阐述了还原焙烧—常压氨浸、高压酸浸(HPAL)湿法冶金技术处理低品位褐铁矿型红土镍矿的工艺特点、工业应用现状及研究进展,总结了三代HPAL技术的发展状况,介绍了镍钴沉淀富集技术及应用,分析了H₂S沉淀、MgO沉淀、直接NaOH沉淀工艺的优点与不足,探讨了NaOH转碱转晶种新沉淀工艺的成效,并对红土镍矿湿法冶金工艺的发展前景进行了展望。

研究了先采用王水浸出电子固体废弃物CPU,得到金质量浓度为256.1 mg/L的浸出液,再采用溶剂萃取法回收酸浸液中的金。考察了萃取剂种类、浓度、萃取时间、萃取相比、萃取温度对金萃取效果的影响。结果表明:以浓度80%的二丁基卡必醇为萃取剂,在相比V_O∶V_A=1∶4、常温条件下振荡反应10 min,金萃取率可达99.86%,再用草酸进行反萃取即可获得海绵金产品,回收效果较好。该法在CPU等含金电子固废的综合回收方面具有一定推广价值。

研究了采用HNO₃+H₂O₂浸出体系从含银废催化剂中浸出银,利用液-固相反应的收缩核模型分析了浸出动力学,考察了浸出温度和硝酸浓度对银浸出率的影响。结果表明:在硝酸浓度1.1 mol/L、浸出温度50 ℃、搅拌速度300 r/min、n(H₂O₂)∶n(Ag)=1.5∶1、浸出时间50 min、液固体积质量比4 mL/1 g最佳条件下,银浸出率达94.18%;浸出受内扩散模型控制,反应表观活化能为15.45 kJ/mol,氢离子反应级数为1.131。该法可为含银废催化剂高效资源化研究提供借鉴。

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。

以铜冶炼稀酸为原料,研究了采用草酸选择性沉铜除砷,考察了草酸用量、溶液pH、搅拌速度、反应温度和时间对铜砷分离的影响。结果表明:在H₂C₂O₄/Cu物质的量比1.1、溶液pH=0.4、搅拌速度500 r/min、反应温度25 ℃、反应时间30 min条件下,铜沉淀率达98.5%以上,砷沉淀率低于0.20%,铜、砷可实现高效分离。

针对采用传统火法工艺从加工废料中回收铼存在能耗大、设备要求高、灵活度低等问题,研究了采用电化学强化浸出—沉淀结晶法从该类铼二次资源中回收高纯度KReO₄晶体。结果表明:以22%~24%的HNO₃溶液作为电解液时,电解过程无明显钝化,能耗稳定在3.0 kWh/kg左右;电解时,阳极表面六方晶格位点处的Re原子失去电子,并与羟基结合,经由低价氧化态Re转变为桥氧连接Re(Ⅱ),与酸反应,最终以 \mathrm{R} \mathrm{e} {\mathrm{O}}_4^{-}形式进入电解液;采用钾盐作为沉淀剂回收电解液中Re元素时,在结晶温度25 ℃、沉淀剂流速6 mL/min、搅拌速率500 r/min及结晶时间30 min条件下,析出的KReO₄晶体呈多面体纺锤形,粒度均匀性好,回收率高,纯度为99.95%,可满足氢还原制备金属铼要求。该法可有效回收铼加工废料,具有一定推广应用价值。

溶剂萃取法是稀土分离提纯的主要方法之一,但在工业生产过程中常因工艺条件控制不当而发生乳化现象。为了解决这一难题,研究了以表面活性剂Span 80为调控剂、P507为萃取剂、煤油为稀释剂萃取稀土,考察了水相pH、搅拌速度和水油相比对Er³⁺萃取率和萃余液中油质量浓度的影响,并采用响应面法对工艺参数进行了优化。优化结果表明;在水相pH=3.5、搅拌速度130 r/min、水油相比4∶1优化条件下萃取5 min,Er³⁺萃取率可达95.42%,萃余液中油质量浓度仅为1.68 mg/L,预测值与试验结果吻合度较高;加入Span 80能有效防止乳化现象发生,调控作用明显。

含银二次资源的高效利用对于弥补我国银矿资源不足、缓解供需矛盾、保障国家战略金属供给安全具有重要意义。针对废旧银铜焊条,研究了在HCl-H₂O₂体系中浸出分离铜银,并制备高纯AgCl,考察了各因素对铜银分离效果的影响。结果表明:在H₂O₂过量系数为1.3、HCl过量系数为1.4、液固质量比为11∶1、浸出温度40 ℃、浸出时间3 h优化条件下,铜浸出率达99.38%;浸出渣为粒径2~4 μm不规则的球状颗粒,主要物相为AgCl,主要成分为Ag和Cl,总质量分数占99%以上。

针对新疆某特大型羟硅铍石型铀铍共生矿的浮选精矿中氟含量较高的问题,研究分析了该矿的矿物和元素组成、矿物嵌布特征,并采用“先浮选萤石再浮选铍”工艺对矿石进行浮选,同时对磨矿细度、浮选药剂制度进行了优化。结果表明:针对铍品位0.435%、磨矿细度-325目占93%的原矿,在粗选水玻璃用量1.5 kg/t、NaOH用量2 kg/t、氧化石蜡皂用量700 g/t、扫选氧化石蜡皂用量500 g/t条件下,可得到铍品位为3.36%、铍回收率81.99%的浮选技术指标。该工艺能实现铍矿物的有效富集。

研究了用碳酸钠焙烧活化—硫酸浸出法从粉煤灰中提取锂,考察了粉煤灰与碳酸钠质量比、焙烧温度、焙烧时间、液固质量比,硫酸浓度、酸浸温度及酸浸时间等因素对锂浸出率的影响,并采用缩芯模型对浸出过程进行了动力学分析研究。结果表明:在800 ℃条件下,将粉煤灰与碳酸钠按质量比1∶1混合焙烧180 min后,再于温度90 ℃条件下用2 mol/L硫酸浸出120 min,浸出效果显著,锂浸出率可达99.97%;浸出过程主要受扩散作用控制。研究结果对固废资源中锂元素的浸出回收具有一定参考价值。