2026年 06期
铜火法冶炼中熔炼工序砷的定向迁移调控
杨应宝;李安;晏滔;李建福;余小吕;刘艳冰;针对铜火法冶炼熔炼工序中砷挥发引发的环境潜在危害，及砷相分配失衡影响后续生产的技术难题，以云南某铜矿铜精矿为研究对象，采用管式炉模拟工业熔炼试验，结合XRD、ICP-OES等检测技术与砷平衡计算方法，系统探究了砷在铜锍、炉渣、烟气三相的迁移分配规律、物相赋存特征，以及核心工艺参数对砷定向迁移的调控机制。研究明确富氧浓度、熔炼温度、铁硅比、锌含量为调控砷定向迁移的核心参数，并结合企业实际生产需求，确定了砷定向迁移的最优工艺调控区间。工业生产调控验证结果显示，将富氧浓度控制在67%～71%、熔炼温度稳定在1 210～1 250℃、铁硅比提升至1.78～1.83、锌含量调控为1.60%～1.80%时，可显著提升砷在渣相的分配占比，有效降低烟气中的砷含量。本研究结果为铜火法冶炼熔炼工序实现砷的定向迁移调控提供了关键技术支撑与工业应用依据。
富氧熔池熔炼顶枪旋流器耦合变角度侧枪多相流数值模拟及试验研究
许克霆;杨贵严;王旭滨;高泽磊;王仕博;王天杰;唐灏文;近年来，硫化镍矿中氧化镁含量大幅升高，导致熔炼过程中熔体黏度增大，熔炼效率降低，且传统顶吹冶金炉存在混合效率差、熔体喷溅严重的问题。为了从改变传输方式的角度解决上述问题，本研究提出了一种顶枪旋流器耦合侧吹多枪变角度喷吹技术，构建了顶侧复吹炉数学模型与实物水模型，使用VOF模型与k-epsilon模型对炉内流场的复杂湍流和熔池内气-渣-锍三相流动过程进行了模拟，获取了不同时间下炉内三维流场数据，同时根据相似准则进行了顶侧复吹水模型试验，将试验结果与数值模拟结果进行了流型对比，验证了数值模拟结果的可靠性。对比分析了两种喷吹条件对炉内流场的影响。结果表明，在相同进气量下，顶侧复吹工况的渣层平均速度提升了107.97%，渣层湍流动能提升了62.10%，渣层平均气含率提升了425.54%，壁面剪切力为单顶吹工况的3.26倍。分析了顶侧复吹条件下流场传质规律，发现顶侧复吹流场中存在主导的二维水平流动结构。本研究提出的顶枪旋流器耦合变角度侧枪技术，显著提升了熔池搅拌效率，加强了熔池反应强度，但对炉壁产生了较大剪切力，后续应用性研究应考虑如何降低炉壁冲刷及炉体失稳的风险。
基于FactSage与热重分析的卡尔多炉熔炼渣熔点调控机制
谢剑才;卡尔多炉处理脱铜阳极泥所产生的熔炼渣富含Pb、Sn等有价金属，当渣中Ba、Cu等高熔点金属含量高时，会导致其熔点高、流动性差，致使其深度还原回收有价金属受阻。本文利用FactSage软件构建PbONa_2O-SiO2-SnO-BaO五元相图，结合热重分析验证，开展了卡尔多炉熔炼渣降低熔点的配料优化研究，以揭示熔点调控机制。研究表明，熔炼渣中所含BaSO4、CuO等易生成高熔点晶相，会造成渣熔点升高。当渣中BaO/CuO高时，添加SiO2可消耗多余的游离氧，降低渣熔点。Na_2CO3可以打断硅氧链、降低渣熔点，但过量时会导致硅酸盐析出，导致黏度增加。本研究为熔炼渣深度还原精准配料、提升贵金属回收率提供理论依据。
Cu-MnO2同槽电解试验研究
赵程远;吴腾乐;左晓丰;吴艳;白云龙;铜电积是湿法炼铜的关键环节，但其能耗约占工艺总能耗的80%。同槽电解技术可实现阴阳极有价产物同步制备，提高电流利用率。将阴极铜电积与阳极MnO2制备耦合，构建Cu-MnO2同槽电解体系，有望降低能耗、提升电流效率。本研究将传统工艺中铜和二氧化锰单独生产工艺进行优化，构建以绿色环保的硫酸钠溶液为电解液的Cu-MnO2同槽电解体系，充分利用传统工艺阴阳极空放的能量，系统地研究了在该体系下铜电沉积以及四氧化三锰固相电解的反应机理以及工艺优化。以316L不锈钢为阴极、Mn_3O4前驱体涂覆石墨板为阳极，考察反应时间、温度、硫酸钠浓度、电流密度及电解液循环次数等因素的影响。结果表明，在80℃、电流密度100 A/m2、Na_2SO4浓度1 mol/L的最佳条件下，阳极电流效率达到60.40%，比能耗为844.17 kWh/t,MnO2产率为90.9%；阴极电流效率为99.61%，吨铜能耗为1 264.99 kWh。
废旧锂电池电解液热解行为研究
田玉旋;邢鹏;高道伟;寸之亘;王晨晔;王兴瑞;李会泉;热解是实现废旧锂电池正极材料解离与有机物脱除的有效方法。然而目前对废旧电解液的热解行为尚不明确，制约了其资源化利用。为此，本研究基于热重-质谱联用(TG-MS)与气相色谱-质谱联用(GC-MS)耦合表征，系统解析了电解液溶剂(DEC、EC、EMC)与电解质(LiPF6)在低温热解阶段的反应路径及交互效应。结果表明，电解液溶剂在低温热解过程中除挥发外还存在分解反应，EMC与DEC主要经分子消除与自由基路径生成轻烃、CO2及醇醚类产物，而EC则以协同开环机制分解生成环氧乙烷。160℃为LiPF6快速分解区间，产生PF5、POF3与HF，其中PF5作为强路易斯酸显著重构碳酸酯的热解路径，在220℃左右诱导生成多种含氟热解产物。该研究明确了不同溶剂组分及电解质在热解过程中的关键温区与迁移转化规律，基于此可建立热解产物的梯级处置方法，从而为电解液溶剂的分级冷凝回收与含氟污染物的控制提供理论依据。
内蒙古某低品位半氧化型金矿的堆浸试验
林音慧;杨洪英;金瑞鹏;佟琳琳;金丹;在金矿开采中，堆浸技术已经得到了广泛的应用。通过堆浸技术，可以从低品位的金矿中提取出大量的黄金。本文对内蒙古某半氧化低品位金矿进行了实验室柱浸试验和工业堆浸试验，主要研究各工艺参数对金矿浸出效果的影响，包括喷淋制度、氰根浓度以及矿石粒度。试验结果表明：喷淋制度采用间歇喷淋、氰根浓度0.03%浸出效果最好、矿石粒度在8 mm以下浸出效果最佳。柱浸试验第55天金浸出率最高达到63.6%；浸出40 d的现场工业试验堆的渣计浸出率最高达到51.7%；初步经济效益分析表明，处理每吨氧化矿预计可实现净利润约169.23元。
难处理金矿生物氧化工业过程控制及设备研究现状
丘学民;陈积平;丘晓斌;李佳峰;陈国宝;生物氧化是难处金矿预处理的主流工艺，具有回收率高、原料适应性好、投资少、操作简单、环境友好等优点。然而，由于微生物的生命属性，其受环境波动影响较大，导致生物氧化工艺存在不稳定的问题。随着装备水平、供电系统及工艺自动化等的提升，该问题正在逐步得到解决。本文梳理了主要的难处理金矿生物氧化商业化实例，给出了技术优势、典型机理和工艺流程示意图，剖析了该过程需要关注的物料平衡问题，总结了最新的生物氧化工艺控制措施，并对设备选型从生产实践和模拟仿真两个层面进行分析。然后，针对实际工业生产投资和运营成本问题，从厂房、工序、管道、电力、药剂等方面给出了详细剖析。最后，对生物氧化工艺工业发展前沿进行展望。结果可进一步推动生物氧化工业化稳定运行，为相关企业提供良好借鉴。
富金锍加压氧化—氰化提金试验
石瑀;彭珊;王俊娥;田博;王乾坤;廖元杭;蒋开喜;为实现低金硫铁矿的单独有效处置，部分学者提出氧化熔炼工艺，将金富集在铁基锍相中，实现有价金属的富集回收。本文以含金硫铁矿造锍熔炼产出的富金锍为原料，分别开展了“富金锍直接氰化浸出”和“富金锍加压氧化+氰化”试验研究，阐明了富金锍的物相组成，揭示了影响富金锍直接氰化浸出的限制因素，探究了锍相加压预氧化过程的反应原理，通过单因素条件试验，系统考察了加压氧化温度、氧分压、反应时间和矿浆浓度对氧化渣金氰化浸出率的影响，获得较优工艺技术参数。结果表明，富金锍主要由铁和硫组成，品位分别约为68%和17%，金品位约114 g/t。物相组成以硫化亚铁和铁氧化物为主，部分金被硫化物包裹，难以直接氰化浸出，加压预氧化工艺可以有效打破硫化物对金的包裹，在温度200℃、氧分压700 kPa、反应时间75 min、搅拌速率700 r/min、矿浆浓度15%的较优试验条件下，富金锍相可有效转变为氧化铁相，S2-氧化率约为96.0%，氧化渣氰化金浸出率约为98.72%，较富金锍直接氰化的金浸出率提高了21.38个百分点。
机械活化对提钒尾渣物化性质的影响与碱浸提钒制备正钒酸钡的研究
瞿金为;王奕秋;马娜;兰芳庆;邓敏婷;李沁霏;转炉钒渣经钠化焙烧—水浸提钒后产生的提钒尾渣是一种有价金属赋存量较高的固体废弃物，其资源化利用技术亟待开发。本研究采用机械活化技术处理该尾渣，旨在提升其反应活性：通过破坏固体结构，暴露被包裹的含钒物相，从而在后续碱浸中降低反应条件苛刻度，最终提高钒的浸出率。碱浸所得含钒溶液进一步用于沉淀制备正钒酸钡。本研究还通过多种表征手段分析了机械活化前后尾渣的物相结构、微观形貌、粒度及比表面积变化。结果表明，活化处理不仅有效减小了尾渣粒度、增大了比表面积，更关键的是破坏了其内部结构，使被包裹的含钒物相得以释放。在相同碱浸条件下，活化20 min的尾渣，其钒浸出率可以达到86.23%，较未活化样品提升了约36个百分点。最后，对沉钒产物的分析证实，所得产品为正钒酸钡，纯度为81.57%。
铟、锡烟灰浸出渣还原浸出提取铟、锡研究
季群;季成;唐朝波;卿建荣;殷彪;唐施阳;范晓彬;朱新迈;冶炼烟灰是有色金属冶炼过程产生的重要二次资源，其富含铟、锡等高价值金属元素，具有显著的经济回收价值。目前，各冶炼企业主要采用硫酸浸出从中回收铟、锡，但普遍存在金属浸出效率不高、综合回收率偏低的缺点，导致浸出渣中仍滞留相当数量的有价金属。为此，本研究在现有硫酸浸出体系基础上，引入还原浸出机制，提出了还原浸出新工艺。在硫酸浓度600 g/L、亚硫酸钠添加量5%、浸出时间2 h、浸出温度60℃、液固比5 mL/g的最佳条件下，铟和锡的浸出率分别为94.96%和85.46%，浸出渣中铟、锡含量分别显著降低至0.02%和0.63%，有效实现了对烟灰中有价金属的强化提取。