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二氧化碳中和钨酸铵溶液制备细颗粒仲钨酸铵
1
作者 李朝阳 唐恒耀 +3 位作者 瞿杰 曹才放 万林生 杨亮 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3204-3215,共12页
采用二氧化碳中和钨酸铵溶液结晶制备细颗粒仲钨酸铵(APT),考察时间、温度、二氧化碳流量、钨酸铵溶液中三氧化钨质量浓度、氯化铵质量浓度和转速等因素对APT结晶的影响。研究结果表明:在一定范围内,增大二氧化碳流量、提高氯离子质量... 采用二氧化碳中和钨酸铵溶液结晶制备细颗粒仲钨酸铵(APT),考察时间、温度、二氧化碳流量、钨酸铵溶液中三氧化钨质量浓度、氯化铵质量浓度和转速等因素对APT结晶的影响。研究结果表明:在一定范围内,增大二氧化碳流量、提高氯离子质量浓度和三氧化钨质量浓度有利于制备细颗粒APT;转速对APT粒度影响较小;延长结晶时间和提高反应温度,APT粒度会变大,不利于制备细颗粒APT。当反应时间为20 min、温度为90℃、二氧化碳流量为5 L/min、钨酸铵溶液中三氧化钨质量浓度为200 g/L、氯化铵质量浓度为62 g/L、转速为200 r/min时,该工艺制备的APT费氏(Fsss)粒度为15.5μm、粒度分布窄,其D(90)-D(10)/2D(50)为0.66且形貌完整。与工业上蒸发结晶工艺制备的APT相比,本工艺制备的APT粒度更小且粒度分布更窄,是制备超细钨粉和超细碳化钨粉的良好原料。 展开更多
关键词 细颗粒仲钨酸铵 二氧化碳 粒度 钨酸铵溶液 结晶
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失效三元锂电池自还原焙烧选择性提锂试验研究
2
作者 严康 王盟凯 +2 位作者 严如国 朱扬格 张忠堂 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第8期3466-3482,共17页
以失效三元锂电池正极材料为研究对象,负极废石墨为还原剂,通过混合焙烧和碳化水浸的方式实现选择性优先回收锂。考察不同因素对“还原焙烧—碳化水浸”过程有价金属浸出效果的影响,并采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜能谱仪(SEM-EDS)和... 以失效三元锂电池正极材料为研究对象,负极废石墨为还原剂,通过混合焙烧和碳化水浸的方式实现选择性优先回收锂。考察不同因素对“还原焙烧—碳化水浸”过程有价金属浸出效果的影响,并采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜能谱仪(SEM-EDS)和X射线光电子能谱仪(XPS)对过程物料进行表征分析,明确Li、Ni、Co、Mn物相转化规律。研究结果表明:失效NCM电池正极材料还原焙烧优先提Li具有理论可行性。在N_(2)惰性气氛下,在还原焙烧温度为550℃、混料碳含量为20%、焙烧保温时间为2 h、碳化水浸温度为15℃、CO_(2)通气速率为300 mL/min、水浸时间为2 h和水浸液固比为15:1(mL/g)的最佳工艺条件下,Li浸出率为74.52%,Ni、Co和Mn的浸出率分别为0.45%、0.38%和0.38%,实现了选择性优先提Li。 展开更多
关键词 失效三元锂电池 选择性提锂 还原焙烧 碳化水浸
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硫酸氢钠焙烧分解白钨矿过程磷、钼、砷杂质转变迁移行为研究
3
作者 梁勇 陈赞鸿 +3 位作者 蒲婷 徐略渭 刘寅亮 张明辉 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第8期3175-3185,共11页
明晰白钨矿中主要杂质矿相如磷灰石、钼钙矿等在硫酸氢钠焙烧过程中的转变迁移行为对调控硫酸氢钠焙烧分解白钨矿有着重要作用。本文采用TG-DSC、XRD、ICP等表征手段,研究硫酸氢钠焙烧分解白钨过程中磷、钼杂质化合物的转变迁移规律,同... 明晰白钨矿中主要杂质矿相如磷灰石、钼钙矿等在硫酸氢钠焙烧过程中的转变迁移行为对调控硫酸氢钠焙烧分解白钨矿有着重要作用。本文采用TG-DSC、XRD、ICP等表征手段,研究硫酸氢钠焙烧分解白钨过程中磷、钼杂质化合物的转变迁移规律,同时考察这些化合物对主体金属钨的影响;并通过热力学分析,探讨温度与氧气压力对含砷化合物转变迁移的影响。研究结果表明:白钨矿中杂质矿相Ca_(5)(PO_(4))_(3)F在硫酸氢钠焙烧分解白钨过程中可被完全焙烧分解,生成H_(3)PO_(4)、P_(2)O_(5)气体以及易溶于水的Na_(3)PO_(4),分解产生的H_(3)PO_(4)可与钨络合形成水溶性磷钨化合物PW_(8)O_(2)6;杂质矿相CaMoO_(4)与硫酸氢钠焙烧生成MoO_(3),当硫酸氢钠过剩时,34%的MoO_(3)继续与焦硫酸钠反应转变为水溶性含钼配合物[MoO_(2)(SO_(4))_(2)]_(m)^(2m),53%的MoO_(3)升华挥发,剩余的钼与焙烧产物共存;白钨矿中含砷化合物As_(2)S_(3)、As_(2)S_(2)与FeAs被氧化为As_(2)O_(5),而FeAsO_(4)不与NaHSO_(4)·H_(2)O反应,砷主要留于焙烧产物中。 展开更多
关键词 硫酸氢钠 白钨矿 焙烧 杂质 转变迁移行为
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基于多相平衡模型的闪速炼铁工艺过程优化调控机制研究
4
作者 冯雨辰 陈强 +6 位作者 赵鹏 张福泉 李明周 万章豪 黄金堤 汪金良 刘付朋 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2025年第8期92-103,共12页
钢铁行业作为我国国民经济的重要支柱产业,具有高产业关联度、广泛应用领域和强大的消费拉动作用,在促进社会发展、支撑经济建设和保障就业稳定等方面具有不可替代的作用。然而,钢铁行业的高碳排放已成为实现“碳达峰、碳中和”战略目... 钢铁行业作为我国国民经济的重要支柱产业,具有高产业关联度、广泛应用领域和强大的消费拉动作用,在促进社会发展、支撑经济建设和保障就业稳定等方面具有不可替代的作用。然而,钢铁行业的高碳排放已成为实现“碳达峰、碳中和”战略目标的主要障碍。为了突破传统高炉冶炼工艺的高碳排放限制,国内外学者对高炉工艺优化改造和新型炼铁工艺开发进行了系统研究。其中,国内学者通过学科交叉提出了闪速炼铁新工艺,该工艺无需复杂预处理,仅需3~6 s即可完成铁精矿还原,为钢铁行业的低碳转型提供了新方案。然而,氢基闪速炼铁工艺参数优化调控机制尚不明确。鉴于此,基于化学平衡常数法构建氢基闪速炼铁多相平衡模型,并采用MetCal软件平台二次开发了氢基闪速炼铁工艺热力学计算系统,进而分别针对反应塔与熔分池两个核心反应单元过程,通过仿真试验系统考察了氢矿比、温度和熔剂添加率等关键工艺参数对还原度、产物组分含量及熔渣性质等主要技术指标的影响规律。结果表明,在反应塔内,提升还原氢矿比可增加反应塔还原粉中Fe含量及提高反应塔还原度,但当大部分FeO被还原后,反应塔内H2浓度上升,继续增加还原氢矿比会导致原料冗余和资源浪费;在温度低于1350℃时,提高反应塔温度能有效提升还原度,促进还原反应正向进行,但温度持续升高会带来不利影响。在熔分池内,熔剂添加对FeO还原反应的正向进行具有显著促进作用,可有效提升反应塔还原度并调节炉渣碱度,碱性熔剂能够提高炉渣碱度,而酸性熔剂则用于降低炉渣碱度。综合考量反应塔还原度与炉渣碱度等主要技术指标,并结合高炉炉渣碱度1.1的参考标准,建议将反应塔还原氢矿比控制在750 m^(3)/t(标准状态),反应塔温度维持在1300℃左右,熔剂率控制在以下水平:R(CaO)约为12%、R(MgO)约为1%、R(SiO_(2))约为4%和R(Al_(2)O_(3))约为2%。上述参数优化方案为氢基闪速炼铁技术产业化应用提供了理论支持。 展开更多
关键词 闪速炼铁 多相化学平衡 热力学仿真 MetCal 优化调控机制
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基于MetCal的铜侧吹氧化熔炼过程热力学仿真分析
5
作者 李明周 陈强 +3 位作者 冯雨辰 黄金堤 钟立桦 何发友 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2025年第8期83-91,共9页
采用所构建的铜侧吹熔炼过程多相平衡热力学仿真模型及计算系统,在典型工况条件下计算的产物组成结果与实际产出情况基本吻合,验证了模型热力学分析的可行性,并在此基础上进一步考察氧料比(R_(OC))、石灰熔剂率(R_(CaO))、石英熔剂率(R_... 采用所构建的铜侧吹熔炼过程多相平衡热力学仿真模型及计算系统,在典型工况条件下计算的产物组成结果与实际产出情况基本吻合,验证了模型热力学分析的可行性,并在此基础上进一步考察氧料比(R_(OC))、石灰熔剂率(R_(CaO))、石英熔剂率(R_(SiO_(2)))、富氧浓度(C_(Oxy))、燃煤率(R_(Coal))等工艺参数对主要技术指标的影响。结果表明:提高ROC,渣含铜、铜锍品位、渣含Fe_(3)O_(4)、渣中铁硅比和烟气中SO_(2)浓度升高,而渣含CaO降低;提高RCaO,渣含CaO升高;提高RSiO_(2),渣含CaO和Fe_(3)O_(4)均降低;提高RCoal,除渣含CaO升高外,其它主要技术指标均降低;提高C_(Oxy),烟气中SO_(2)浓度升高。 展开更多
关键词 铜富氧侧吹 氧化熔炼 MetCal软件 热力学 仿真分析
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废旧磷酸铁锂与钴酸锂正极材料协同提锂试验研究
6
作者 卢人航 蒋春生 +2 位作者 刘兰进 张忠堂 严康 《湿法冶金》 北大核心 2025年第2期143-150,共8页
研究了利用废旧磷酸铁锂(LFP)和钴酸锂(LCO)电池正极材料协同浸出锂,通过热力学分析了工艺可行性,考察了各因素对协同浸出的影响,并通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对浸出渣进行了表征。结果表明:在不添加任何氧化剂或还原剂条件下... 研究了利用废旧磷酸铁锂(LFP)和钴酸锂(LCO)电池正极材料协同浸出锂,通过热力学分析了工艺可行性,考察了各因素对协同浸出的影响,并通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对浸出渣进行了表征。结果表明:在不添加任何氧化剂或还原剂条件下,LFP与LCO能在酸性体系中协同浸出锂;在硫酸浓度0.7 mol/L、浸出温度40℃、浸出时间60 min、n(LCO)∶n(LFP)=0.5、液固体积质量比10 mL/1 g最佳浸出条件下,废旧电池正极材料中的Li、Co、Fe、P浸出率分别为99.99%、99.99%、48.00%、43.77%。该法可实现在低酸条件下从复杂电池正极材料中回收有价金属的目的,具有一定推广应用价值。 展开更多
关键词 磷酸铁锂 钴酸锂 正极材料 协同浸出 回收 锂
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铜侧吹熔炼工艺参数正交仿真试验与显著性分析
7
作者 祁燈锐 黄义鹏 李明周 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2025年第8期152-164,共13页
针对铜侧吹熔炼工艺参数优化控制难题,基于MetCal软件平台,利用已开发的铜侧吹熔炼多相平衡热力学数学模型和仿真系统,采用L49(7~8)正交试验设计,系统探究了氧料比、燃煤率、熔剂配比等7个关键工艺参数对熔炼过程的影响规律。通过方差分... 针对铜侧吹熔炼工艺参数优化控制难题,基于MetCal软件平台,利用已开发的铜侧吹熔炼多相平衡热力学数学模型和仿真系统,采用L49(7~8)正交试验设计,系统探究了氧料比、燃煤率、熔剂配比等7个关键工艺参数对熔炼过程的影响规律。通过方差分析(SPSS)结合效应量评估,揭示了各参数对铜锍品位、渣相组分及烟气成分的显著性作用机制。结果表明:氧料比和燃煤率对铜锍品位、渣含铜等6项指标具有全局性显著影响;石英熔剂率通过调节硅酸度显著改变渣中Fe_(3)O_(4)含量和铁硅比;富氧浓度与烟气SO_(2)浓度呈强正相关,而熔炼温度和烟灰率对工艺指标无统计学显著影响。在此基础上,采用热力学模型进一步探讨了Cu-Fe-S-O-Si-Ca多元体系的相平衡机制。本研究建立的参数显著性分级结果为铜侧吹熔炼工艺优化提供了理论依据,该方法可推广至复杂冶金系统的多目标优化研究。 展开更多
关键词 铜侧吹熔炼 热力学模型 正交试验 显著性分析
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白钨盐酸分解渣工艺矿物学研究
8
作者 梁勇 刘寅亮 +1 位作者 蒲婷 陈赞鸿 《湿法冶金》 北大核心 2025年第3期294-300,共7页
以白钨盐酸分解渣作为研究对象,采用综合矿物分析系统(TIMA)、X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等方式分析了其化学成分、物相组成及主要矿物的赋存状态。结果表明:白钨盐酸分解渣中矿物颗粒呈自形-半自形-它形块... 以白钨盐酸分解渣作为研究对象,采用综合矿物分析系统(TIMA)、X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等方式分析了其化学成分、物相组成及主要矿物的赋存状态。结果表明:白钨盐酸分解渣中矿物颗粒呈自形-半自形-它形块状结构,其主要物相为钨酸、萤石、石英、锡石、黄铁矿、辉钼矿、毒砂、蓝铁矿,质量分数分别为66.93%、28.22%、1.12%、1.26%、0.3%、0.07%、0.2%、0.04%;钨酸嵌布粒度为110μm以上,而萤石、石英、锡石、黄铁矿、辉钼矿、毒砂矿石嵌布粒度主要集中在5~20μm之间,颗粒较细且与钨酸紧密镶嵌或被钨酸包裹。 展开更多
关键词 白钨盐酸分解渣 TIMA 矿物特性 物相组成
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锑氧还原熔炼过程有价组元热力学行为研究
9
作者 张忠堂 刘兰进 +4 位作者 蒋春生 聂华平 王瑞祥 徐志峰 马保中 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2024年第12期17-25,共9页
以锑氧粉为研究对象,采用热力学软件FactSage计算还原过程各金属氧化物反应趋势、Me-C-O系优势区图及物相平衡分配。结果表明,在一定温度范围内,控制CO分压与O_(2)分压,可促进Sb_(2)O_(3)向金属Sb转化,PbO向金属Pb转化。随着温度的升高... 以锑氧粉为研究对象,采用热力学软件FactSage计算还原过程各金属氧化物反应趋势、Me-C-O系优势区图及物相平衡分配。结果表明,在一定温度范围内,控制CO分压与O_(2)分压,可促进Sb_(2)O_(3)向金属Sb转化,PbO向金属Pb转化。随着温度的升高,金属Sb和Pb的稳定存在区域逐渐增大。验证试验表明,在还原温度800℃,还原煤率20%条件下,锑氧还原过程可顺利进行,产出合金品位大于98%,合金收率90%以上。 展开更多
关键词 锑氧 火法冶金 还原熔炼 热力学
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钼硫硒复合物吸附剂的制备及从冶炼烟气中捕获单质汞的机理
10
作者 陈志康 刘翼瑄 +2 位作者 阮泽晟 徐志峰 刘志楼 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3243-3256,共14页
为了实现冶炼烟气中气态单质汞的高效净化,本文采用硒硫阴离子复合策略制备了一系列钼硫硒复合物吸附剂(MoS_(x)Se_(y))材料。首先,采用SEM、TEM和EDS方法确定了MoS_(x)Se_(y)的微观结构和元素成分;其次,采用XRD和Raman分析了MoS_(x)Se_... 为了实现冶炼烟气中气态单质汞的高效净化,本文采用硒硫阴离子复合策略制备了一系列钼硫硒复合物吸附剂(MoS_(x)Se_(y))材料。首先,采用SEM、TEM和EDS方法确定了MoS_(x)Se_(y)的微观结构和元素成分;其次,采用XRD和Raman分析了MoS_(x)Se_(y)的物相组成;第三,采用XPS技术确定了MoS_(x)Se_(y)表面的元素价态;最后,研究了MoS_(x)Se_(y)对Hg0的吸附效率的影响,并评价其吸附性能。研究结果表明:制备的MoS0.5Se2.1吸附剂具备最佳的Hg0吸附性能,且在50~150℃的温度范围内保持了良好的Hg0吸附性能,最佳吸附效率和吸附速率可达97.86%和7.05μg/(g·min);烟气中的O_(2)和H2O会对MoS0.5Se2.1吸附剂产生抑制作用,但SO_(2)可在一定程度上促进吸附剂对Hg0的吸附;当突破阈值为25%时,MoS0.5Se2.1对应的Hg0吸附容量高达47.1 mg/g,远高于其他常规吸附剂;在低温下(<100℃),S_(n)^(2-)和Se-S_(n)^(2-)为主要的吸附位点,其与Hg0发生化学吸附,形成稳定的HgS和HgSe;而在高温下(>150℃),仅Se-S_(n)^(2-)是主要吸附位点,HgSe为主要的吸附产物;硒掺杂策略不仅可以增加吸附位点数量,而且可以提高吸附位点的热稳定性,从而实现了宽温度窗口下Hg0的高效脱除。 展开更多
关键词 冶炼烟气 钼硫硒复合物 吸附 单质汞
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