宋云峰
,
何利华
,
陈星宇
,
赵中伟
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.XY15010702
钼是一种稀有高熔点金属,具有优异的抗磨损性能和抗腐蚀性能,是发展现代高科技不可缺少的原材料之一,但杂质的存在会严重影响钼材料的使用性能.钼酸盐中微量钨的除去是冶金界的一个难题.吸附法简单有效,经济实惠,环境友好,是一个比较有前景的方法.本文基于钨钼的表生作用、海洋化学、结晶化学和矿物化学等地球化学理论,分析了铁锰氧化物对钨、钼吸附行为的差异,并根据操作方式的不同,从固体颗粒吸附剂吸附、新生态吸附剂吸附和原位生成吸附剂吸附3个方面阐述其研究现状.进一步分析不同水合金属氧化物对钨的吸附,都遵循着钨在自然界的赋存规律.因此,地球化学理论可为冶金工艺开发提供新思路,具有重要的借鉴意义.
关键词:
钼酸盐
,
除钨
,
铁锰氧化物
,
吸附
,
地球化学
高利利
,
赵中伟
,
赵红敏
,
李洪桂
,
霍广生
,
陈爱良
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2011.03.020
针对钨冶炼过程中采用选择性沉淀法除钼后溶液中铜浓度"反常"偏高的现象,利用同时平衡原理,对该溶液体系中的Cu-NH<,3>-Cl-S复杂络合平衡进行了热力学计算,并根据结果绘制了有关平衡图,同时结合生产实际进行了分析与解释.结果表明,选择性沉淀法除钼后溶液中的铜可与HS<'->,NH<,3>,CL<'->和OH等阴离子形成多种复杂络合离子,但大多数铜络合离子浓度非常低,对溶液中总铜浓度影响很小;造成铜的"反常"偏高的主要原因在于铜与HS<'->形成的Cu(HS)<,3><'->和CuS(HS)<'3><,3><'->络离子,并且在计算条件下,该类络离子的浓度随pH值及溶液中[S]的增加而迅速增加.最后根据分析结果,提出了避免铜杂质超标的对策,主要方法如下:(1)在不造成大量钨损的前提下尽可能降低溶液硫化的pH值或在保证硫化深度的前提下尽可能降低硫化剂的用量,可使除钼后溶液中铜浓度降低;(2)可以在除钼后向溶液中加入氧化剂(如H<,2>O<,2>)将溶液中剩余的硫氧化成SO<'2><,4><'->使其无法与铜络合从而减少溶液中的铜浓度;(3)因铜络离子均以络阴离子的形式存在,可通过溶剂萃取或阴离子交换树脂吸附,将含铜络阴离子除去,从而降低溶液中的铜浓度.
关键词:
选择性沉淀法
,
Cu-NH3-Cl-S复杂络合平衡
,
铜络合离子
,
热力学计算
赵中伟
,
王明
功能材料
应用机械化学原理,研究了在振动磨样机中由磷酸二氢钙(MCPM)和氢氧化钙合成羟基磷灰石(HAP)过程的动力学机制,并建立了相应的动力学模型.结果表明,合成过程为生成中间产物二水磷酸氢钙(DCPD)的两步式反应,其中第二步反应在第一步反应结束后才开始,并且在很短的时间内(＜30s)迅速完成,即发生了"爆炸式"反应,反应过程可用类Avrami方程进行表征.探讨了发生"爆炸式"反应的可能机理.
关键词:
机械化学
,
羟基磷灰石
,
"爆炸式"反应
,
动力学
陈星宇
,
肖露萍
,
赵中伟
中国有色金属学报
针对钨钼冶炼过程中钒难以深度除去的难题,借鉴海洋化学研究中的元素迁移规律,研究采用高价水合氧化物从钨钼冶炼过程中除钒.结果表明:从钨酸钠溶液中除钒,当铁盐添加量按Fe与V摩尔比为40、溶液pH值为8.5～9.0时,除钒率均能达到99％以上.而在相同条件下,当采用水合铝氧化物和锰氧化物作为除钒剂时,除钒率分别只能达到90％和60％,除钒效果明显不及采用铁盐时的.另外,用于在钼酸钠溶液除钒,当铁盐添加量按Fe与V摩尔比为40、溶液pH值7.5～10.8时,除钒率可达到97％,钼损失率小于5％.而在钼酸铵溶液中,当铁盐添加量按Fe与V摩尔比为10、溶液pH为8.6～9.0时,除钒率在96％以上,同时几乎没有钼损失;当铁盐添加量按Fe与V摩尔比增加到20时,除钒率均高于97％,钼损失率也小于2％.在钨钼冶炼过程中,铁盐可以作为一种有效的除钒试剂.
关键词:
钨酸钠体系
,
钼酸钠体系
,
钼酸铵体系
,
深度除钒
,
铁盐
李运姣
,
李洪桂
,
孙培梅
,
苏鹏抟
,
赵中伟
,
霍广生
,
刘茂盛
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2000.05.010
在分子设计理论和方法指导下,借助于钨、钼化合物的性质差异,设计并合成了从钨酸盐溶液中选择性沉淀除钼的 M115-a、 M115-b 等四种沉淀剂.采用由化学试剂配制而成的含钼钨酸钠溶液及工业粗钨酸钠溶液进行选择性沉淀除钼工艺验证试验,结果表明,四种沉淀剂可分别在不同程度上选择性沉淀除钼,但以 M115-a的除钼效果最好,对含 Mo0.6～1.4 g/L 的料液,其除钼率可达 94%～99%,除钼过程钨回收率大于 99.9%.
关键词:
钨
,
钨钼分离
,
沉淀
赵中伟
,
梁新星
,
刘旭恒
,
何利华
,
陈星宇
,
司秀芬
,
陈爱良
中国有色金属学报
针对高Mg和Li质量比盐湖卤水提锂困难的问题,提出利用LiFePO4/FePO4材料对盐湖卤水进行选择性提锂的思路.在热力学计算的基础上绘制298.15 K时Me(Li, Na, K, Mg)-Fe-P-H2O体系的?—pH图,并讨论FePO4对盐湖中Na+、K+、Mg2+与Li+的选择性吸附问题.结果表明:当离子浓度为0.1 mol/L、体系氧化还原电位降到0.36 V(vs SCE)时,FePO4中+3价的铁即被还原为+2价,同时Li+嵌入FePO4晶格生成LiFePO4;而体系电位需降到0.132 V和0.073 V才分别生成KFePO4和NaFePO4,说明材料对Li的选择性优于Na和K的,而Mg0.5FePO4则在计算分析的范围内不能稳定存在,说明FePO4对Mg2+无吸附性.因而,在适当的电位范围内(本研究的计算条件下为0.173~0.33 V)即可利用磷酸铁材料实现Li与Na、K、Mg等元素的选择性提取,而吸附锂后通过调节氧化还原电位大于约0.33 V,即可实现LiFePO4材料中Li的脱出.
关键词:
Me-Fe-P-H2O系
,
FePO4离子筛
,
热力学
,
提锂
,
卤水
张伟光
,
赵中伟
中国有色金属学报
目前钨冶炼企业广泛应用的除钼方法是基于钨钼与硫亲合力的差异，针对该方法中存在的钼硫化剂含硫量低且价格高的问题，提出以五硫化二磷P2S5作为新型硫化剂，通过其水解产生硫氢根为钼的硫化提供硫源的设想，并从热力学角度考察P2S5在水溶液中的水解过程及钨、钼的硫化行为。结果表明：P2S5水解产生钼硫化所需要的硫氢根；同时，在pH值7~9的弱碱性溶液中，n(S)/n(Mo)为8时，硫氢根可使溶液中的MoO42-完全硫化为硫代钼酸根，而WO42-几乎不被硫化。硫化过程中P2S5水解还将产生PO43-，在钨冶炼过程中可用现有技术除去。因此，在钨钼分离工艺中，P2S5有望成为一种新型高效的钼硫化剂。
关键词:
钨
,
钼
,
钼硫化剂
,
五硫化二磷
,
分离
,
水解平衡
,
硫化
,
热力学
赵中伟
,
陈爱良
,
孙培梅
,
陈星宇
,
霍广生
,
李洪桂
中国有色金属学报
将"活性硫化镍法"所用的除铜试剂"硫化镍"视为先导化合物,按电子等排原理,通过分子修饰进行类型衍化,修饰阴离子,以一种新设计的含硫化学结构取代S2-,得到的新型除铜剂为NAS和硫化镍混合物.结果表明:当NAS纯度α≥73%(NAS在混合物中所占比例)、除铜剂用量为理论量的1.2倍、溶液pH值为4.0、反应温度为60℃时反应80 min后,采用新型除铜剂从镍电解阳极液中除铜,除铜后溶液中的铜浓度c(Cu2+)可降至1.57×10-5mol/L,除铜渣中铜镍质量比不小于25,远优于工业生产的要求(c(Cu2+)≤1.57×10-5mol/L,渣中铜镍质量比不小于15);NAS在自然条件下放置62 d后,其除铜效果仍然能够满足生产要求,且NAS在除铜过程中没有引入有害离子进入溶液.
关键词:
镍电解阳极液
,
除铜:电子等排原理
李洪桂
,
李运姣
,
孙培梅
,
赵中伟
,
霍广生
,
孙召明
功能材料
采用湿化学方法,通过水溶液中的化学反应直接合成纳米级LiMn2O4化合物,其结构基本上为无定型,但XRD图谱中已出现LiMn2O4特征峰,说明在水溶液中已初步形成尖晶石结构;运用XRD、SEM、TG-DTA等现代检测手段对样品的性能进行了表征.XRD及SEM等分析结果表明,合成样品经简单热处理后,晶型结构完善,形貌规整、均匀,比表面积显著减小,粒度明显变粗.TG-DTA热分析证明,样品在低于900℃的温度下进行热处理时,仅发生LiMn2O4的晶化过程,产物的化学组成稳定.该法合成锂离子电池正极材料LiMn2O4,具有工艺流程简单,产物的成分、结构及粒度均匀等特点.
关键词:
锂离子电池
,
LiMn2O4
,
湿化学合成
