、Vo∶Va =2∶1条件下,钴萃取率为99.63%采用0.2 mol/L H2SO4 作反萃取剂,铜和钴的反萃取率分别可达99.65%和98.65%;采用NaOH作沉淀剂,可制得纯度99.90%的Cu(OH)2,采用Na2CO3 作沉淀剂,可获得纯度99.99%的CoCO3,Co质量分数大于46%。该联合分离工艺能实现铜、钴的高效分离,同时能制备出高纯产物,可为低品位硫精矿资源的综合利用提供一种可行的技术途径,对缓解我国铜钴资源紧缺具有一定意义。
吉尔吉斯斯坦卡玛托尔金矿选矿试验研究
杨方圆;代淑娟;周南;高野;胡志刚;为提高细粒级难选金矿石的资源利用率,针对吉尔吉斯斯坦卡玛托尔金矿石(Au 3.07 g/t、Ag 20.40 g/t),研究了采用浮选—浸出联合工艺提取金。结果表明:通过闭路浮选可获得金品位为28.57 g/t的金精矿,金产率和回收率分别为8.05%、72.47%,金尾矿品位为0.95 g/t;适宜条件下对浮选尾矿进行浸出,金浸出率达83.16%,相对原矿的金回收率22.89%,浸出渣中金品位为0.16 g/t;采用浮选—浸出工艺,金综合回收率达95.36%。该法可实现该类矿石中金的有效回收。
乳酸介质中冶金尘泥的选择性浸锌行为与机制研究
牛福生;徐成龙;张晋霞;以乳酸溶液为浸出剂,研究了从山西某钢铁厂冶金尘泥中选择性浸出锌,考察了浸出时间、浸出温度、液固体积质量比、乳酸浓度等条件对浸出效果的影响,并探究了浸出机制。结果表明:在乳酸浓度3%、浸出温度20 ℃、浸出时间5 min、液固体积质量比10 mL/g最佳浸出条件下,锌、铁浸出率分别为91.56%和4.69%,可实现对锌的选择性浸出;浸出液中的锌主要以Zn[CH3CH(OH)COO]+和Zn2+两种形式存在,浸出渣中锌元素主要以铁酸锌形式存在,而浸出体系的弱酸环境能有效抑制铁元素溶解。
从典型的离子型稀土矿除杂渣中提取铝试验研究
王桂硕;刘会武;梁耕宇;刘忠臣;程浩;张天溥;针对典型的离子型稀土矿除杂渣,研究了采用铵铝反应冷却结晶技术从中提取铝制备铵明矾。考察了硫酸铵用量、反应温度、反应时间、冷却结晶温度等工艺条件对铝结晶率的影响。结果表明:在铵铝物质的量比为1.3/1、硫酸铵溶液质量浓度760 g/L、反应温度60 ℃、反应时间120 min、冷却温度5 ℃条件下,铝元素结晶率为94.8%,所得铵明矾产品符合国家标准。该工艺可有效实现除杂渣中铝元素的高效提取回收,具有较好的经济效益。
磺化柚子皮吸附剂对硫酸溶液中铁的吸附与分离机制研究
王昕;研究采用低温磺化法改性柚子皮制备磺酸基功能化生物炭(PPBC),并用于吸附高浓度硫酸溶液中铁离子。考察了吸附时间、温度、搅拌转速、铁离子初始质量浓度及酸度等PPBC吸附性能的影响,探讨了吸附与分离机制及循环再生性能。结果表明:在硫酸浓度0.1 mol/L、温度55 ℃、搅拌转速200 r/min、铁离子初始质量浓度1 000 mg/L、吸附时间120 min优化条件下,PPBC对铁离子的吸附率达98.2%,吸附容量为98.2 mg/g;在铁离子初始质量浓度为5 000 mg/L时,PPBC对铁离子的吸附容量达最大为324.6 mg/g;吸附行为符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型,属于单分子层化学吸附;经过5次吸附-解吸循环后,PPBC再生率仍保持87.8%。PPBC具有良好的结构稳定性与重复使用性,可为高酸高铁废水的治理及农业废弃物高值化利用提供技术参考。
从含钒钢渣中湿法提取钒的工艺研究进展
王泽锟;王乐;李运刚;含钒钢渣是富含高价值元素的工业废料,具有显著的二次利用价值。因此,如何低成本、高效率回收钢渣中的钒资源是我国钒产业需要攻克的关键难题之一。综述了从含钒钢渣中湿法提钒技术研究现状,介绍了焙烧—浸出、直接浸出工艺进展,并对其他新型提钒工艺和强化提钒辅助方法进行了分析,最后对比各类工艺的优缺点,并对未来发展趋势进行了展望。
流化床氢还原制备铀氧化物固相分布模拟测定研究
申浩楠;牛玉清;李大炳;康绍辉;康修铭;叶开凯;张佳宇;为了测定气-液-固流化过程中UO2颗粒固相分布规律,通过磁场辅助气-液-固三相流化床冷模试验,系统探究了镍粉(模拟催化剂)与氧化铝(模拟UO2产物)的流态化行为及磁场调控下的分离特性。结果表明:无磁场时,氧化铝颗粒的轴向固含率分布随气体流量(5~40 L/min)变化而显著变化,低气体流量(5~20 L/min)下床层底部形成高浓度沉积区,粒径越大沉积效应越明显,中高气体流量(25~40 L/min)下大气泡破碎增强轴向混合,但顶部固含率仍低于底部;镍粉因高密度特性表现出显著差异,细颗粒(200~300目)需气体流量≥15 L/min实现准均匀分散,而粗颗粒(100~200目)即使气体流量达40 L/min仍沉积于床层底部;施加磁场后,镍粉随磁场强度增强逐渐富集于床层下部,形成磁性团聚的“表观大颗粒”并稳定沉积于气体分布板附近,而非磁性氧化铝随液流上浮;磁场强度增加使镍粉与氧化铝固含率比自上而下递增,且比值随磁场增强迅速下降,表明磁性颗粒聚集效应显著。研究结果验证了磁场辅助流化床对磁性催化剂与非磁性产物的动态分离效能,明确了气体流量、磁场强度及颗粒匹配的关键参数,为铀化工连续化反应器设计提供了理论支撑。