一、ELECTROCHEMICAL MEASUREMENTS OF COMPONENT ACTIVITIES IN METALLURGICAL SLAGS(论文文献综述)
王皓[1](2021)在《基于白云鄂博矿原料条件开发稀土型IF钢关键技术研究》文中提出利用白云鄂博矿原料条件生产的高磷铁水开发高洁净度要求的超低碳IF钢产品具有较高的技术难度。通过开展冶炼工序温度协调控制研究,以提高钢液洁净度,并充分发挥稀土在钢中的特殊作用,开展了稀土在IF钢中应用研究,为降低超深冲IF冷轧板夹杂类缺陷和提升带钢深冲性能、耐腐蚀性能提供理论和实践指导。针对IF钢冶炼工艺全工序分析、各类夹杂物全流程演变与分布特点以及冷轧板表面缺陷对应性研究等数据的系统调研与评估,得出因铁水P含量高导致转炉出钢温度偏低且波动较大,造成RH精炼吹氧加铝处理炉次及精炼铝耗的增加,从而产生了大量脱氧产物。同时,对统计数据分析得出,钢水的T.O越高对应带钢表面夹杂缺陷概率越高。通过开展IF钢冶炼各工序温度协调控制研究,优化了全流程温度控制,提高了整体热量利用效率,建立了RH过程温度控制预测模型,降低了 RH吹氧量及铝耗,满足了开发高品质IF钢洁净度控制要求。探索在钢中加入不同含量稀土 Ce进行实验室真空精炼及轧制试验,以及批量工业试验研究结果得出,钢中稀土含量为20×10-6~60×10-6wt%范围时,稀土在钢中反应后生成稀土氧硫化物夹杂,稀土对钢中夹杂物起到了明显的变质及改善作用,同时稀土在钢中起到细化晶粒的效果。进一步研究得出为提高稀土的收得率,应采用Ce含量在10%~30%的Ce-Fe合金,并且在稀土合金加入前将渣中T.Fe含量尽可能控制在较低水平,并严格做好连铸过程保护浇铸。利用稀土 Ce与钢中活度氧和硫结合的吉布斯自由能远低于Al和O结合的热力学特性,通过加磷强化IF钢中加入稀土 Ce的研究,发现了稀土汽车板铸轧全流程稀土对钢中Al2O3、MnS变质及演变影响规律,钢中大尺寸的Al2O3、MnS夹杂物转变为CeAlO3、Ce2O3、Ce2O2S等稀土化合物,铸轧全过程钢中夹杂物尺寸明显降低,同时阻碍了 MnS在凝固过程中的析出,夹杂物形貌由链状、长条状转化为球状并弥散分布,提升了产品的表面质量并减少了产品冲压开裂的概率。阐明了高熔点稀土化合物在凝固过程中提高形核率的机理。利用稀土在轧制变形过程中在晶界偏聚阻碍晶粒长大的作用,达到组织细化的效果,稀土的加入使连退产品的晶粒度评级提高1.5个等级。揭示了稀土抑制P元素在晶界的偏聚及Fe(Nb+Ti)P相的析出的原理,有效增加P元素在钢中的固溶量,提高了高强IF钢中P元素的固溶强化效果,同时得到较大比例的{111}有利织构,从而有利于提高汽车板成形性能指标r90值。开展对加磷强化IF冷轧板采用干湿交替试验开展增重及腐蚀深度研究结果得出,钢中加入稀土 Ce钢中S结合可明显降低铸坯各位置MnS夹杂的尺寸及数量,减少了基体上的腐蚀活性点,从而大大降低了夹杂物诱发基体腐蚀的概率,同时稀土可以使钢中的夹杂物分布均匀,有效降低了阳极面积,进而降低了腐蚀反应速率。
刘毅[2](2021)在《废铅酸电池隔板纸、铅膏及冶炼铅渣的回收再利用研究》文中研究指明铅酸电池发展到现在技术已逐渐成熟,在市场上具有广泛的应用。在使用过程中其性能会逐渐衰退直至报废,其中含有的铅、锑、硫酸等元素和物质,若不加以回收集中处理,任其流入自然环境则会造成严重的污染问题。因此,寻找一种能对废铅酸电池进行高效、绿色、经济的回收利用途径显得尤为重要。本文据此展开以下研究:(1)研究废铅酸电池隔板纸的回收处理。隔板纸破碎后在加热条件下进行洗脱,洗脱前后测量其中的铅含量,研究洗脱温度、洗涤剂加入量、HNO3与Na Cl的配比和隔板纸规格对洗脱效果的影响。结果显示:隔板纸规格为1~3 cm2,洗脱温度为80℃,按m(隔板纸):m(洗涤剂)=50:7加入洗涤剂TX-10,HNO3与Na Cl物质的量之比为2:1时,铅脱除率最大,为79.5%。对洗脱后的隔板纸在230℃下进行热处理10 min,研磨成粉末,压片,测得其与去离子水的接触角为104°,表明疏水性良好,可以作为潜在的塑料建筑模板填料。(2)研究从废铅酸电池冶炼铅渣中酸浸回收铅。元素分析表明铅渣中的铅含量为3.32%,采用HNO3/Na Cl作浸出剂,研究液固比、酸度、AEO-9的加入量、HNO3与Na Cl的配比和浸出温度对浸出效果的影响。结果表明:浸出温度为80℃,p H为0,每30 g酸浸液中加入0.04~0.06 g AEO-9,液固比为15:2,酸浸液中HNO3与Na Cl的物质的量之比为2:3时有最大铅浸出率为88.5%,且余渣中的铅含量低于2%,满足排放标准。对浸出后的铅用Na2C2O4沉淀,煅烧得到红丹和黄丹,完成铅的回收。(3)以脱硫铅膏为原料,加入分散剂合成四碱式硫酸铅(4BS)。脱硫铅膏的主要成分为Pb CO3(45.05%)、Pb O(27.4%)、Pb O2(25.04%),铅元素含量为83.79%。研究硫酸加入量、煅烧温度、煅烧时间、液固比、分散剂种类及加入量对合成四碱式硫酸铅的影响。对产物进行X射线衍射分析和扫描电镜分析,结果表明:当按m(脱硫铅膏):m(PVA)=18:1加入聚乙烯醇(PVA)作分散剂,按n(Pb):n(H2SO4)=5:1加入硫酸,按液固比为3:1加入去离子水,在600℃下煅烧5 h时四碱式硫酸铅含量最高,为97.9%。本研究主要针对废铅酸电池的隔板纸脱铅、冶炼铅渣酸浸回收铅、以脱硫铅膏制备四碱式硫酸铅进行了研究,确定各流程最合适的工艺条件,对废铅酸电池的回收再利用以及环境保护具有一定的意义。
吴国东[3](2021)在《铝电解废旧阴极炭还原贫化艾萨铜熔炼渣及氟固定的研究》文中认为我国是铝生产大国,在电解铝过程中,由于电解质会不断渗透进电解槽的阴极炭中,造成阴极炭块被腐蚀变形,因此每隔5年左右会对废旧阴极炭块进行更换,将产生大量的废旧阴极炭块,其中含有碳、氟化钠、冰晶石、氰化物等物质。而我国铜产量同样居世界前列,且铜需求量正逐年递增。在铜冶炼过程中,将产生大量铜渣,且铜渣中含有1 wt%左右的铜和40 wt%左右的铁以及其他有价金属,对铜渣等二次资源的开发利用,符合可持续发展战略,是我国有色冶金发展的重要战略目标。因此,本文基于废旧阴极炭块的成分和结构特征以及铜渣火法贫化的热力学需求,提出了以废旧阴极炭块为还原剂对艾萨铜熔炼渣进行火法贫化的新思路。首先,本文进行了废旧阴极炭块贫化艾萨铜熔炼渣回收铜的试验研究,研究结果表明:在还原温度为1300℃,废旧阴极炭块添加量为2.0 wt%和保温时间60分钟的条件下,铜贫化回收率可达98.24 wt%。除此之外,废旧阴极炭中氰化物在贫化过程中完全分解为氮气和二氧化碳,尾渣中CN-的毒性浸出浓度远低于国家允许排放标准,实现了废旧阴极炭块的资源化利用和无害化处置和艾萨铜熔炼渣中铜的高效回收。其次,根据贫化后渣的成分和结构特征,利用氧化亚铁(FeO)、二氧化硅(SiO2)、氧化钙(CaO)、三氧化二铝(Al2O3)、氟化钠(NaF)进行纯物质造渣,并利用所造渣研究了氟在不同渣型下的转化路径及固定情况,研究结果表明:氟在渣中具有一定的可溶量,且氧化钙的添加将利于氟以氟化钙(CaF2)和氟硅酸钙(Ca4Si2F2O7)的形式固定于渣中;添加三氧化二铝将导致氟以Al F3(g)和Na Al F4(g)形式挥发,而温度升高同样会导致氟固定率降低。在温度为1300℃,100g贫化后渣中加入6 wt%氟化钠,CaO添加量为20 wt%,不添加Al2O3条件下,氟在渣中固定率达98.35 wt%,且CaO添加量由0 wt%增至20 wt%时,渣的粘度变化很小(0.027Pa·s增至0.038Pa·s),对铜的贫化回收率影响较小。
何林[4](2021)在《应用ZrO2固体电解质电池研究Na3AlF6基熔盐中Si的电沉积》文中研究表明传统冶金工业是能源密集型、高成本、高消耗行业,随着绿色可再生能源研发的不断发展,清洁高效的电化学冶金新技术将发挥越来越重要的作用。硅是信息、新能源和新材料产业中最基本的功能性材料。但目前高纯硅生产的高成本限制了这些行业的快速发展。熔盐中电沉积工艺可直接从硅的氧化物中制备单质硅及合金,具有操作简单、工艺流程短、能耗低、环境污染小等优点而受到广泛关注。Na3AlF6体系由于其对自然界大量存在的SiO2有较高的溶解度以及在铝电解中的成功应用,成为人们期望的一种较为理想的绿色制备Si的电解质体系。本文利用8 mol%Y2O3全稳定的ZrO2固体电解质(YSZ)管集成构建Pt,O2(air)│YSZ作为参比、辅助电极的三电极新型电解池,在Na3AlF6基熔盐的挥发性以及Pt,O2(air)│YSZ参比电极的稳定性检测基础上,采用Ir丝作工作电极在1323 K下对Na3AlF6基熔盐体系进行循环伏安、计时电流等电化学测试,并结合热力学理论计算、扫描电镜观察及能谱分析,在完全无碳条件下研究了Na3AlF6基熔盐中有关金属(合金)在阴极上的电沉积规律和Si(Ⅳ)的电化学还原行为,并探讨了熔盐对YSZ管的侵蚀机理。主要结论如下:(1)对熔盐的挥发性检测,发现Na3AlF6-5%SiO2熔盐每小时的挥发率为1.8%,添加5%Al2O3后变为0.9%,添加Al2O3可以明显抑制熔盐的挥发。对Na3AlF6基熔盐进行长达2小时以上的开路电位测试,发现Pt,O2(air)│YSZ参比电极在该熔盐体系中可逆性、稳定性和重现性好,响应快,具备作为参比电极的特点。(2)在Na3AlF6-5%SiO2熔盐中,发现存在两种复合Si(Ⅳ)的还原峰,两种复合Si(Ⅳ)离子都是单步骤4电子转移的不可逆过程,其中第一种复合Si(Ⅳ)还原峰在循环伏安曲线上不明显,第二种复合Si(IV)的电极反应过程受扩散控制,还原产物Si不可溶。其在循环伏安曲线上的还原峰电位在-1.6-1.7 V之间,电荷传递系数α在0.210.39范围,Si(IV)扩散系数在10-7 cm2·s-1数量级。Al、Na、Zr等合金化沉积电位负于-1.8 V,且沉积电位依次负向增大。在-1.8 V或-2.0 V恒电位下电解,还发现有Si4Zr5(s)金属化合物颗粒生成,其生成电位在-1.7-1.8 V之间。沉积的Si、Al、Na金属主要来源于Na3AlF6-SiO2熔盐本身产生的含氧化合物;而沉积的Zr源于Na3AlF6基熔盐对YSZ管的侵蚀产生的ZrO2。有关沉积产物的析出电位与热力学计算较为吻合。(3)Na3AlF6-5%SiO2-5%Al2O3熔盐中Si在电极Ir上只能以Si-Ir合金还原,且也发现了两种复合Si(Ⅳ)的还原峰,两种复合Si(Ⅳ)离子都是单步骤4电子转移的不可逆过程,其中第一种复合Si(IV)的电极反应过程受扩散控制,其在循环伏安曲线上的还原峰位在-1.5-1.7 V之间,电荷传递系数α在0.340.72范围,Si(IV)扩散系数在10-7 cm2·s-1数量级。在-2.0V恒电位下电解,还发现有Si4Zr5(s)金属化合物颗粒生成,但是没有发现与Al和Na相关的产物。(4)在冰晶石基熔盐中,YSZ管主要受到三方面侵蚀,一是熔盐对YSZ管的化学反应侵蚀(即立方相ZrO2中的稳定剂Y2O3被熔盐化学浸出),导致降温过程中ZrO2从立方相到单斜相的转变,并伴随体积膨胀和YSZ管的脆裂;二是熔盐对YSZ管内壁的物理溶解;三是由于侵蚀作用ZrO2以颗粒的形式从YSZ管内壁剥落进入熔盐。在纯Na3AlF6中添加5%的SiO2可减轻YSZ管的侵蚀,而继续添加5%的Al2O3则加剧对YSZ管的侵蚀。外加适当负电位能够减轻熔盐对YSZ管的侵蚀,但外加电位过于负向将导致ZrO2被电化学还原,加剧YSZ管的侵蚀。基于上述侵蚀分析,提出了后续研究中减轻或完全阻止冰晶石熔盐对YSZ管侵蚀的对策。
王艺茹[5](2021)在《铝电解炭渣基锂离子电池负极材料制备及电化学性能研究》文中研究指明铝电解生产过程中产生的炭渣(SCA)因含有一定量的氟化物而被定为危险固体废弃物。近年来,随着国家对环境和资源问题的重视,炭渣的无害化处理和资源化利用成为铝电解行业亟待解决的问题。本文以炭渣的无害化和高效资源化利用为目的,通过化学浸出、高温石墨化和表面包覆改性处理,制备出高性能的锂离子电池负极材料,开发出了炭渣基负极材料的制备工艺。主要研究内容如下:(1)采用化学浸出工艺回收炭渣中碳材料,通过正交实验探究了浸出时间、浸出温度、浸出浓度和浸出液固比等因素对炭渣回收工艺的影响。结果表明:炭渣在碱浸出温度110℃、碱浸出时间120 min、碱浸出液浓度15%、碱浸出液固比10:1;酸浸出温度90℃、酸浸出时间80 min、酸浸出液浓度15%、酸浸出液固比15:1的最优工艺条件下,杂质去除率为48%,回收的化学浸出炭渣(SCA-CL)的碳纯度可达到93%,此过程中炭渣结构未发生明显变化。且酸碱滤液混合生成纯度为98%的冰晶石,可作为电解铝电解质循环利用。(2)通过高温石墨化,进一步提高SCA-CL的纯度,制备了高纯度石墨化炭渣(SCA-CL-2800),探究其作为锂离子电池负极材料的可行性。结果表明:SCA-CL-2800的碳纯度提升至99.90%,石墨化度为81.56%,具有表面微缺陷、内部高度有序的石墨片层结构。SCA-CL-2800作锂离子电池负极材料表现出优异的电化学性能,首次充电容量为359.1 m Ah g-1,首次库伦效率为80.17%,在50次循环后其可逆容量仍保持在368.6 m Ah g-1。与商用石墨相比,SCA-CL-2800具有更高的可逆容量、更稳定的循环性能和更优异的倍率性能。(3)通过表面包覆改性,探究不同葡萄糖包覆量与电化学性能之间的关系,解决了SCA-CL-2800首次库伦效率低的问题。结果表明,葡萄糖包覆量为5 wt%时,包覆在SCA-CL-2800表面的葡萄糖更均匀,减少了不可逆Li+的消耗,首次库伦效率提高至84.37%,其倍率性能和循环性能良好。
凡杰[6](2021)在《硫化锌精矿氧压酸浸过程中铁离子的作用机理》文中研究表明锌作为重要有色金属,在国民经济中具有重要的地位。目前80%以上锌金属是通过湿法冶金工艺提取,硫化锌精矿作为主要的提锌矿物,其氧压酸浸工艺已经在湿法冶金炼锌工业得到广泛的应用,但氧压浸出过程中铁离子的作用机理有待于进一步深入研究。因此,本文对硫化锌精矿氧压浸出过程中铁离子的作用机理进行了研究,主要研究内容及结论如下:(1)利用FACTSAGE热力学软件绘制浸出体系相关电位-pH图,结合已有研究成果研究了硫化锌氧压酸浸体系的温度、压力、硫酸浓度对ZnS和单质S0转化条件进行了研究。结果表明,温度和压力增加会促进ZnS和H2S转变为Zn2+、S2-和单质S0,并且溶液中Fe2+存在可以促进稳定单质S0生成。(2)以硫化锌精矿为原料,研究了浸出过程中浸出温度、初始酸度、搅拌速度、氧分压、液固比、添加剂对硫化锌精矿氧压酸浸过程中对锌、铁浸出率和硫转化率的影响和锌浸出动力学,并且对浸出液中铁离子进行了检测。结果表明,锌浸出机理为化学和电化学混合控制,计算活化能E为67.11k J/mol,表明浸出过程受到表面化学反应控制,并且得到锌浸出的动力学方程。(3)采用MS(Materials ttudio 8.0)Castep、Dmol3和Adsorption Locator模块对ZnS晶格中心Zn原子被Fe原子取代后,Fe对ZnS晶格电子结构、能级能带、Zn-S键长及和溶剂相互作用能的影响进行了模拟计算。结果表明,Fe原子取代后ZnS晶格电子非局域化增强,“Zn-S键活化”键长增加,电子跃迁概率增加,并且ZnS(110)面与溶剂组分H2SO4、H2S和O2吸附能更大,有利于化学吸附。(4)通过综合热力学计算、浸出实验和模拟计算,确定硫化锌精矿氧压酸浸过程中铁离子的作用机理为包含酸侵蚀机理的电化学主导混合作用机理,其中硫化锌精矿在酸侵蚀作用下,将矿物中铁被酸溶解进入溶液,产生Fe3+和Fe2+作为电活性物质,为电化学机理作用创造条件,随后电化学机理开始逐步主导浸出反应,这一过程在氧压酸浸条件下,逐渐强化直到平衡,最后随矿物消耗而逐渐停止。
刘瑛鑫[7](2021)在《氟化物溶盐中电解二氧化钛制备钛的研究》文中提出金属钛及其合金因具备比强度高、耐腐蚀性好以及生物相容性好等优点,被广泛的应用于多种领域,而目前工业上制备钛的方法存在着工艺流程复杂等缺陷,致使钛的生产成本一直居高不下,限制了钛在中低端领域及民用领域的应用。因此,探索一条生产工艺流程简单的钛制备工艺有着重要的意义。本研究借鉴工业电解铝的成功经验,寻找一个对TiO2有一定溶解能力的氟化物熔盐体系,探究在固态阴极及液态阴极上直接电解TiO2制备金属钛的可行性。主要的研究内容及结论如下:(1)在NaF-K2TiF6体系中,摩尔比为1.5:1时体系有着较为适宜的初晶温度和TiO2溶解度,初晶温度和溶解度分别约为762℃和6wt%。二氧化钛溶解度完全满足电解需要。TiO2在熔盐体系中的溶解以化学形式为主,溶解后形成新的络合物K2NaTiOF5。少量TiO2溶解后会降低熔盐体系的初晶温度。(2)通过热力学计算发现:在NaF-K2TiF6体系和NaF-Na2TiF6体系中,理论上钛的还原是逐步进行的,且以氧化物形式存在的钛离子相较于以氟化物形式存在的钛离子更容易被还原。(3)通过探究钛离子在不同熔盐电解系统中阴极过程发现,在NaF-K2TiF6电解质体系中,钛离子的沉积分两步进行:TiF62-+e→TiF63-;Ti3++e→Ti。以金属锌作为液态阴极能够一定程度的实现去极化作用。在NaF-K2TiF6电解质体系中,不同的外电压施加会改变钛离子在阴极沉积的控制步骤。(4)通过进行不同熔盐电解质体系、不同实验条件下的双电极恒流电解实验发现:电流密度、电解温度及电解时间都会对电解过程产生一定影响。在电流密度为0.87A/cm2,电解温度790℃、极距1.5cm、以不锈钢作为阴极的,石墨作为阳极电解3h后,阴极产物能够检测到单质钛,阴极产物的微观形貌以小颗粒形式存在且夹杂着一定的熔盐。(5)在以锌作为阴极的双槽电解实验中,电解前后电解质成分基本保持不变,消耗的二氧化钛和溶解的二氧化钛基本达到了动态平衡,阴极产物的锌基体中检测到钛元素的存在。同时在电解过程中会生成KZnF3致使锌会有一定程度的消耗。
朱桂娴[8](2021)在《电助冶炼废渣活化过二硫酸盐深度处理炼化废水研究》文中指出目前全世界都面临水资源不足状态,针对这一现象,探究废水的深度处理及回用是必不可少的任务。炼化废水对环境的危害越发严重,导致很多受纳水体遭到迫害,并对居民饮用水产生严重的安全隐患,给人类带来巨大损失。本论文主要研究对象为炼化废水的二级出水,由于过二硫酸盐(PDS)具有极强的氧化能力且适用性很广,属于环保型材料,因此本文探究电助冶炼废渣活化过二硫酸盐体系对炼化废水深度处理的效果,专门针对废水中的化学需氧量(COD)和总氮(TN)进行降解,深入探索电/钢渣/PDS体系深度处理炼化废水可能存在的降解途径及反应机理,为该技术的实际应用提供数据与理论支撑。在基础实验探究的基础上,设计了炼化废水深度处理的扩大试验,结合最终水质、经济综合分析,为炼化废水的深度处理提出了一套可行的方案,并很好的实现了低能、高效率、经济适用及“以废治废”的目的。实验具体工作如下:设计了铜渣活化PDS体系来深度处理炼化废水。根据二级出水水质情况,选取COD和TN作为去除目标。主要考察投放不同质量的铜渣以及不同浓度PDS条件下该铜渣-PDS体系对COD和TN的去除影响,推测出该体系深度处理炼化废水可能存在的反应机理。从结果可知,当铜渣的投加量在20 g/L,PDS的浓度为1000 mg/L,炼化废水中COD和TN的降解效率分别达到75.0%和19.05%。铜渣均匀分散于废水中与PDS充分接触,其铁离子与HSO5-反应生成SO4·-,随后转化为OH·继续进行降解;同时铜渣表面的Fe3+与Fe2+相互转换,最终重新形成Fe3+,促进SO4·-、OH·参与氧化分解,进而达到COD和TN去除的目的。设计了钢渣活化PDS体系对炼化废水的二级出水进行深度处理,同样将COD和TN作为降解对象,其他条件不变时,通过改变钢渣的投加量以及PDS的浓度,来考察COD和TN的去除效果。反应120 min,PDS浓度为750 mg/L,钢渣投加量为15 g/L时,COD和TN的降解效率可以达到近80%及24%。钢渣为PDS提供活性位点,其铁离子与HSO5-充分反应,促进SO4·-和H2O反应生成OH·,并带动Fe3+、HSO5-、Fe2+、H+、以及SO5·-之间的转换,从而去除了COD和TN。对比铜渣-PDS、钢渣-PDS体系的处理效果,最终选取钢渣参与电活化的实验。在施加电压的条件下,分别采用PDS、KCl、K2SO4来与钢渣进行接触,构成电活化体系对COD和TN进行去除,分别对比三种物质对该体系作用的影响。结果显示当中性条件投加0.75g/L的PDS、15g/L的钢渣以及施加8V电压时,处理1L炼化废水后测得COD和TN的降解效果分别达到97.8%和55.2%,除此之外,五次循环实验中验证了钢渣在该体系具有良好的稳定性及回用性。同时结合金属离子溶出结果可以推测出该体系的降解途径为:一是钢渣中的Fe3+结合溶液中的HSO3-从而生成Fe SO3+,随着氧气的作用形成具有强氧化性的羟基基团和硫酸根基团;二是在电场的作用下Fe SO3+水解反应生Fe2+,导致Fe2+近一步活化PDS产生羟基基团和硫酸根基团。电助钢渣活化PDS体系对炼化废水的深度处理有较优异的降解效能,因此本论文在最后设计了该体系的扩大研究。从结果可以看出,对于处理15L炼化废水时,在投加11g的PDS,施加12V电压、投加120g的钢渣条件下,COD和TN的剩余浓度均满足排放标准,其降解效率可达81.21%、41%。进一步证实了该体系在实际应用中的合理及可行性。并通过经济分析可以得出该体系处理炼化废水符合低能、高效率、经济适用的标准,并且很好表现出“以废治废”的特点,为之后的工程运用提供了较为可靠的数据、理论支撑与指导。
荆乾坤[9](2021)在《典型锂离子电池正极材料的湿法回收与再生基础研究》文中提出锂离子电池作为现代文明中重要的能量载体被广泛且大量地使用。锂离子电池,特别是其正极材料中,含有多种有价金属。从锂离子电池全生命周期的各个过程中产出的废料、边角料和极片料,到退役电池中的失效电池料,均有大量的正极材料亟待回收与再利用。本文以典型锂离子电池正极材料磷酸铁锂和镍钴锰酸锂为研究对象,围绕二者在湿法回收与再生利用过程中的关键环节,开展了相关基础研究。首先,绘制了 298 K~473 K温度范围内的Li-Fe-P-H2O系的E~pH图,利用E~pH图中磷酸铁锂及其相关物种的优势区域在不同温度、pH和电位条件下的变化,从热力学上分析了(1)磷酸铁锂的水热合成及其适宜的条件;(2)磷酸铁锂的水热合成机理;(3)磷酸铁锂湿法回收的适宜路线。分析发现,水溶液中磷酸铁锂和磷酸铁的相互转化在理论上是可行的,可通过改变水溶液温度、电位等条件实现。在此基础上,提出并验证了选择性提取锂和水热修复失效正极材料两种处理磷酸铁锂的思路。随后,从热力学分析出发,开展了从磷酸铁锂中选择性浸出提取Li的实验研究。结果表明,采用氧气、臭氧、双氧水、次氯酸钠、过硫酸钠等常见氧化剂提高溶液氧化还原电位,均可在常温下实现Li的选择性浸出。其中,采用“硫酸+双氧水”浸出体系可廉价、高效地浸出提Li,在常温、pH 2.5、L/S=3~5 L/kg条件下从磷酸铁锂中浸出98%以上的Li,同时Fe、P的浸出率在0.1%以下。通过浸出前后固相的XRD、SEM、FT-IR、XPS等表征分析发现,磷酸铁锂的橄榄石型结构未被破坏,Li的浸出过程与磷酸铁锂电池中电化学脱Li过程一致。浸出液中的Li可被沉淀为碳酸锂加以回收,并可进一步精制为电池级碳酸锂。根据失效磷酸铁锂正极材料缺失Li的特点以及热力学分析预测,构建了失效磷酸铁锂正极材料的“一步法”水热修复体系。研究发现,失效正极材料中的橄榄石型磷酸铁可在锂源溶液、还原剂组成的修复体系中实现Li的补充,并转化为磷酸铁锂。XRD、XPS、SEM、TEM等表征分析表明水热修复过程与磷酸铁锂电池放电过程机理一致。水热修复的条件经探索、优化后,再生的正极材料电化学性能优异,在0.2、0.5、1、2、5 C倍率下的放电比容量分别达到 146.2、145.0、141.9、137.6、128.2 mAh/g;材料经 200 次充放电循环后容量保持率高达99.5%。试剂消耗成本分析表明,该一步法水热修复具有良好的经济前景。最后,针对镍钴锰系正极材料的湿化学法循环中的关键环节—水热合成正极材料,开展了相关研究。在分析前人研究的基础上,探究了影响水热嵌锂的一系列因素,发现水热条件的强化能够一定程度上提升嵌锂比例,但无法达到完全嵌锂;低Ni型正极材料比高镍型正极材料更易实现水热嵌锂,适宜采用水热合成。继而,提出低LiOH用量、无固液分离的水热合成LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的方法,制备了较传统焙烧法电化学性能更为优异的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料,在0.2,0.5,1,2,5C倍率下的放电比容量分别达到161.6,154.0,151.1,145.9,135.6mAh/g。合成过程中的水热嵌锂是材料性能优异的关键,所得材料具有更好的分散性、更高的Li+扩散系数以及更加稳定的晶体结构。与传统水热合成相比,该方法具有Li用量少、无含Li废水等优点。
吴浩[10](2021)在《含砷难浸金矿碱性加压自浸金机理及工艺研究》文中认为含砷难处理金矿常需采用焙烧氧化、微生物氧化、化学氧化、加压氧化等手段进行预处理,直接进行氰化浸金很难达到理想的浸出效果。在碱性氧气氛围溶液中,含金硫化矿中黄铁矿、砷黄铁矿可被氧化生成具有浸金效应的产物-硫代硫酸盐。因此,在硫化矿碱性加压氧化预处理释放包裹金的同时,利用硫化矿氧化产生的硫代硫酸盐实现金矿溶解具有重要的研究意义。本文以含砷难处理浮选金精矿为研究对象,利用加压氧化过程中硫化矿的氧化产物完成自浸金过程,开展了碱性加压自浸金机理及工艺研究。结果表明在碱性加压条件下黄铁矿可被氧气氧化生成硫酸根、硫代硫酸根及亚硫酸根。生成的氧化渣主要为氧化铁、氧化亚铁、水合铁氧化物及氢氧化铁胶体。铁以二价和三价两种价态氧化物形式存在于矿物表面,形成絮状或海绵状钝化层。通过加入碳酸钠可提高黄铁矿氧化过程中铁的溶解度,去除黄铁矿表面铁氧化物钝化层,形成可溶性碳酸铁络合物,增加黄铁矿新鲜面暴露面积,从而促进黄铁矿氧化。同时,碳酸钠作为pH缓冲剂,调节自浸金体系的pH值,减缓硫代硫酸根氧化分解,有效提高硫代硫酸根的生成量与黄铁矿的氧化率。碱性条件下,常规氧化剂氧气易于将砷黄铁矿氧化为硫代硫酸盐、一硫代砷酸盐、砷酸盐及中间产物亚硫酸盐、亚砷酸盐。生成的氧化渣主要为未反应的砷黄铁矿以及氧化铁、氧化亚铁、水合铁氧化物针铁矿等铁氧化物,并含有少量结晶程度差的无定形氢氧化铁胶体。通过硫代硫酸盐无铜、铵溶金电化学研究发现,硫代硫酸盐溶金体系中若存在黄铁矿,可形成腐蚀电偶效应,发生潜在的电流相互作用。在温度热能的影响下,半导体黄铁矿会产生温差电动势电子-空穴对(热电效应)。电荷电子-空穴对的定向移动有助于金氧化过程中的电子转移,使氧气在低电位黄铁矿表面更有效被还原,提高金的溶解速率。黄铁矿的存在促使金电极腐蚀电位负移,腐蚀电流密度增大,增强了阳极金电极的腐蚀。同时,对比发现在碱性一硫代砷酸盐溶液中金的溶解速率远大于硫代硫酸盐溶液。浸出24 h,一硫代砷酸盐溶液中金溶解量为16 mg/L,而硫代硫酸盐溶液中金溶解量为6.3 mg/L,砷黄铁矿氧化产物一硫代砷酸盐可对金进行有效浸出溶解。优化含砷难浸金矿碱性加压自浸金工艺,在搅拌强度600 rpm,氧气压力0.5 MPa,NaOH用量0.6 M,液固质量比5:1,CMC用量0.1 g/L,浸金温度35℃,碳酸钠用量0.3 M条件下浸出18 h,金的浸出率可达90%以上。碱性加压氧化自浸金工艺具有环境友好、无烟气污染等特点。将预处理、浸出两个阶段合二为一,浸出流程短。利用硫化物自身氧化产物浸金,无需外加浸出剂,可有效降低成本。为含砷难处理金矿资源回收利用提供了一种新的技术方案。
二、ELECTROCHEMICAL MEASUREMENTS OF COMPONENT ACTIVITIES IN METALLURGICAL SLAGS(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、ELECTROCHEMICAL MEASUREMENTS OF COMPONENT ACTIVITIES IN METALLURGICAL SLAGS(论文提纲范文)
(1)基于白云鄂博矿原料条件开发稀土型IF钢关键技术研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 文献综述 |
2.1 汽车用钢概述 |
2.2 IF钢概述及控制关键 |
2.3 IF钢洁净度控制及评价方法 |
2.3.1 IF钢中典型夹杂物及检测分析手段 |
2.3.2 IF钢中夹杂物对与冷轧产品表面质量的影响 |
2.3.3 IF钢中夹杂物对冷轧产品深冲性能的影响 |
2.3.4 IF钢洁净度关键控制工艺 |
2.4 稀土在钢中的应用 |
2.4.1 稀土概述 |
2.4.2 钢中稀土的加入工艺 |
2.4.3 稀土在钢中的作用研究 |
2.5 研究意义、内容及研究思路 |
2.5.1 研究意义 |
2.5.2 研究内容 |
3 包钢IF钢洁净度限制性环节研究 |
3.1 IF钢RH精炼过程氧耗、铝耗分析 |
3.2 IF钢冶炼全工序洁净度及夹杂物分析 |
3.2.1 试验方法及方案 |
3.2.2 IF钢冶炼过程氧氮变化规律 |
3.2.3 RH精炼过程工序夹杂物分析 |
3.2.4 中包钢水典型夹杂物分析 |
3.2.5 浸入式水口结瘤物分析 |
3.2.6 铸坯夹杂物分析 |
3.3 IF钢中夹杂物对冷轧板表面缺陷的影响 |
3.3.1 研究方法 |
3.3.2 钢中夹杂物引起的冷轧板表面缺陷分析 |
3.4 本章结论 |
4 冶炼工序温度协同控制技术研究 |
4.1 冶炼整体过程温度平衡研究 |
4.2 RH精炼温度模型建立 |
4.2.1 RH参数分析 |
4.2.2 钢水温度的影响因素分析 |
4.2.3 进站碳氧分析 |
4.2.4 合金加入的分析 |
4.2.5 RH纯循环过程的分析 |
4.2.6 RH精炼终点温度预报模型的建立 |
4.3 本章结论 |
5 稀土在钢中作用效果及收得率提升研究 |
5.1 稀土含量对钢材相关性能的影响 |
5.1.1 试验方法 |
5.1.2 钢中稀土分布均匀性研究 |
5.1.3 稀土对夹杂物尺寸、形态影响及特征分析 |
5.1.4 稀土对钢的组织以及晶粒度影响 |
5.2 稀土收得率稳定化控制研究 |
5.2.1 试验方法 |
5.2.2 稀土材料对稀土收得率影响 |
5.2.3 合金加入时机对稀土收得率影响 |
5.2.4 钢渣氧化性对稀土收得率影响 |
5.2.5 钢液二次氧化对稀土收得率影响 |
5.3 本章结论 |
6 稀土对IF钢铸轧全流程洁净度及夹杂物演变影响研究 |
6.1 研究方法 |
6.2 稀土夹杂物生成的热力学计算 |
6.3 稀土Ce对IF钢渣的影响 |
6.4 稀土Ce对IF钢全流程氧氮影响分析 |
6.5 稀土Ce对Al_2O_3夹杂物形态、尺寸及数量影响研究 |
6.5.1 稀土Ce对Al_2O_3夹杂物转变机理及分布影响分析 |
6.5.2 稀土Ce对铸轧全流程Al_2O_3夹杂物尺寸及分布影响分析 |
6.5.3 小结 |
6.6 稀土Ce对MnS铸轧全流程形貌、数量、分布影响研究 |
6.6.1 稀土Ce对MnS夹杂物析出过程影响分析 |
6.6.2 稀土Ce对轧制全流程MnS夹杂形貌及尺寸演变影响分析 |
6.6.3 小结 |
6.7 稀土IF钢铸轧全流程夹杂物整体评估 |
6.8 本章结论 |
7 稀土处理IF钢性能研究 |
7.1 稀土对IF钢深冲性能影响研究 |
7.1.1 研究方法 |
7.1.2 稀土Ce对带钢组织细化的影响 |
7.1.3 稀土Ce对带钢织构的影响 |
7.1.4 稀土处理冷轧板深冲性能对比 |
7.1.5 小结 |
7.2 稀土对IF钢耐腐蚀性能影响研究 |
7.2.1 实验方法 |
7.2.2 结果分析与讨论 |
7.2.3 小结 |
7.3 本章结论 |
8 结论 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(2)废铅酸电池隔板纸、铅膏及冶炼铅渣的回收再利用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 铅酸电池的现状 |
1.3 铅酸电池的构造 |
1.4 铅酸电池的分类 |
1.5 铅酸电池的回收 |
1.5.1 塑料回收 |
1.5.2 铅膏脱硫 |
1.5.3 铅的回收 |
1.5.4 铅酸电池回收处理研究进展 |
1.6 本文所用的表面活性剂和分散剂 |
1.6.1 聚丙烯酸酯 |
1.6.2 十二烷基苯磺酸 |
1.6.3 聚乙烯醇 |
1.6.4 聚氧乙烯型 |
1.7 四碱式硫酸铅及其应用 |
1.7.1 四碱式硫酸铅改善铅蓄电池性能机理 |
1.7.2 四碱式硫酸铅发展前景 |
1.7.3 四碱式硫酸铅相关研究进展 |
1.8 研究内容及意义 |
第2章 废铅酸电池隔板纸洗脱除铅及再利用 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验原料与仪器 |
2.2.2 实验步骤 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 洗涤剂添加量对铅脱除率的影响 |
2.3.2 n(HNO_3)/n(NaCl)对铅脱除率的影响 |
2.3.3 洗脱温度对铅脱除率的影响 |
2.3.4 隔板纸规格对铅脱除率的影响 |
2.3.5 隔板纸再利用 |
2.4 小结 |
第3章 废铅酸电池冶炼铅渣酸浸回收铅及再利用 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验原料与仪器 |
3.2.2 实验步骤 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 n(HNO_3)/n(NaCl)对铅浸出率的影响 |
3.3.2 液固比对铅浸出率的影响 |
3.3.3 浸出温度对铅浸出率的影响 |
3.3.4 酸度对铅浸出率的影响 |
3.3.5 AEO-9 对铅浸出率的影响 |
3.3.6 铅的沉淀分离 |
3.3.7 红丹、黄丹的制备 |
3.4 小结 |
第4章 以脱硫铅膏为原料制备四碱式硫酸铅 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验原料与仪器 |
4.2.2 实验步骤 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 硫酸添加量对4BS合成的影响 |
4.3.2 煅烧温度对4BS合成的影响 |
4.3.3 煅烧时间对4BS合成的影响 |
4.3.4 液固比对4BS合成的影响 |
4.3.5 分散剂对4BS合成的影响 |
4.4 小结 |
第5章 总结 |
致谢 |
参考文献 |
附录:研究生阶段所做工作和取得的结果 |
(3)铝电解废旧阴极炭还原贫化艾萨铜熔炼渣及氟固定的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 铜的概况 |
1.1.1 铜的发展历程 |
1.1.2 铜的性质 |
1.1.3 铜的应用 |
1.1.4 铜冶炼方法 |
1.2 铜渣来源及种类、直接利用现状及贫化方法 |
1.2.1 铜渣的来源及种类 |
1.2.2 铜渣直接利用现状 |
1.2.3 铜渣主要贫化方法 |
1.3 废旧阴极炭块的来源、危害及处理方法 |
1.3.1 废旧阴极炭块的来源 |
1.3.2 废旧阴极炭块的危害 |
1.3.3 废旧阴极炭块资源化处理、无害化处置的主要方法 |
1.4 课题的研究意义及内容 |
1.4.1 课题的研究意义 |
1.4.2 课题的研究内容 |
第二章 实验原料、设备及研究方法 |
2.1 实验原料 |
2.2 主要实验设备及仪器 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 废旧阴极炭块贫化艾萨铜熔炼渣回收铜的研究 |
2.3.2 贫化后废旧阴极炭块中所含氟在不同渣型下固定的研究 |
2.4 分析及检测方法 |
2.4.1 热力学分析方法 |
2.4.2 实验分析方法 |
第三章 废旧阴极炭块贫化艾萨铜熔炼渣回收铜的研究 |
3.1 热力学分析 |
3.2 贫化过程表面张力热力学模型建立 |
3.3 废阴极炭块添加量对艾萨铜熔炼渣贫化回收铜的影响 |
3.4 还原温度对艾萨铜熔炼渣贫化回收铜的影响 |
3.5 保温时间对艾萨铜熔炼渣贫化回收铜的影响 |
3.6 氧化钙添加量对艾萨铜熔炼渣贫化回收铜的影响 |
3.7 本章小结 |
第四章 不同渣型对废阴极炭中氟固定的影响规律研究 |
4.1 纯物质熔融造渣 |
4.2 热力学分析 |
4.3 不同渣型对氟在渣中固定的影响 |
4.3.1 添加氧化钙对氟固定的影响 |
4.3.2 添加三氧化二铝对氟固定的影响 |
4.3.3 添加氟化钠对氟固定的影响 |
4.3.4 温度对氟固定的影响 |
4.4 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
附录A 攻读硕士学位期间发表论文情况 |
附录B 攻读硕士学位期间参与的科研项目 |
(4)应用ZrO2固体电解质电池研究Na3AlF6基熔盐中Si的电沉积(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
前言 |
第一章 文献综述 |
1.1 硅的应用与发展 |
1.1.1 工业硅 |
1.1.2 高纯工业硅 |
1.1.3 太阳能级硅 |
1.1.4 电子级硅 |
1.2 硅的制备 |
1.2.1 改良西门子法 |
1.2.2 热解硅烷法 |
1.2.3 冶金法 |
1.2.4 流化床法 |
1.2.5 组合工艺 |
1.2.6 熔盐电解法 |
1.3 熔盐电解法制硅的研究进展 |
1.3.1 熔盐电沉积法 |
1.3.2 熔盐电脱氧法 |
1.3.3 熔盐电解精炼 |
1.3.4 固体透氧膜法 |
1.4 本论文研究内容 |
第二章 实验方法 |
2.1 引言 |
2.2 实验原料及设备 |
2.3 实验方案 |
2.3.1 原料预熔 |
2.3.2 实验准备 |
2.3.3 实验流程 |
2.4 电化学实验测试 |
2.4.1 循环伏安法(CV) |
2.4.2 方波伏安法(SWV) |
2.4.3 计时电流法(CA) |
2.4.4 计时电位法(CP) |
第三章 理论与实验基础 |
3.1 引言 |
3.2 电极电位计算 |
3.3 还原电位计算 |
3.4 参比电极性能检测 |
3.5 熔盐挥发性检测 |
3.5.1 原料的水分挥发 |
3.5.2 Na_3AlF_6-5%SiO_2-5%Al_2O_3组分的挥发 |
3.5.3 Na_3AlF_6-5%SiO_2组分的挥发 |
3.6 小结 |
第四章 Na_3AlF_6基熔盐的电沉积研究 |
4.1 引言 |
4.2 Na_3AlF_6基熔盐的电化学曲线 |
4.2.1 循环伏安曲线 |
4.2.2 计时电流曲线 |
4.3 Na_3AlF_6基熔盐的电沉积产物 |
4.3.1 Na_3AlF_6熔盐 |
4.3.2 Na_3AlF_6-5%SiO_2熔盐 |
4.3.3 Na_3AlF_6-5%SiO_2-5%Al_2O_3熔盐 |
4.4 小结 |
第五章 Na_3AlF_6基熔盐中Si(IV)的电化学还原行为 |
5.1 引言 |
5.2 Na_3AlF_6-5%SiO_2熔盐 |
5.2.1 循环伏安分析 |
5.2.2 方波伏安分析 |
5.2.3 计时电流分析 |
5.2.4 计时电位分析 |
5.3 Na_3AlF_6-5%SiO_2-5%Al_2O_3熔盐 |
5.3.1 循环伏安分析 |
5.3.2 方波伏安分析 |
5.3.3 计时电流分析 |
5.3.4 计时电位分析 |
5.4 小结 |
第六章 Na_3AlF_6基熔盐对YSZ管的侵蚀 |
6.1 引言 |
6.2 侵蚀结果分析 |
6.2.1 温度影响 |
6.2.2 静置侵蚀 |
6.2.3 外加电位的影响 |
6.3 侵蚀机理讨论 |
6.3.1 化学浸出 |
6.3.2 物理溶解 |
6.3.3 物理剥离 |
6.3.4 电化学腐蚀 |
6.4 小结 |
第七章 结论 |
致谢 |
参考文献 |
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文 |
(5)铝电解炭渣基锂离子电池负极材料制备及电化学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 概述 |
1.1.1 炭渣的来源 |
1.1.2 炭渣的成分 |
1.1.3 炭渣的危害及处理的必要性 |
1.2 炭渣的处理方法 |
1.2.1 浮选法 |
1.2.2 焙烧法 |
1.2.3 流化床技术 |
1.2.4 真空冶炼法 |
1.3 锂离子电池石墨类负极材料 |
1.3.1 天然石墨 |
1.3.2 人造石墨 |
1.3.3 常用改性方法 |
1.4 工业固废基负极材料的研究进展 |
1.5 课题的研究意义和研究内容 |
1.5.1 研究意义 |
1.5.2 研究内容 |
第2章 实验部分 |
2.1 实验材料及仪器设备 |
2.1.1 实验所需试剂及材料 |
2.1.2 实验仪器及设备 |
2.2 技术路线 |
2.3 材料表征和技术 |
2.3.1 激光粒度测试 |
2.3.2 X射线衍射测试 |
2.3.3 X射线荧光光谱测试 |
2.3.4 热重测试 |
2.3.5 拉曼测试 |
2.3.6 比表面积测试 |
2.3.7 电感耦合等离子体测试 |
2.3.8 X射线光电子能谱测试 |
2.3.9 扫描电子显微镜测试 |
2.3.10 透射电子显微镜测试 |
2.4 电池的组装及其电化学性能测试 |
2.4.1 电极的制备 |
2.4.2 纽扣电池的组装 |
2.4.3 充放电测试 |
2.4.4 循环伏安特性曲线测试 |
2.4.5 电化学阻抗测试 |
第3章 化学浸出法回收炭渣中的碳材料 |
3.1 前言 |
3.2 炭渣原料分析 |
3.2.1 化学成分 |
3.2.2 物相组成 |
3.3 化学浸出炭渣回收碳的工艺研究 |
3.3.1 炭渣化学浸出处理 |
3.3.2 炭渣碱浸出工艺的优化 |
3.3.3 炭渣酸浸出工艺的优化 |
3.4 化学浸出最优工艺对炭渣性能的影响 |
3.4.1 化学浸出工艺对炭渣结构的影响 |
3.4.2 化学浸出法工艺中滤液的处理 |
3.5 本章小结 |
第4章 炭渣石墨化及其电化学性能研究 |
4.1 前言 |
4.2 炭渣石墨化处理 |
4.3 石墨化处理对炭渣性能的影响 |
4.3.1 石墨化处理对炭渣结构的影响 |
4.3.2 石墨化处理对炭渣电化学性能的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 炭渣包覆改性及其电化学性能研究 |
5.1 前言 |
5.2 炭渣包覆改性处理 |
5.3 包覆改性对炭渣性能的影响 |
5.3.1 包覆改性对炭渣电化学性能的影响 |
5.3.2 包覆改性对炭渣结构的影响 |
5.4 与其他废弃物制备的负极材料性能对比 |
5.5 本章小结 |
结论 |
创新点 |
展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
(6)硫化锌精矿氧压酸浸过程中铁离子的作用机理(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 锌冶炼方法及其发展 |
1.2 锌湿法冶金的发展 |
1.3 硫化锌矿直接氧压酸浸工艺 |
1.4 课题的提出及研究内容 |
第二章 实验原料及研究方法 |
2.1 实验仪器、原料与试剂 |
2.2 化学成分及物相分析 |
2.3 实验流程及研究方法 |
2.4 实验分析检测 |
第三章 热力学分析 |
3.1 S-H_2O体系电位-pH图 |
3.2 Fe-H_2O体系电位-pH图 |
3.3 Zn-S-H_2O体系电位-pH图 |
3.4 Fe-S-H_2O体系电位-pH图 |
3.5 ZnS-Fe S-H_2O体系的电位-pH图 |
3.6 浸出过程中其它金属的浸出顺序 |
3.7 浸出过程O_2的作用的热力学分析 |
3.8 浸出过程中Fe~(2+)的作用 |
3.9 本章小结 |
第四章 硫化锌精矿氧压酸浸研究 |
4.1 浸出条件实验研究 |
4.2 浸出动力学研究 |
4.3 铁离子作用机理 |
4.4 本章小结 |
第五章 硫化锌矿物结构对浸出的影响 |
5.1 分子模拟计算原理及方法 |
5.2 Fe原子取代中心Zn原子后第一性原理研究 |
5.3 计算模型和方法 |
5.4 计算结果分析 |
5.5 小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 攻读硕士学位期间发表的论文 |
(7)氟化物溶盐中电解二氧化钛制备钛的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 钛及其资源概述 |
1.3 金属钛的制备方法 |
1.3.1 热还原法 |
1.3.2 熔盐电解法 |
1.3.3 其他制备钛的思路 |
1.4 本论文的选题背景及主要研究内容 |
1.4.1 选题背景 |
1.4.2 主要研究内容 |
第二章 实验仪器试剂及研究方法 |
2.1 实验仪器及试剂 |
2.1.1 实验仪器 |
2.1.2 实验试剂 |
2.2 电解质的制备及预处理 |
2.3 电极的选择及制备 |
2.3.1 电极的选择 |
2.3.2 电极的制备 |
2.4 研究方法 |
2.4.1 循环伏安法 |
2.4.2 稳态极化曲线 |
2.4.3 交流阻抗(EIS) |
2.4.4 XRD分析 |
2.4.5 扫描电镜和能谱分析 |
第三章 氟化物熔盐体系的选择 |
3.1 氟化物熔盐体系初晶温度探究 |
3.1.1 初晶温度测定方法及热电偶校准 |
3.1.2 NaF-K_2TiF_6-TiO_2体系初晶温度探究 |
3.1.3 NaF-Na_2TiF_6体系初晶温度探究 |
3.2 二氧化钛在氟化物体系中的溶解度及溶解机理 |
3.2.1 二氧化钛溶解度及溶解机理研究方法 |
3.2.2 二氧化钛在NaF-K_2TiF_6体系中的溶解度及溶解机理 |
3.2.3 二氧化钛在NaF-Na_2TiF_6体系中的溶解度及溶解机理 |
3.3 氟化物电解质体系热力学分析 |
3.3.1 理论分解电压的计算原理 |
3.3.2 NaF-K_2TiF_6-TiO_2体系理论分解电压计算 |
3.4 本章小结 |
第四章 钛离子在氟化物熔盐体系中的阴极过程 |
4.1 NaF-K_2TiF_6体系中钛离子在钼电极上的阴极过程 |
4.1.1 NaF-K_2TiF_6体系阴极稳态极化曲线 |
4.1.2 NaF-K_2TiF_6体系循环伏安测试 |
4.1.3 NaF-K_2TiF_6体系交流阻抗测试 |
4.2 NaF-K_2TiF_6体系中钛离子在锌电极上的阴极过程 |
4.2.1 液态阴极的选择 |
4.2.2 NaF-K_2TiF_6体系阴极稳态极化曲线 |
4.2.3 NaF-K_2TiF_6体系循环伏安曲线 |
4.3 本章小结 |
第五章 不同条件下恒流电解实验 |
5.1 以不锈钢作阴极的NaF-K_2TiF_6-TiO_2体系恒流电解 |
5.1.1 电流密度对电解产物的影响 |
5.1.2 电解时间对熔盐电解的影响 |
5.1.3 电解温度对电解产物的影响 |
5.1.4 极距对熔盐电解的影响 |
5.2 以不锈钢作为阴极的其他电解质体系恒流电解 |
5.2.1 NaF-KF体系中恒流电解 |
5.2.2 NaF-Na_2TiF_6体系中恒流电解 |
5.3 NaF-K_2TiF_6体系中不同阴极的恒流电解实验 |
5.3.1 钛阴极恒流电解实验 |
5.3.2 液态锌阴极恒流电解实验 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
附录A 攻读硕士期间发表的论文 |
附录B 攻读硕士期间参与的科研项目 |
(8)电助冶炼废渣活化过二硫酸盐深度处理炼化废水研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 炼化废水的概述 |
1.2.1 炼化废水的产生 |
1.2.2 炼化废水的特点 |
1.2.3 炼化废水处理技术研究进展 |
1.3 高级氧化技术——基于硫酸根自由基 |
1.3.1 过二硫酸盐(PDS)的概述 |
1.3.2 活化过二硫酸盐(PDS)研究方法 |
1.4 冶炼废渣概述 |
1.4.1 铜渣的介绍 |
1.4.2 铜渣使用情况介绍 |
1.4.3 钢渣的介绍 |
1.4.4 钢渣使用情况介绍 |
1.5 研究思路及内容 |
1.5.1 目的与意义 |
1.5.2 研究的思路及主要内容 |
1.5.3 技术路线 |
第二章 实验材料与研究方法 |
2.1 实验试剂和仪器设备 |
2.1.1 实验试剂 |
2.1.2 实验仪器 |
2.2 研究方法设计与装置 |
2.2.1 铜渣活化过二硫酸盐深度处理炼化废水研究 |
2.2.2 钢渣活化过二硫酸盐深度处理炼化废水研究 |
2.2.3 电助钢渣活化过二硫酸盐深度处理炼化废水研究 |
2.3 冶炼废渣物理化学表征分析方法 |
2.3.1 扫描电子显微镜分析(scanning electron microscope,SEM) |
2.3.2 X-射线衍射分析(phase analysis of xray diffraction,XRD) |
2.3.3 振动样品磁强计(Vibrating Sample Magnetometer,VSM) |
2.3.4 X-射线荧光光谱仪(X-ray fluorescence spectrometer) |
2.4 炼化废水水质分析及检测方法 |
2.4.1 炼化废水水质分析 |
2.4.2 化学需氧量(COD)的测定方法 |
2.4.3 总氮(TN)的测定方法 |
2.4.4 总磷(TP)的测定方法 |
2.4.5 氨氮(NH_3-N)的测定方法 |
2.5 电极的预处理 |
第三章 铜渣活化PDS深度处理炼化废水 |
3.1 引言 |
3.2 铜渣物理化学测试表征与结果分析 |
3.2.1 SEM的分析 |
3.2.2 EDS分析及元素能谱分析 |
3.2.3 XRD的分析 |
3.2.4 X-射线荧光光谱分析 |
3.2.5 VSM的分析 |
3.3 铜渣活化过二硫酸盐深度处理炼化废水效能研究 |
3.4 铜渣活化PDS深度处理炼化废水影响因素研究 |
3.4.1 铜渣投加量的影响 |
3.4.2 过二硫酸盐浓度的影响 |
3.5 铜渣活化过二硫酸盐体系稳定性测试 |
3.5.1 铜渣重复利用性能分析 |
3.5.2 金属离子溶出率测试 |
3.6 铜渣活化过二硫酸盐深度处理炼化废水的机理研究 |
3.6.1 自由基抑制实验分析 |
3.6.2 机理研究 |
3.7 本章小结 |
第四章 钢渣活化过二硫酸盐深度处理炼化废水研究 |
4.1 引言 |
4.2 钢渣物理化学测试表征与结果分析 |
4.2.1 SEM的分析 |
4.2.2 EDS分析及元素能谱的分析 |
4.2.3 XRD的分析 |
4.2.4 X-射线荧光光谱分析 |
4.2.5 VSM的分析 |
4.3 钢渣活化过二硫酸盐深度处理炼化废水效能研究 |
4.4 钢渣活化过二硫酸盐深度处理炼化废水影响因素研究 |
4.4.1 钢渣投加量的影响 |
4.4.2 过二硫酸盐浓度的影响 |
4.5 钢渣活化过二硫酸盐体系稳定性测试 |
4.5.1 钢渣重复利用性能分析 |
4.5.2 金属离子溶出率测试 |
4.6 钢渣活化过二硫酸盐深度处理炼化废水的机理研究 |
4.6.1 自由基抑制实验分析 |
4.6.2 机理研究 |
4.7 铜渣-PDS与钢渣-PDS体系对比研究 |
4.8 本章小结 |
第五章 电助钢渣活化过二硫酸盐深度处理炼化废水研究 |
5.1 引言 |
5.2 电场/钢渣体系深度处理炼化废水电解质影响研究 |
5.2.1 氯化钾 |
5.2.2 硫酸钾 |
5.2.3 氯化钾、硫酸钾与过二硫酸盐效果对比研究 |
5.3 电助钢渣活化过二硫酸盐深度处理炼化废水效能研究 |
5.3.1 施加电压的影响 |
5.3.2 PDS浓度的影响 |
5.3.3 钢渣投加量的影响 |
5.4 电助钢渣活化过二硫酸盐体系稳定性测试 |
5.4.1 钢渣重复利用性能分析 |
5.4.2 金属离子溶出率测试 |
5.5 电助钢渣活化过二硫酸盐深度处理炼化废水的机理研究 |
5.5.1 自由基抑制实验分析 |
5.5.2 机理研究 |
5.6 电助钢渣活化过二硫酸盐深度处理炼化废水扩大研究 |
5.6.1 过二硫酸盐的影响 |
5.6.2 施加电压的影响 |
5.6.3 钢渣投加量的影响 |
5.7 电助钢渣活化过二硫酸盐深度处理炼化废水可行性评估 |
5.7.1 水质的分析 |
5.7.2 电助钢渣活化过二硫酸盐体系深度处理炼化废水的经济综合分析 |
5.8 本章小结 |
结论与展望 |
研究结论 |
论文创新点 |
研究不足与展望 |
参考文献 |
在学期间的研究成果 |
致谢 |
(9)典型锂离子电池正极材料的湿法回收与再生基础研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 绪论 |
2.1 锂离子电池 |
2.1.1 锂离子电池的发展历程 |
2.1.2 锂离子电池的结构与工作原理 |
2.1.3 正极材料的类型、特点与市场概况 |
2.2 锂离子电池正极材料的合成方法 |
2.2.1 磷酸铁锂正极材料的合成 |
2.2.2 镍钴锰系正极材料的合成 |
2.2.3 正极材料不同合成方法的对比 |
2.3 锂离子电池正极材料的回收进展 |
2.3.1 工业回收现状 |
2.3.2 前处理 |
2.3.3 磷酸铁锂正极材料的湿法回收 |
2.3.4 镍钴锰系正极材料的湿法回收 |
2.3.5 失效正极材料的修复再生 |
2.4 选题背景及研究内容 |
2.4.1 选题背景 |
2.4.2 研究内容 |
3 原料及主要分析表征方法 |
3.1 失效正极粉末的获取 |
3.2 主要仪器分析方法 |
3.3 电化学性能测试 |
4 磷酸铁锂水热合成和湿法回收的热力学分析 |
4.1 298K~473 K下Li-Fe-P-H_2O系E~pH图的绘制 |
4.1.1 绘制原理 |
4.1.2 绘制过程 |
4.1.3 E~pH图 |
4.2 水热合成磷酸铁锂的热力学分析 |
4.2.1 水热合成磷酸铁锂的热力学可行性 |
4.2.2 水热合成磷酸铁锂的适宜条件 |
4.2.3 水热合成磷酸铁锂的机理探讨 |
4.3 湿法回收磷酸铁锂的热力学分析 |
4.3.1 强酸和还原性浸出 |
4.3.2 强酸和氧化性浸出 |
4.3.3 弱酸或中性pH下的氧化浸出 |
4.4 本章小结 |
5 从磷酸铁锂正极材料中选择性提取锂 |
5.1 Li的选择性浸出体系构建 |
5.2 Li的选择性浸出及其机理探究 |
5.2.1 浸出实验方法与表征 |
5.2.2 选择性浸出Li的验证 |
5.2.3 浸出过程表征 |
5.3 双氧水-硫酸浸出体系的优化 |
5.3.1 浸出pH值 |
5.3.2 液固比 |
5.3.3 失效LFP中Li的选择性浸出 |
5.4 浸出液中锂的富集和回收 |
5.4.1 浸出液中锂的富集 |
5.4.2 浸出液的净化 |
5.4.3 溶液中Li的回收 |
5.5 本章小结 |
6 失效磷酸铁锂正极材料水热修复研究 |
6.1 失效LFP正极材料的表征及再生修复实验方法 |
6.1.1 失效LFP正极材料的表征 |
6.1.2 再生修复实验方法 |
6.2 结果与讨论 |
6.2.1 正交试验结果与讨论 |
6.2.2 修复条件的影响 |
6.2.3 电化学性能表征 |
6.2.4 修复过程的机理探讨 |
6.2.5 主要试剂消耗 |
6.3 本章小结 |
7 镍钴锰系正极材料的湿法合成 |
7.1 热力学基础探讨 |
7.2 材料与方法 |
7.2.1 实验原料 |
7.2.2 合成方法 |
7.2.3 材料表征 |
7.3 水热体系的确立及水热嵌锂因素探究 |
7.3.1 水热反应体系的确立 |
7.3.2 水热条件对嵌锂的影响 |
7.3.3 不同类型NCM前驱体的水热嵌锂 |
7.4 低锂用量无固液分离水热合成LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料 |
7.4.1 合成条件探索及优化 |
7.4.2 物相及形貌变化 |
7.4.3 电化学性能 |
7.4.4 Li~+扩散系数 |
7.4.5 Rietveld结构精修 |
7.5 本章小结 |
8 结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 论文创新点 |
8.3 局限性与展望 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(10)含砷难浸金矿碱性加压自浸金机理及工艺研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 文献综述 |
2.1 含砷金矿资源概述 |
2.1.1 难处理金矿资源类型特征 |
2.1.2 金矿难处理的原因 |
2.1.3 含砷金矿中砷对金浸出的影响 |
2.2 含砷金矿回收工艺研究及应用 |
2.2.1 含砷金矿预处理技术 |
2.2.2 金矿浸出方法研究现状 |
2.3 硫代硫酸盐浸金研究现状 |
2.3.1 硫代硫酸盐基本性质 |
2.3.2 硫代硫酸盐浸金基本原理 |
2.3.3 硫代硫酸盐浸金工艺的研究进展 |
2.3.4 硫代硫酸盐浸金存在的问题 |
2.3.5 硫代硫酸盐在硫化矿氧化过程中的原位生成 |
2.4 小结 |
3 研究内容与研究方法 |
3.1 研究目标 |
3.2 技术路线 |
3.3 研究内容 |
3.4 试验原料 |
3.4.1 试验矿石 |
3.4.2 试验药剂及仪器 |
3.5 研究方法 |
4 黄铁矿加压碱性氧化过程及物质转化规律 |
4.1 黄铁矿氧化热力学特征 |
4.2 黄铁矿氧化电化学响应特征 |
4.3 黄铁矿氧化生成产物分析 |
4.4 黄铁矿氧化工艺条件研究 |
4.4.1 粒度对黄铁矿氧化及生成产物的影响 |
4.4.2 搅拌速率对黄铁矿氧化及生成产物的影响 |
4.4.3 液固比对黄铁矿氧化及生成产物的影响 |
4.4.4 氧压对黄铁矿氧化及生成产物的影响 |
4.4.5 NaOH浓度对黄铁矿氧化及生成产物的影响 |
4.4.6 温度对黄铁矿氧化及生成产物的影响 |
4.5 碳酸钠添加对黄铁矿氧化反应过程优化 |
4.5.1 碳酸钠作用机制 |
4.5.2 碳酸钠作用试验研究 |
4.6 小结 |
5 砷黄铁矿加压碱性氧化过程及物质转化规律 |
5.1 砷黄铁矿氧化热力学特征 |
5.2 砷黄铁矿氧化电化学响应特征 |
5.3 砷黄铁矿氧化生成产物分析 |
5.4 砷黄铁矿氧化工艺条件研究 |
5.4.1 粒度对砷黄铁矿氧化及生成产物的影响 |
5.4.2 搅拌转速对砷黄铁矿氧化及生成产物的影响 |
5.4.3 液固比对砷黄铁矿氧化及生成产物的影响 |
5.4.4 氧压对砷黄铁矿氧化及生成产物的影响 |
5.4.5 NaOH浓度对砷黄铁矿氧化及生成产物的影响 |
5.4.6 温度对砷黄铁矿氧化及生成产物的影响 |
5.5 砷黄铁矿氧化动力学 |
5.5.1 氧化动力学方法基础 |
5.5.2 砷黄铁矿氧化动力学参数确定 |
5.6 砷黄铁矿氧化机理 |
5.7 小结 |
6 碱性加压氧化产物溶金性能研究 |
6.1 硫代硫酸盐碱性加压无铜、铵条件下溶金性能 |
6.1.1 硫代硫酸盐氧化过程 |
6.1.2 硫代硫酸盐稳定性研究 |
6.1.3 硫代硫酸盐无铜、铵溶金电化学 |
6.1.4 硫代硫酸盐碱性加压无铜、铵溶金性能 |
6.1.5 硫代硫酸盐碱性加压无铜、铵溶金机理 |
6.2 一硫代砷酸盐碱性溶液溶金性能 |
6.2.1 金在一硫代砷酸盐溶液中电化学溶解行为 |
6.2.2 金在一硫代砷酸盐溶液中溶解试验 |
6.2.3 金在一硫代砷酸盐溶液中溶解机理 |
6.3 小结 |
7 含砷难处理金矿碱性加压氧化自浸金工艺研究 |
7.1 碱性加压氧化自浸金工艺 |
7.1.1 粒度对含砷金精矿自浸金效率的影响 |
7.1.2 液固比对含砷金精矿自浸金效率的影响 |
7.1.3 氧气压力对含砷金精矿自浸金效率的影响 |
7.1.4 添加剂对含砷金精矿自浸金效率的影响 |
7.1.5 温度对含砷金精矿自浸金效率的影响 |
7.1.6 碱浓度对含砷金精矿自浸金效率的影响 |
7.1.7 碳酸钠对含砷金精矿自浸金效率的影响 |
7.2 含砷难处理金矿氧化产物分析 |
7.3 小结 |
8 结论 |
8.1 主要结论 |
8.2 创新点 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
四、ELECTROCHEMICAL MEASUREMENTS OF COMPONENT ACTIVITIES IN METALLURGICAL SLAGS(论文参考文献)
- [1]基于白云鄂博矿原料条件开发稀土型IF钢关键技术研究[D]. 王皓. 北京科技大学, 2021(08)
- [2]废铅酸电池隔板纸、铅膏及冶炼铅渣的回收再利用研究[D]. 刘毅. 武汉科技大学, 2021(01)
- [3]铝电解废旧阴极炭还原贫化艾萨铜熔炼渣及氟固定的研究[D]. 吴国东. 昆明理工大学, 2021(01)
- [4]应用ZrO2固体电解质电池研究Na3AlF6基熔盐中Si的电沉积[D]. 何林. 武汉科技大学, 2021(01)
- [5]铝电解炭渣基锂离子电池负极材料制备及电化学性能研究[D]. 王艺茹. 兰州理工大学, 2021(01)
- [6]硫化锌精矿氧压酸浸过程中铁离子的作用机理[D]. 凡杰. 昆明理工大学, 2021(01)
- [7]氟化物溶盐中电解二氧化钛制备钛的研究[D]. 刘瑛鑫. 昆明理工大学, 2021
- [8]电助冶炼废渣活化过二硫酸盐深度处理炼化废水研究[D]. 朱桂娴. 兰州大学, 2021(09)
- [9]典型锂离子电池正极材料的湿法回收与再生基础研究[D]. 荆乾坤. 北京科技大学, 2021
- [10]含砷难浸金矿碱性加压自浸金机理及工艺研究[D]. 吴浩. 北京科技大学, 2021(02)