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载银纳米TiO2抗菌竹炭的制备

齐萨仁 , 彭兵 , 柴立元 , 毛爱丽 , 王佳 , 杨志辉 , 闵小波 , 王云燕 , 万 , 斯

以工业TiOSO4为原料,分别通过水解法和胶溶法制备载银纳米TiO2抗菌竹炭.采用XRD和SEM对样品进行了表征,研究了不同载银量、煅烧温度、TiO2/C和竹炭粒径对抗菌率的影响.结果表明,水解法制备的抗菌竹炭的抗菌效果优于胶溶法制备的抗菌竹炭,控制载银量、煅烧温度、TiO2/C、竹炭粒径分别为2%、500℃、2%、200目时,水解法制备的抗菌竹炭抗菌率最佳;控制载银量、煅烧温度、TiO2/C、竹炭粒径分别为3%、500℃、3%、200目时,胶溶法制备的抗菌竹炭抗菌率最佳.

关键词: 竹炭 , 载银纳米TiO2 , 灭菌

二段式鸟粪石结晶法处理铜氨络合废水

柴立元 , 彭聪 , 闵小波 , 唐崇俭 , 宋雨夏 , 张阳 , 张静 , Mohammad ALI

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(17)60052-9

通过向合成铜氨络合废液中添加镁离子Mg2+和磷酸根离子34PO?,可以实现络合离子的解离,从而实现铜与氨氮的同步脱除.据此建立了两段式鸟粪石结晶法(TSSF),用于去除铜及氨氮.其中,第一段添加90%药剂(MgCl2及Na2HPO4),第二段添加剩余10%药剂.考察磷源及镁源添加量、pH、反应时间对铜及氨氮去除率的影响.结果表明,TSSF法对铜、氨的去除性能优于一段式沉淀法.在n(NH3-N):n(Mg):n(P)=1:1.2:1.5(摩尔比)、pH=9、反应时间30 min情况下,铜及氨氮的去除率分别为98.9%和99.96%.采用铜氨络合物与鸟粪石对氨氮的竞争机制解释了TSSF法对铜、氨的高效去除,并采用基于计算及优势相图的热力学分析手段进一步阐明了铜氨络合离子的解离机制.此外,X射线衍射分析(XRD)及能谱分析(EDS)结果也证实了鸟粪石的形成及铜的沉淀,揭示了铜及氨氮从液相到固相的转变过程.

关键词: 鸟粪石 , 铜氨络合物 , 氨氮脱除 , 重金属废水 , 沉淀

颗粒活性炭对乳酸钠的吸附及其特性

王璞 , 闵小波 , 柴立元 , 王云燕 , 方艳 , 常皓 , 袁林

中国有色金属学报

将颗粒活性炭碾磨处理后用于吸附乳酸钠,并采用单因子实验考察溶液pH值、温度对活性炭吸附量的影响.对吸附等温线的分析表明,碾磨时间不同的活性炭对乳酸钠的吸附行为均可用Freundlich方程描述,对比吸附常数和固相-水分配系数发现,碾磨30 min后活性炭的吸附能力最强;碾磨活性炭吸附乳酸钠的最佳pH为7.0,且吸附量受温度的影响不大.

关键词: 颗粒活性炭 , 乳酸钠 , 碾磨 , 吸附

污酸废水中铜和砷的气-液梯级硫化与分离

蒋国民 , 彭兵 , 柴立元 , 王庆伟 , 史美清 , 王云燕 , 刘恢

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(17)60107-9

通过气-液硫化反应初步分离污酸废水中的铜和砷,并将一级铜、砷分离渣按一定比例加入污酸原液中实现溶液中铜和渣中砷的置换分离.考察反应时间、温度和H2S用量对铜、砷去除率的影响,同时考察固液比、时间和温度对铜、砷置换反应的影响.当在50℃ 时加入20 mmol/L的H2S时,在0.5 min时间内即可使铜的去除率达到80%以上,且砷的去除率约为20%.将铜、砷一级分离渣按照10%以上的固液比例加入污酸废水中,在20℃ 下10 min后由于铜、砷置换作用,废酸中铜和砷分离率达到99%以上.沉渣中主要物相为CuS,富集的铜渣中铜的质量分数为63.38%.

关键词: 污酸废水 , 铜 , 砷 , 梯级硫化 , 分离

聚合羟基磷酸铁对土壤中镉和铅的固定

袁艺宁 , 柴立元 , 杨志辉 , 吴瑞平 , 刘恢 , 梁丽芬 , 侍维

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(17)60136-5

利用二氧化钛生产过程中产生的富含硫酸亚铁的副产物在碱性条件下制备聚合羟基磷酸铁(PHFP),用于固定土壤中的铅和镉.利用傅里叶变换红外光谱和X射线衍射分析所制备聚合羟基磷酸铁的结构特征;采用改进的Tessier连续提取法并模拟酸雨淋溶以评价土壤中镉和铅的固定效果.结果表明,羟基磷酸铁是一种含有复杂OH—Fe—P结构的多聚物,主要由Fe6(OH)5(H2O)4(PO4)4(H2O)2和Fe25(PO4)14(OH)24组成.当其以4%的比例加入土壤中,土壤中DTPA提取态镉和铅的去除率分别达33%和45%,水溶态镉和铅的去除率分别降低了56%和58%.镉和铅的固定是由于水溶态、交换态和碳酸盐结合态转化为铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态.模拟酸雨淋溶下,采用羟基磷酸铁修复后土壤中镉和铅的释放量较修复前分别下降了53%和52%.结果表明该羟基磷酸铁具有修复镉和铅污染土壤的应用潜力.

关键词: 土壤 , 镉 , 铅 , 聚合羟基磷酸铁 , 固定修复

硫酸盐化焙烧?水浸回收锌浸渣中有价金属

蒋国民 , 彭兵 , 梁彦杰 , 柴立元 , 王庆伟 , 李青竹 , 胡明

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(17)60138-9

锌浸渣产生于传统湿法炼锌过程,它是一种危险废物同时也是一种潜在的有价固体废物.用硫酸盐化焙烧?水浸的组合工艺对锌浸渣中有价金属进行回收.首先,锌浸渣在640℃下与硫酸铁进行混合焙烧,硫酸铁/铁酸锌摩尔比为1.2,硫酸盐化焙烧时间为1 h.在此过程中,废渣中的有价金属转化为可溶的硫酸盐,而铁以氧化铁形式存在.随后,采用水浸法提取有价金属硫酸盐,渣中锌、锰、铜、镉、铁的回收率分别为92.4%、93.3%、99.3%,91.4%,1.1%.对水浸处理后的废渣进行浸出毒性检测.结果表明,上述工艺可以有效地实现锌浸渣的无害化处理,处理后各重金属浸出毒性均低于限值.

关键词: 锌浸渣 , 硫酸盐化焙烧 , 水浸 , 有价金属回收

冶炼烟气洗涤污酸废水气液硫化除锌

蒋国民 , 彭兵 , 王海棠 , 柴立元 , 王庆伟 , 王云燕 , 史美清

中国有色金属学报

采用气液硫化法对模拟含锌污酸废水进行处理，考察pH值、H2S气体分压、反应温度、反应时间、Zn2+初始浓度等条件对Zn2+去除效果的影响。在单因素实验的基础上进行五因素五水平的正交实验，并对采用该工艺处理冶炼烟气洗涤污酸废水效果进行验证。研究Zn2+硫化分离的热力学，及其气液反应动力学过程，并对锌沉渣进行分析与表征。结果表明：在最佳工艺条件为模拟溶液初始pH值3、反应时间80 min、温度35℃、H2S气体的体积分数为30%、Zn2+初始浓度100 mg/L时，Zn2+脱除率为99.54%，沉渣主要物相为ZnS，锌的质量分数达63.84%；实际污酸废水锌浓度为569和216.7 mg/L时，去除率分别达到99.79%和99.49%。

关键词: 污酸废水 , 除锌 , 气液硫化 , 热动态

多道次立平辊轧制立辊孔型对轧件头尾形状影响的有限元分析

喻海良 , 刘相华 , 赵宪明 , 司良英 , 牛海山 , 草场芳昭

钢铁研究学报

利用显式动力学有限元方法和几何模型更新方法模拟了不同立辊孔型下多道次立平辊轧制过程，对轧后各道次的轧件头尾形状进行了分析。结果表明：采用平立辊轧制时，轧件影响深度比采用孔型立辊时小，且轧件尾部出现尖角，而采用孔型立辊时未出现；采用孔型辊时，孔型立辊底部导角大小对轧件头尾形状影响较小，且轧件伸长率比采用平立辊时大。同时，平立辊轧制过程头尾情况与用铅实验值吻合较好，说明了本次分析的正确性。

关键词: 立平辊轧制;轧件头尾形状;有限元;几何模型更新方法

多道次立-平辊轧制立辊孔型对轧件头尾形状影响的有限元分析

喻海良 , 刘相华 , 赵宪明 , 司良英 , 牛海山 , 草场芳昭

钢铁研究学报

利用显式动力学有限元方法和几何模型更新方法模拟了不同立辊孔型下多道次立-平辊轧制过程,对轧后各道次的轧件头尾形状进行了分析.结果表明:采用平立辊轧制时,轧件影响深度比采用孔型立辊时小,且轧件尾部出现尖角,而采用孔型立辊时未出现;采用孔型辊时,孔型立辊底部导角大小对轧件头尾形状影响较小,且轧件伸长率比采用平立辊时大.同时,平立辊轧制过程头尾情况与用铅实验值吻合较好,说明了本次分析的正确性.

关键词: 立-平辊轧制 , 轧件头尾形状 , 有限元 , 几何模型更新方法