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。

湿法磷酸深度脱砷制备电子级磷酸是高质量发展磷化工行业并推动磷化工行业技术转型的重要技术环节。电子级磷酸要求砷质量分数低于1×10^-7 kg/kg,但因砷和磷的理化参数相似,因此如何实现从磷酸中深度分离砷成为了制备电子级磷酸的关键。系统梳理了国际和国内对电子级磷酸产品的主要质量标准,并概述了砷对电子级磷酸蚀刻微电子元件的危害。针对湿法磷酸深度除砷技术,重点总结了化学沉淀法、结晶法、电沉积法、电渗析法和吸附法的研究进展和优缺点,并展望了湿法磷酸深度除砷制备电子级磷酸技术的发展趋势。

稀土资源在开发和提取过程中易产生低浓度稀土溶液或极低浓度的稀土废水,从而造成富集困难、环境污染和资源浪费等问题。介绍了常见低浓度稀土溶液的来源及特点,综述了近年来低浓度稀土溶液的富集回收技术的原理和研究进展,包括沉淀法、溶剂萃取法、膜分离法和吸附分离法等,分析了各类富集回收方法的优缺点,并展望了未来技术发展方向。

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。

钕铁硼永磁体废料作为富含Nd、Pr、Dy等稀土元素的重要二次资源,其回收再利用不仅关乎稀土战略资源的供给安全,更对减少环境污染、促进可持续发展具有重要意义。总结了钕铁硼永磁体废料的来源、基础物化特性和稀土元素的回收技术,综述了火法、湿法和其他回收工艺的基本原理和研究进展,分析了技术优缺点,并对钕铁硼废料回收稀土技术的未来发展方向进行了展望,以期推动该领域的技术进步与可持续发展。

铜冶炼行业镁法脱硫工艺产生的废水中含高浓度的Cu²⁺、Mg²⁺等重金属离子,采用传统的“中和—絮凝”工艺存在处理成本高、重金属资源浪费、环境污染风险大等问题。针对上述问题,研究了采用“硫化除杂—氢氧化钠沉淀”两步沉淀法从脱硫废水中回收铜和镁。首先通过精准投放硫氢化钠(理论量1.1倍)优先沉淀Cu²⁺,形成CuS;其次,采用氢氧化钠调节pH,促进Mg²⁺高效生成氢氧化镁。考察了铜和氢氧化镁沉淀过程中的pH、NaHS加入量、反应温度、反应时间、搅拌速度对回收铜和氢氧化镁的影响。结果表明:在最佳工艺条件下,铜和氢氧化镁回收率均可达95%以上。该工艺技术方法可行,不但减少了重金属排放,所形成的CuS还可作为铜冶炼生产原料、氢氧化镁可回用于脱硫系统,构建了一种“污染物治理—资源再生—工艺闭环”的循环经济模式,可为冶金行业废水资源化提供技术参考。

研究了以氯化胆碱/抗坏血酸/乙二醇三元深共熔溶剂为浸出剂,从废旧磷酸铁锂电池正极材料中回收铁和锂,考察了氯化胆碱/抗坏血酸/乙二醇的物质的量比、液固体积质量比、反应温度和时间对铁、锂浸出率的影响,并通过动力学分析和SEM表征探讨了浸出机制。结果表明:在氯化胆碱/抗坏血酸/乙二醇物质的量比1∶1∶3、液固体积质量比0.1 mL/1 mg、反应温度80 ℃、反应时间1 h最佳浸出条件下,锂和铁浸出率分别达96%和98%;浸出过程主要受化学反应控制。该法高效、环保,能实现从废旧磷酸铁锂电池中绿色回收铁、锂。

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。

研究了采用碳热还原—酸浸联合回收工艺从退役锰酸锂电池中回收有价成分锰和锂。对锰酸锂和石墨混合粉体进行碳热还原焙烧,采用XRD、XRF、SEM、TG-DTA等技术对焙烧产品进行表征。结果表明:在650 ℃下焙烧180 min效果最佳,焙烧产品中锰酸锂完全转化成一氧化锰和碳酸锂;样品粉末中碳酸锂可以通过水浸提取,碳酸锂浸出率为86.15%;利用硫酸酸浸提取锰离子,在酸浸浓度3.5 mol/L、酸浸温度60 ℃、酸浸时间3 h、液固体积质量比8/1的条件下,锰离子浸出率最高为88%。该方法可以实现从正极材料中同步高效回收锰和锂的目的,具有一定推广应用价值。

研究了采用P204萃取剂按顺序萃取分离电镀污泥中杂质铁铝和重金属镍,探讨了pH对萃取过程的影响机制。结果表明:电镀污泥经硫酸预处理后所得浸出液富含镍,所得不溶物主要为硫酸钙和硅;以20%P204+80%磺化煤油作为有机相,在萃取相比V_O/V_A=1/1、电镀污泥浸出液初始pH=0.9条件下,铁和铝萃取率分别达99.9%和97.6%,而镍损失率低于2%;将萃余液pH调至4.5,以15%P204+85%磺化煤油为有机相,在萃取相比V_O/V_A=1/1条件下,经过4级萃取,镍萃取率可达98%;用2 mol/L硫酸进行4级反萃取,所得富镍反萃液经蒸发结晶可得镍质量分数为22%的硫酸镍晶体。