采用响应面优化酸浸法回收报废三元电池中有价金属的研究

为简化传统报废锂离子电池(LIBs)处理工艺,对报废镍钴锰三元(NCM)电池正极材料进行浸出处理,在单因素试验的基础上,利用响应面分析法分析浸出温度、抗坏血酸浓度、固液比和浸出时间对正极材料中Co、Li、Mn、Ni浸出率的影响。建立数学回归模型,分析因素间的交互作用。结果表明,各金属的回归方程模型均显著(p<0.05),R^2≥0.88,信噪比N>4,C.V.较低,可用于报废NCM电池中Co、Li、Mn、Ni浸出工艺的分析与预测,其中浸出温度和抗坏血酸浓度的交互作用对Li和Ni的浸出率影响最大。各金属浸出率的最佳工艺条件为:浸出温度69.26℃,抗坏血酸浓度1.24 mol/L,固液比31.30 g/L,浸出时间59.79 min。在此条件下,Co、Li、Mn、Ni浸出率分别为96.35%、92.53%、89.28%、56.32%。结合回归分析及可操作性原则,进行3次平行试验,试验结果与模型理论预测值接近。试验过程简单,处理方法对环境友好,有利于工业化生产。     

电镀污泥中镍的浸出过程动力学研究

以硫酸为浸镍剂,从某表面处理工业园电镀废水处理污泥中提取镍,通过单因素优化试验探讨了影响镍浸出效率的主要因素,如污泥粒径、硫酸质量分数、固液比、浸出时间、浸出温度等,并对硫酸浸镍过程的动力学机理进行了研究。结果表明:当污泥粒径为147μm、硫酸质量分数为20%和固液比为1∶7(g∶m L)时,在常温条件下反应60 min,污泥中镍的浸出率可达96%以上;硫酸浸出镍的过程符合收缩未反应核模型,其动力学方程为1-23η-(1-η)23=KDt,浸出反应级数为1,浸出活化能Ea为3.127 k J/mol,指前因子A为0.011 7,反应速率常数为K=0.0117e-3.127RT,根据该模型可知,硫酸浸出镍的决定步骤为固体膜扩散。     

从煤矸石中提取活性氧化铝的清洁化工艺

煤矸石中含有大量的铝,将其作为一种新的铝资源加以利用,有助于减小铝需求的压力,缓解煤矸石所引起的环境污染问题。煤矸石中铝、硅主要以高岭土形式存在,活性非常低,通过热活化可以提高煤矸石活性,增加氧化铝的浸出率。用XRD对熟料和赤泥矿物组成进行分析,并通过正交试验确定了煤矸石的烧成条件和浸出条件。结果表明,烧成条件为:石灰饱和系数LSF=0.9,烧成温度1 260℃,反应时间90 min,平均颗粒直径0.085 mm。浸出条件为:Na2CO3质量浓度100 g/L,液固比3 L/mg,浸出温度85℃,浸出时间100 min。在最适宜的条件下,煤矸石中氧化铝的浸出率达85.6%。     

铜冶炼高砷烟尘浸出特性研究

以水为浸取剂,浸出铜冶炼过程中产生的高砷烟尘(砷质量分数为15.06%),研究了反应温度(T)、反应时间(t)、液固比(L/S)、pH值等因素对As、Pb、Zn浸出率的影响,并采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等表征方法分析了原料及浸出渣的微观结构,揭示了高砷烟尘中As、Pb、Zn物相的溶解机理。结果表明,以Pb_2As_2O_7和(Fe,Zn)_3(AsO_4)_2·8H_2O存在形态为主的高砷烟尘浸出特性受液固比、pH值的影响十分显著,而受反应温度、反应时间的影响很小。在T=50℃、t=30 min、L/S质量比=10∶1、pH=1.0、搅拌速度300 r/min的条件下,Pb浸出率小于0.5%,As浸出率为93%,Zn浸出率为95%。XRD和SEM结果表明,在强酸性条件下,烟尘中的Pb_2As_2O_7物相可溶解释放Pb~(2+)和AsO_4~(3-),而生成的Pb~(2+)可与液相SO_4~(2-)反应生成PbSO_4沉淀,进而降低Pb的浸出率;(Fe,Zn)_3(AsO_4)_2·8H_2O溶解释放出Zn~(2+)和AsO_4~(3-),可进一步提高As和Zn的浸出率。     

鸡毛微波水解制备复合氨基酸螯合铜的实验研究

利用微波,以鸡毛为原料提取复合氨基酸,并制备复合氨基酸铜.分别通过正交实验分析出提取复合氨基酸的最优条件为:固液比为1:10,所用硫酸浓度为3 mol/L,水解时间为3 h,水解反应所需的微波功率为360 W;制备复合氨基酸螯合铜的最优条件为:物料比为1:2,反应的pH为6,反应的温度为60 ℃,反应的时间为80 min.     

电解锰渣锰和硫酸铵资源回收及无害化试验研究

利用具有洗涤功能的隔膜压滤机对电解锰渣资源回收和无害化处理进行了中试规模的试验研究。结果表明,电解锰渣中大部分的锰属于酸溶锰,容易被浸出,当利用阳极液浸出时间达到120 min时,酸溶性锰基本溶出。锰渣经过水洗可大幅降低其中的锰和硫酸铵含量,当水洗时间达到11 min时,洗涤水中的锰和硫酸铵浓度趋于稳定。采用p H值为11的碱液对锰渣进行洗涤,当洗涤时间达到5 min时,碱洗渣浸出毒性测试的浸出液中p H值、锰和氨氮的值均小于标准限值(GB 8978—1996),碱洗渣属于一类工业固废。     

氨法-Fe(Ⅱ)EDTA法同步脱硫脱硝的研究

在氨法脱硫的基础上提出了氨法-Fe(Ⅱ)EDTA法同步脱硫脱硝的新工艺,重点研究了Fe(Ⅱ)EDTA浓度、反应温度、进气流量、初始pH值等参数对脱硫脱硝效率的影响。研究结果表明,氨法-Fe(Ⅱ)EDTA法同步脱硫脱硝工艺可行,在温度40℃,初始pH值为8,进气量50 L/h,Fe(Ⅱ)EDTA浓度为0.075 mol/L的条件下可以保持99%以上的脱硫率和70%以上的脱硝率。     

Study on the Preparation of Al2(SO)3 From High Explosive of TNT/RDX/AI

为回收梯黑铝混合装药中的铝,通过单因素试验及五因素四水平正交试验对提取工艺进行优化.结果表明,五因素影响顺序为:酸液浓度＞颗粒尺寸＞反应温度＞液固比＞反应时间;提取最佳工艺条件为:酸液浓度0.8 mol/L,炸药颗粒尺寸40～50目,反应温度45℃,液固比13 mL/g,反应时间90 min;所得硫酸铝产品品质较优.     

Fe(Ⅱ)EDTA溶液脱除NO实验研究

在脱硝喷淋系统上研究了各实验条件对Fe(Ⅱ)EDTA络合脱除NO的影响,结果表明:吸收液的酸碱度影响Fe~(2+)/EDTA络合形式,当溶液处于弱酸、弱碱条件下有效脱硝络合形式Fe(Ⅱ)EDTA浓度最高;当配制Fe(Ⅱ)EDTA络合剂时,Fe~(2+)/EDTA摩尔比为3 2时脱硝效率最大,过多的Fe~(2+)或EDTA不利于脱硝;当温度由30℃上升至80℃时脱硝效率下降了36%;在0.05mol/L的Fe(Ⅱ)EDTA的吸收液中加入0.1mol/L的氨水,可实现40%的脱硝率和90%的脱硫率。     

垃圾焚烧飞灰中重金属的浸滤特性及影响因素

以重庆市生活垃圾焚烧飞灰为研究对象,分析飞灰浸滤的初始pH值、液固比(L/S)及浸出时间对飞灰中重金属浸滤特性的影响.同时,采用分级提取法(BCR法)对浸滤进行形态分析.结果表明,飞灰浸滤呈弱碱性(飞灰浸滤pH值未超过腐蚀性鉴别标准pHi≥12.5或≤2.0,不具有腐蚀性);但Pb的浸出质量浓度(5.19 mg/L)超过国家限定标准(5 mg/L),具有浸出毒性,属危险废物.飞灰中Cr、Ni和Mn主要以残渣态为主,而Cd和Cu主要以弱酸提取态为主.重金属的浸出量与初始pH值密切相关,易在酸性条件下浸出.重金属的浸出量基本上随液固比和浸出时间的增加而增加,且在浸出时间为24 h时达到最大浸出量(Cd除外).本研究为焚烧飞灰的污染防治与合理处置提供了依据.     

不同液气比条件下氨法脱碳工艺影响因素试验研究

基于氨法脱碳工艺,对不同液气比下各工艺参数对CO_2脱除率的影响开展了试验研究。结果表明,氨水浓度和烟气停留时间的提升能够有效提高CO_2的脱除率,而反应温度、CO_2体积分数及CO_2负载量的提高不利于CO_2的脱除。通过调整液气比可以缓解各工艺参数对CO_2脱除率的影响,维持系统稳定。综合对比试验结果,认为液气比合适的应用范围为6~8 L/m3。     

报废梯黑铝装药提取制备硫酸铝工艺研究

为回收梯黑铝混合装药中的铝,通过单因素试验及五因素四水平正交试验对提取工艺进行优化。结果表明,五因素影响顺序为:酸液浓度>颗粒尺寸>反应温度>液固比>反应时间;提取最佳工艺条件为:酸液浓度0.8 mol/L,炸药颗粒尺寸40~50目,反应温度45℃,液固比13 mL/g,反应时间90 min;所得硫酸铝产品品质较优。     

超声波雾化处理模拟烟气中的SO_2研究

采用超声波雾化技术雾化Mn~(2+)吸收液,并利用雾滴中的Mn~(2+)催化氧化SO_2,达到净化低浓度SO_2的目的。通过试验考察自然光照、雾化参数及工艺条件对超声雾化脱硫率的影响。结果表明,在有Mn~(2+)催化剂的条件下,自然光照对SO_2在雾中的氧化贡献较小。在雾化液pH值4~6、气体流量0.3 L/min、雾化液体积120 m L、雾化功率40 W、Mn~(2+)浓度0.01 mol/L、温度35℃、SO_2质量浓度1 500 mg/m3、氧体积分数15%的最佳反应条件下,脱硫率100%可维持510 min,脱硫率维持在80%以上的时间为880 min。     

赤泥酸浸出铁、铝的工艺条件研究及其表征

对广西某铝厂的赤泥进行了盐酸浸出铁、铝的工艺条件研究,并利用扫描电镜和X－衍射对赤泥酸溶前后的形貌特征及矿物物像、化学成分进行分析表征,研究结果表明,赤泥在温度为80℃、液固比为6、浓度为7 mol／L的盐酸中反应3 h ,Fe和Al的浸出率分别为82％和30．5％;酸溶前后赤泥形貌由团粒状转变为层架状,赤泥中赤铁矿矿物相被盐酸充分溶出。     

EAF渣矿相组成及其短期淋溶特性

采用XRD方法研究了EAF渣矿相组成,采用静态淋溶实验方法,研究了液固比、淋溶液初始p H值和淋溶温度对EAF渣短期淋溶特性的影响。结果表明,EAF渣中存在的主要矿物为镁硅钙石、硅酸二钙、钙铝黄长石、磁铁矿、尖晶石、绿铬矿和钙钛矿。短期淋溶条件下,EAF渣淋溶液呈现强碱性和一定的还原性,EAF渣淋溶液中铬质量浓度随着液固比的升高而有所降低,强酸或强碱性淋溶液会在一定程度上提高淋溶液中铬质量浓度,温度对淋溶液中铬质量浓度影响较小;淋溶液铬质量浓度不仅受铬富集相溶解反应平衡控制,也受到淋溶液酸性影响,酸性较强时利于渣中碱性氧化物Cr(OH)3的分解,碱性较强时利于Cr(OH)4-离子的生成;EAF渣淋溶液中的铬主要以三价态存在,六价铬和总铬质量浓度均低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)限值,在一定程度上说明EAF渣的短期淋溶毒性风险较低。     

微生物法脱除大石桥硫铁矿烧渣中硫的研究

考察了不同接种时间、矿浆浓度、氮源、催化剂对烧渣脱硫效果的影响,还考察了铁精矿的脱硫情况.得出结论:在单因素下,前3天脱硫速度快,3～6天脱硫速度缓慢;接种菌的培养时间为72 h,矿浆质量浓度80g/L,氮源硫酸铵1g/L,催化剂硝酸银0.02g/L等条件下脱硫效果较好,此时,处理3天后含硫量能从1.07%降至0.40%,脱硫率62.6%;对铁精矿(含铁65.30%)脱硫,处理4天后,含硫量从1.44%降至0.44%,脱硫率达69.4%,铁精矿满足冶炼要求.     

高铁锌焙砂还原焙烧-酸性浸出选择性分离铁锌研究

传统湿法炼锌中的氧化焙烧阶段产生大量铁酸锌,在常规条件下铁酸锌难以溶出,不利于铁锌的分离和回收.铁酸锌的生成导致后续沉铁工序复杂,渣量大,既浪费了锌铁资源又污染环境.提出了一种新的还原焙烧方法,使高铁锌焙砂中的铁酸锌选择性分解为氧化锌和磁性氧化铁.以北京某锌冶炼厂的锌焙砂为研究对象,研究铁酸锌选择性分解为氧化锌和磁性氧化铁过程中的变化规律,寻找最佳还原焙烧条件.采用化学分析法和XRD检测技术研究了锌焙砂还原焙烧过程中焙烧温度、焙烧时间、CO体积分数和CO/CO2配比等网素对亚铁生成量、可溶锌率及锌浸出率的影响.结果表明,在750℃、CO体积分数为4％、CO/(CO+ CO2)体积比为20％、焙烧60 min的焙烧条件,以及浸出酸度为150 g/L H2SO4、液固比为15∶1、转速为500 r/min、30℃的浸出条件下,锌的浸出率为93.24％,实现了铁锌的有效分离.     

城市污泥与谷壳混合制备吸附剂的研究

以氯化锌为活化剂,城市污泥与谷壳为原料热解制备含碳吸附剂,通过单因素实验和正交实验确定最佳制备条件,并对吸附剂进行了SEM和比表面积分析。最佳制备条件为:污泥谷壳干重比2∶3,ZnCl2浓度4 mol/L,固液比1∶2.5,热解温度500℃。比表面积测试结果为560.4 m2/g,SEM分析也表明制得的吸附剂孔道发达,说明该吸附剂适合做吸附材料。     

乐果UV-TiO_2光催化降解产物对LGX9敏感菌株的毒性

为准确反映乐果UV-TiO2光催化液对环境生物的毒性作用,以乐果敏感菌株LGX9为受试对象,研究了TiO2、H2O2、Fe2+、通入空气、初始pH值等因素对乐果UV-TiO2光催化液降解率及抑菌率的影响规律。结果表明,当乐果初始质量浓度为200 mg/L、反应温度为30℃时,在反应体系TiO2质量浓度1.0 g/L、H2O2浓度0.025 mol/L、Fe2+浓度0.002 mol/L,且以3.5 L/min通入空气、初始pH值为1的条件下,反应1 h后,乐果降解率为92.70%,对LGX9菌株生长已无抑制作用。研究表明,利用乐果敏感菌株LGX9可以有效反映乐果光催化降解液对环境的毒性作用。     

磷矿浆催化氧化湿法脱硝研究

采用液相催化氧化NO_x的方法,通过磷矿浆中过渡金属离子的催化作用,达到净化电厂烟气中NO的目的。考察了烟气含氧量、吸收温度、磷矿浆固液比及气体流量对磷矿浆湿法脱硝的影响。结果表明,试验最佳条件为NO进口质量浓度670 mg/m~3、磷矿浆吸收温度25℃、固液比500 g/L、流量0.3 L/min、含氧量20%;优化条件下的磷矿浆脱除效率最高可达88.9%。随着磷矿浆湿法催化氧化脱硝反应的进行,p H值不断下降,导致磷矿浆逐渐失效,需补入新鲜矿浆,维持吸收液的p H值以保证良好脱硝率。