分析测试

• 煤矸石硫酸浸出渣碱浸制水玻璃试验研究

  陆一铭;饶兵;高利坤;陈晓鸣;尹兆波;王蓓琳;

  煤矸石是煤炭生产和加工过程中产生的固体废弃物，目前常采用酸浸法处理，而酸浸法回收利用煤矸石中Al_2O_3时会产生大量的酸浸渣，酸浸渣中SiO_2的质量分数接近70%,是优质的水玻璃原料。本文以云南曲靖地区煤矸石硫酸浸出渣为研究对象，首先开展了单因素试验，分析了碱浸浓度、温度、时间、液固比、搅拌速率等关键因素对煤矸石酸浸渣碱浸制取SiO_2效果的影响；然后基于正交试验和响应曲面法，建立了试验过程中各影响因素与浸出指标之间的数学模型；通过模型求解，得到了最佳浸出条件：碱浸浓度4.856 mol/L、碱浸时间96 min、碱浸温度67.125℃、碱浸液固比5.416∶1,搅拌速率150 r/min。在最优条件下进行煤矸石酸浸渣碱浸制取SiO_2验证试验，得到了SiO_2溶解率为61.13%、液体水玻璃模数为2.231的良好指标。研究成果可为同类煤矸石酸浸渣的综合利用提供借鉴。

  2025年04期 v.54;No.478 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 2169K]
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• 基于酸浸-层状双氢氧化物沉淀法的含锂黏土矿高效提锂与转化

  曹宇;

  随着新能源行业的快速发展，我国对锂资源的需求持续增长。黏土型锂矿在我国分布广泛，但提取技术尚不成熟。本研究采用焙烧-酸溶液浸出结合锂-铝层状双氢氧化物(Li-Al LDHs)富集的方法从豫北地区含锂黏土矿中提锂，分别考察了焙烧温度、浸出时间、浸出温度、浸出酸浓度、浸出固液比对Li~+浸出率的影响，NaOH添加量、Al~(3+)沉淀量、吸附时间、固液比对Li~+富集效率的影响，以及解吸时间和焙烧对Li~+解吸率的影响，并探讨了解吸液纯化制备高纯Li_2CO_3的条件，验证了利用制备的Li_2CO_3合成LiFePO_4的可行性。结果表明：经过条件优化，Li~+浸出率达89.37%,富集效率达93.26%,解吸率达89.13%,制备的碳酸锂质量分数达99.61%。

  2025年04期 v.54;No.478 9-17+25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1659K]
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• 湖北某磷尾矿工艺矿物学研究

  穆婉莹;付艳红;李智力;何东升;唐远;

  为明确湖北某磷尾矿的工艺矿物学特征，利用矿物自动定量分析系统(AMICS)、扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)、X射线衍射仪(XRD)、X射线荧光光谱分析仪(XRF)等手段对磷尾矿试样的化学成分、矿物组成、粒度分布、单体解离情况及连生关系进行了研究。结果表明：磷尾矿试样的主要矿物为白云石和胶磷矿，次要矿物为石英、钾长石和黄铁矿等；胶磷矿的连生关系简单，主要与白云石、石英等矿物两相连生，胶磷矿微细颗粒呈分散粒状浸染于白云石中；胶磷矿、白云石和黄铁矿复杂连生，导致胶磷矿难以与其他矿物有效分离。建议通过“分级-再磨-再浮选”流程对该磷尾矿中的磷作进一步回收，也可将其与钾长石进行高温煅烧活化制备高活性钙镁硅钾肥，或制备土壤调理剂。

  2025年04期 v.54;No.478 18-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1440K]
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能源材料

• 基于轻烧白云石-水化络合法的氧化镁制备工艺

  仉崇;刘红伟;林仁鹏;张衡;王晓敏;王永祯;

  我国白云石资源分布广泛，储量丰富，容易开采，是制备镁系列产品的重要原料之一。氧化镁(MgO)具备优异的耐火性、绝缘性和导磁性等性质，已被广泛应用于建材、电子、国防等领域。当前以白云石为原料提取MgO的工艺大多存在工艺复杂、成本较高、生成残渣、污染环境等问题。本文以轻烧白云石为原料，采用水化络合法制备MgO。首先采用水化法将白云石中Ca、Mg进行初步分离，再通过络合工艺对水化产物中的Ca、Mg进行二次分离，最终制得纯度较高的MgO。通过考察轻烧白云石中主要共存元素Li、Na、Ca、K、Fe、Cu与Mg的质量分数比，确定了白云石粉料适宜的煅烧条件：煅烧温度为900℃、煅烧时间为3 h。通过考察水化产物中Ca与Mg的质量分数比，确定了轻烧白云石适宜的水化反应条件：水化温度为90℃、水化时间为0.5 h、搅拌速率为80 r/min。通过考察络合后提取的MgO纯度，确定了水化产物较适宜的络合反应条件：络合剂溶液pH为10、络合温度为50℃、络合时间为20 min、搅拌速率为60 r/min,在此条件下从轻烧白云石中提取的MgO纯度高达96.2%。本研究提出的工艺具有污染小、成本低、无残渣产生等优点，为高纯MgO的制备提供了一种新方法。

  2025年04期 v.54;No.478 26-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 3158K]
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综合利用

• 退役三元锂离子电池正极材料中有价金属回收研究进展

  郑承辉;张豪;宋东祺;董树豪;杨亚凯;郭慧;

  三元镍钴锰锂(NCM)电池由于能量密度高、电化学性能好而被广泛应用于新能源汽车和储能行业。NCM电极材料中锂、镍、钴、锰的含量远高于天然矿石，退役三元锂离子电池已成为关键金属(Li、Ni、Co、Mn)的重要二次资源，回收价值巨大。本文综述了从NCM正极材料中回收有价金属的工艺研究现状，详细介绍了造渣还原熔炼、还原焙烧以及盐辅助焙烧等火法冶金工艺，重点关注其对Li的选择性浸出效果，并总结了各种工艺的优缺点；分析了湿法冶金中有机酸浸、无机酸浸和氨浸等浸出工艺的原理和优缺点，介绍了新型有价金属生物浸出策略；指出了有价金属浸出技术面临的挑战并展望了未来的重要发展方向，旨在为退役三元锂离子电池中有价金属的绿色、高效和低成本回收提供借鉴。

  2025年04期 v.54;No.478 37-50+78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1878K]
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• 低共熔溶剂预处理棕榈壳微波热解制备碳纳米管

  翟庆春;柳懿轩;朱志伟;应家琪;刘康;杜兴云;窦金孝;

  木质纤维素生物质是地球上最丰富的可再生生物质，实现其分级转化和高效高值利用，有助于我国“双碳”目标的实现。棕榈壳是一种常见的废弃物，其富含纤维素和木质素等物质。本文以棕榈壳(palm kernel shell, PKS)为原料，使用低共熔溶剂(deep eutectic solvents, DESs)对其进行预处理得到纤维素组分，并利用微波热解装置直接制备碳纳米管。通过BBD(box-behnken design)响应面法优化棕榈壳预处理工艺参数，通过扫描电镜(SEM)、高分辨率透射电镜(HRTEM)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)、热重分析仪(TGA)等手段对热解产物进行分析。结果表明：在预处理温度为120℃、预处理时间为3 h、氢键受供体摩尔比为1∶5时，木质素的脱除率最高，纤维素收率最高；工艺参数优化结果显示，两两交互影响因素作用对预处理棕榈壳木质素脱除率的影响显著性排序为预处理温度>氢键受供体摩尔比>预处理时间；棕榈壳纤维素通过微波热解可以一步制得结构完整的碳纳米管。

  2025年04期 v.54;No.478 51-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 2340K]
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前沿评述

• 闪锌矿浮选药剂应用研究进展

  夏虎潇;谢贤;童雄;王长涛;吴雨瑶;孙代馨;李蒋;

  闪锌矿是一种重要的含锌硫化物矿物资源，浮选法是分离提纯闪锌矿的最有效方法，而浮选药剂的应用是浮选法的核心。本文介绍了全球锌矿资源的分布特点，总结了闪锌矿的性质，综述了闪锌矿浮选捕收剂、活化剂、抑制剂的应用现状和优缺点，展望了闪锌矿浮选药剂的发展趋势。深入探索闪锌矿与药剂之间的作用机理，持续优化药剂制度，研发高效无毒、低成本、选择性好的浮选药剂是未来闪锌矿浮选药剂研究的重要方向。

  2025年04期 v.54;No.478 59-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 926K]
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• 化学法制备轻质碳酸钙研究进展

  宋学文;李明菲;唐紫薇;李丹;卜显忠;

  碳酸钙是一种重要的无机功能材料，广泛应用于工业生产领域。随着世界工业的快速发展，对高性能轻质碳酸钙(PCC)的需求不断增长。化学法是制备高性能轻质碳酸钙功能性产品的唯一途径，本文介绍了方解石、文石和球霰石3种晶型碳酸钙的特点，概述了Ca~(2+)-H_2O-CO_3~(2-)体系、Ca~(2+)-H_2O-CO_2体系和Ca~(2+)-R-CO_3~(2-)(R为有机介质)体系等3种化学法合成轻质碳酸钙制备体系的研究现状，综述了无机离子、可溶性共聚物和生物大分子这3类主要添加剂在化学法制备轻质碳酸钙中的作用。针对我国对高性能轻质碳酸钙产品严重依赖进口的现状，指出了轻质碳酸钙未来的重点发展方向。

  2025年04期 v.54;No.478 69-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1294K]
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