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未來鋁電解計(jì)算機(jī)控制技術(shù)不僅應(yīng)實(shí)現(xiàn)低窄氧化鋁濃度的精確控制，更重要的是應(yīng)對(duì)鋁電解過程的能量平衡進(jìn)行高效控制。為此，應(yīng)開發(fā)鋁電解過程過熱度的控制技術(shù)，進(jìn)而有效控制鋁電解溫度并提高電流效率。研究表明，過熱度與過量氟化鋁濃度有密切關(guān)系，因而可以對(duì)氟化鋁添加量進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)過熱度控制。過熱度的在線或快速監(jiān)測是實(shí)現(xiàn)過熱度控制的重要技術(shù)，因此也應(yīng)加快開發(fā)應(yīng)用。鋁電解過程過熱度控制水平的提高將進(jìn)一步改善鋁電解運(yùn)行的熱穩(wěn)定性，從而提高電流效率，實(shí)現(xiàn)鋁電解節(jié)能。
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礦床開拓是為開采地下礦床從地面向地下開掘一系列的井筒、硐室、巷道以通達(dá)礦體的地下工程總稱。其目的在于形成運(yùn)輸、提升、通風(fēng)、排水、供電、供水、輸送壓氣以及采場充填等系統(tǒng)，以滿足采礦工藝過程的需要。形成開拓系統(tǒng)的井巷主要有平硐、豎井、斜井、斜坡道、各類盲井、石門、馬頭門、主要運(yùn)輸平巷、主溜井、主充填井、主回風(fēng)巷、風(fēng)井、井底車場及各種主要硐室等。
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鋰電池極片易掉粉主要是剝離強(qiáng)度不夠。剝離強(qiáng)度是指極片活性物質(zhì)與集流體(銅箔或鋁箔)粘附在一起的牢固程度。我們經(jīng)常用達(dá)因值從側(cè)面來評(píng)價(jià)剝離強(qiáng)度，但實(shí)際中達(dá)因?qū)冸x強(qiáng)度的影響只是一部分，如鋁箔表面粗糙度、殘留的鋁粉量、雜質(zhì)等等都會(huì)影響剝離強(qiáng)度，接下來我們看看對(duì)極片剝離強(qiáng)度的測試方法。
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電解鋁工業(yè)重大節(jié)能技術(shù)進(jìn)步：(1)開發(fā)并全面推廣應(yīng)用了大型預(yù)焙電解槽成套技術(shù)；(2)開發(fā)應(yīng)用了鋁電解計(jì)算機(jī)控制技術(shù)；(3)開發(fā)應(yīng)用了提高大型預(yù)焙電解槽壽命技術(shù)；
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我國氧化鋁工業(yè)目前的平均能耗高于世界平均水平。節(jié)能的余地和空間很大，其中一條重要的途徑是進(jìn)一步提高系統(tǒng)熱效率及加強(qiáng)余熱回收利用。這一領(lǐng)域應(yīng)予開發(fā)的技術(shù)有：實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)合，高溫蒸汽熱能的優(yōu)化梯級(jí)利用;生產(chǎn)系統(tǒng)中高溫物料(蒸汽、溶液、水)熱能的梯級(jí)利用;進(jìn)行循環(huán)系統(tǒng)熱流分布的最優(yōu)化設(shè)計(jì);開發(fā)回收低溫溶液熱能的技術(shù)裝備;開發(fā)防結(jié)垢、少結(jié)垢的高效換熱器;開發(fā)高效清洗技術(shù)及裝備等。
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我國氧化鋁工業(yè)科技進(jìn)步集中體現(xiàn)在高效強(qiáng)化拜耳法技術(shù)、間接加熱強(qiáng)化溶出技術(shù)，高效節(jié)能焙燒技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了大型節(jié)能設(shè)備的大規(guī)模應(yīng)用，提高熱利用率的技術(shù)以及赤泥防滲干法堆存技術(shù)。我國自主研發(fā)成功中低品位一水硬鋁石礦生產(chǎn)氧化鋁的世界獨(dú)特的生產(chǎn)工藝技術(shù)，選礦拜耳法、石灰拜耳法等技術(shù)，大大提高了我國氧化鋁工業(yè)的競爭力，達(dá)到了世界先進(jìn)技術(shù)水平。
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鎂冶煉的方法分熔鹽電解法和熱還原法兩大類。熱還原法工藝流程和設(shè)備較簡單，建廠投資少，生產(chǎn)規(guī)模靈活;成品鎂的純度高;爐體小，建造容易，技術(shù)難度小;可以直接利用資源豐富的白云石作為原料。主要缺點(diǎn)在于熱利用率低、還原罐壽命短，還原爐所占的成本較大，屬勞動(dòng)密集型，生產(chǎn)過程不連續(xù)。針對(duì)以上缺點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行了一系列技術(shù)改造。改進(jìn)還原罐結(jié)構(gòu)、采用新型保溫材料、切斷熱短路、提高內(nèi)部介質(zhì)的綜合導(dǎo)熱系數(shù);改進(jìn)爐型，比如采用水煤漿對(duì)還原罐底部加熱，使其受熱均勻。
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科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了固態(tài)電池內(nèi)的納米級(jí)變化，這可以為提高電池效率提供新的見解。通過利用計(jì)算機(jī)模擬和X射線實(shí)驗(yàn)，研究人員能夠詳細(xì)地"看到"為什么鋰離子在固體電解質(zhì)中移動(dòng)速度緩慢，特別是在電解質(zhì)和電極之間的界面。
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鉛的冶煉工藝幾乎全是火法。鉛精煉方面，我國基本上采用電解精煉，而俄羅斯和歐美等國主要采用火法精煉。目前，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化的直接煉鉛方法有基夫賽特法、氧氣頂吹熔煉法(ISA法或Ausmelt法)、QSL法、水口山法、卡爾多法、鉛富氧閃速熔煉法等。這些方法的共同特點(diǎn)是利用氧氣冶煉技術(shù)，強(qiáng)化熔煉爐過程，充分利用硫化鉛精礦氧化自燃，生產(chǎn)率高，能耗低，自動(dòng)化水平高，設(shè)備緊湊，占地小，特別是能生產(chǎn)出高濃度的SO煙氣，便于制酸，解決了SO煙氣污染問題。
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國外氧化鋁生產(chǎn)方法主要是傳統(tǒng)的拜耳法，大約占國外氧化鋁總產(chǎn)量的96%;其余約4%的產(chǎn)量由拜耳-燒結(jié)聯(lián)合法生產(chǎn)，主要來自于俄羅斯和哈薩克斯坦的氧化鋁廠，俄羅斯采用聯(lián)合法處理霞石礦，生產(chǎn)氧化鋁和副產(chǎn)硫酸鉀，而哈薩克斯坦采用串聯(lián)法從低品位三水鋁石礦中生產(chǎn)氧化鋁。
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隔膜材料在我們生活中較為常見，例如汽車玻璃上的防爆膜、手機(jī)面板上的保護(hù)膜等。而很多人不知道的是，在我們手機(jī)電池里也有一張隔膜，用于防止電池短路，同時(shí)傳輸離子。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)科研人員經(jīng)過多年研究，設(shè)計(jì)了一類新型離子傳導(dǎo)膜。這種離子膜有望廣泛應(yīng)用于能源轉(zhuǎn)化、大規(guī)模儲(chǔ)能以及分布式發(fā)電等領(lǐng)域。該研究成果北京時(shí)間4月26在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表。
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20世紀(jì)20~30年代歐美建過一套裝置，其反應(yīng)溫度高達(dá)2300℃以上，在此溫度下副產(chǎn)品CO與還原出的鎂存在可逆反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)溫度超過1300℃時(shí)，可逆反應(yīng)增加很快，反應(yīng)溫度每提高10℃，反應(yīng)速度增加2~3倍;反應(yīng)生成的鎂粉與高溫CO也易發(fā)生爆炸，同時(shí)高溫氣體分離，冷卻設(shè)備太復(fù)雜，因此20世紀(jì)50年代碳熱法煉鎂企業(yè)均已停產(chǎn)，但從20世紀(jì)到現(xiàn)在對(duì)碳還原煉鎂的研究還沒有停止，主要進(jìn)展是用氧化鎂和碳還原，還原溫度均高于2300℃，溫度大于1300℃，皮江法煉鎂因不銹鋼還原罐軟化而沒強(qiáng)度，故此類也只建了些實(shí)驗(yàn)裝置而沒有工業(yè)化。
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1941年加拿大教授LM皮江在渥太華建立了一個(gè)以硅鐵還原煅燒白云石煉鎂的試驗(yàn)工廠，并獲得了成功。1942年加拿大在安大略省的哈雷成功建成并投運(yùn)了世界上第一座皮江法生產(chǎn)原鎂的硅熱法廠(年產(chǎn)量5000 t)。從此皮江法成為了煉鎂的第二大方法，也是目前世界上生產(chǎn)原鎂的主要技術(shù)之一。
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1808年，科學(xué)家戴維以汞為陰極電解氧化鎂，在人類歷史上第一次制取了金屬鎂。18世紀(jì)30年代，法拉第第一次通過電解氯化鎂得到了金屬鎂。直到19世紀(jì)80年代，才由德國首先建立工業(yè)規(guī)模上的電解槽，電解無水光鹵石生產(chǎn)金屬鎂，從此開創(chuàng)了電解法煉鎂的工業(yè)化時(shí)代。后經(jīng)在工藝和設(shè)備方面的不斷改進(jìn)，形成了目前世界上較為普遍采用的電解法煉鎂工藝。電解法因?yàn)槠渖a(chǎn)工藝先進(jìn)，能耗較低，是一種具有諸多優(yōu)勢的煉鎂方法。目前國外大部分金屬鎂是通過電解法生產(chǎn)的。但是電解法煉鎂必須依賴于穩(wěn)定的供電和較低的電價(jià)。
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全釩液流電池儲(chǔ)能技術(shù)通過不同價(jià)態(tài)的金屬釩離子相互轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)電能的存儲(chǔ)與釋放，本質(zhì)安全、設(shè)計(jì)靈活、成熟度高。該技術(shù)是雙碳戰(zhàn)略下國家電力系統(tǒng)長時(shí)儲(chǔ)能領(lǐng)域首選的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)路線。“新一代100MW級(jí)全釩液流電池儲(chǔ)能技術(shù)及應(yīng)用示范”作為國家“十四五”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃支持項(xiàng)目，對(duì)高性能全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行提出了更高的性能要求。
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硅(Si)基負(fù)極材料的理論比容量(4200 mAh/g)高、嵌脫鋰平臺(tái)較適宜,是一種理想的鋰離子電池用高容量負(fù)極材料[1-2]。在充放電過程中，Si的體積變化達(dá)到300%以上，劇烈的體積變化所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，容易導(dǎo)致電極粉化、剝落，影響循環(huán)穩(wěn)定性。
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氧化鋅煙塵是煙化爐、威爾茲窯、漩渦熔煉爐等火法冶煉爐窯還原揮發(fā)處理含鉛鋅冶煉渣料和含鋅鋼鐵煙塵等二次資源而得到的煙塵。在工業(yè)化國家，鍍鋅增加了鋅的消費(fèi)。當(dāng)用電弧爐從廢品中煉鋼時(shí)，產(chǎn)出的含鋅煙灰為投料量的1%~2%。這種電弧爐煙塵含鋅15%~25%、鉛4%~7%、鐵30%~50%、氯1%~2%，通常用威爾茲窯處理得到高品位氧化鋅煙塵。在煉鐵高爐中也能收集到含鋅小于5%的煙塵，經(jīng)旋流分級(jí)，得到含鋅20%和鐵30%的富鋅產(chǎn)品，再用威爾茲窯處理。
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研究人員開發(fā)了一種新的采礦技術(shù)，利用微生物回收金屬并將碳儲(chǔ)存在采礦產(chǎn)生的廢物中。采用這種被稱為尾礦的采礦廢物再利用技術(shù)，可以改變采礦業(yè)，創(chuàng)造一個(gè)更環(huán)保、更可持續(xù)的未來。
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近年來，鋰離子電池的性能達(dá)到了平穩(wěn)期，成為新能?源車電池的主流，但充電率和續(xù)航一直是該電池的長期焦慮，這給其他電池路線留下進(jìn)步的空間。用硅代替石墨(當(dāng)今電池陽極中常用的材料)制成的電池，已被證明能夠?qū)崿F(xiàn)更高的能量密度和更快的充電。
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常壓富氧直接浸出法是在氧壓浸出法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新技術(shù)。采用高溫(95～100℃)和常壓(100kPa)，在一組立式攪拌容器內(nèi)用廢電解液連續(xù)地浸出硫化鋅精礦。其基本反應(yīng)過程仍基于以鐵作為硫化物反應(yīng)的催化劑，把氧作為強(qiáng)氧化劑，只是用核心設(shè)備——玻璃鋼反應(yīng)器取代高壓釜反應(yīng)器。
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氧壓直接浸出法的特點(diǎn)是取消了硫化鋅精礦焙燒、制酸和常壓浸出，而采用特殊設(shè)計(jì)的壓力反應(yīng)器(高壓釜)，讓浸出在高溫高壓和富氧的環(huán)境中進(jìn)行。在有三價(jià)鐵離子存在的條件下，氧壓浸出能使在一般浸出條件下不會(huì)溶解的硫化鋅溶解。產(chǎn)出元素硫而不是SO，因此改善了環(huán)境條件。浸出得到的富鋅溶液可用傳統(tǒng)的凈化流程來處理。
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熱酸浸出法是在常規(guī)浸出法的基礎(chǔ)上增加高溫、高酸浸出段而發(fā)展起來的，與常規(guī)浸出法的不同之處在于中性浸出渣的處理方法，實(shí)質(zhì)是用高溫(95~100℃)、高酸(終酸40~60g/L)的手段將中性浸出渣中所含的鐵酸鋅分解浸出，使焙砂浸出成為不同酸度、多段逆流的浸出過程。其他諸如焙燒、凈化、電積、熔鑄工序則和常規(guī)浸出法類似，原則工藝流程見圖3-49。
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“雙碳”背景下，人們環(huán)保意識(shí)不斷提高，材料的環(huán)保性能愈發(fā)受到關(guān)注。金屬材料VS碳纖維材料，誰更環(huán)保呢? 一起來看看。
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電爐煉鋅是利用電能直接加熱爐料連續(xù)蒸餾生產(chǎn)鋅的方法，其主要工序包括混料、制粒干燥、電爐還原熔煉和冷凝四部分。將細(xì)磨的高品質(zhì)氧化鋅礦和相應(yīng)的焦炭混合、制粒、干燥后加入還原電爐內(nèi)熔化還原，在高溫和強(qiáng)還原氣氛下，物料中的鋅被還原并以鋅蒸氣的形態(tài)產(chǎn)出，含鋅和CO的氣體再經(jīng)凈化、急冷，并以鋅粉形態(tài)產(chǎn)出。也有在電爐后端接鋅雨冷凝器，使鋅以粗鋅形態(tài)產(chǎn)出。
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密閉鼓風(fēng)爐煉鋅法于1950年由英國帝國熔煉公司(Imperial Smelting Processes Limited)將鉛雨冷凝器應(yīng)用于鼓風(fēng)爐煉鋅獲得成功并投入生產(chǎn)，也稱之為ISP法。主要工序包括精礦燒結(jié)焙燒、燒結(jié)塊還原熔煉、鋅冷凝器冷凝和粗鉛精煉4個(gè)過程。
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硅銅礦浮選難在哪? 首先，作為常見的氧化銅礦物，硅銅礦是礦物性質(zhì)較為復(fù)雜的一種礦石，礦物組成不簡單，除了硅銅，其本身還與孔雀石、褐鐵礦、石英、黑銅礦等礦物共生; 其次，硅銅礦嵌布粒度極細(xì)，且氧化率高、結(jié)合率高，有的甚至有高含量的鈣鎂元素，常用的浮選法或者濕法選銅工藝都很難達(dá)到理想的效果;
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現(xiàn)代煉鋅方法分為火法煉鋅與濕法煉鋅兩大類?；鸱掍\中的豎罐蒸餾煉鋅已趨淘汰，電爐煉鋅規(guī)模小且未見新的發(fā)展。密閉鼓風(fēng)爐煉鋅是世界上最主要的、也是唯一的火法煉鋅方法。世界上總共有15臺(tái)(包括國內(nèi)ISP工廠)密閉鼓風(fēng)爐在進(jìn)行鋅的生產(chǎn)，占鋅總產(chǎn)量的12%~13%。
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隨著煉鉛工業(yè)的發(fā)展，高品位和易處理鉛礦越來越少，低品位和復(fù)雜鉛礦會(huì)逐漸增多。因此，近年來冶金工作者開展了大量濕法煉鉛的試驗(yàn)研究工作。濕法煉鉛過程不產(chǎn)生SO氣體，含鉛煙塵和揮發(fā)物逸出極少，對(duì)低品位和復(fù)雜礦處理的適應(yīng)性也較強(qiáng)。隨著地球環(huán)境保護(hù)政策和工業(yè)衛(wèi)生規(guī)范要求日趨嚴(yán)格，濕法煉鉛的試驗(yàn)研究工作越來越受到重視。根據(jù)近年來的資料報(bào)道，試驗(yàn)研究所采用的濕法煉鉛方法多種多樣?；赑b-S-H，O系熱力學(xué)分析，鉛礦濕法處理歸納為3個(gè)途徑：①硫化鉛礦直接還原成金屬鉛;②硫化鉛礦的非氧化浸出;③硫化鉛礦的氧化浸出。
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石墨烯是從石墨材料中剝離出來由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體，被稱為21世紀(jì)最神奇的材料，?是目前世界上最輕、最薄、硬度最高、韌性最強(qiáng)且導(dǎo)電導(dǎo)熱性能都很好的新型納米材料之一，也被成為新材料之王。
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鉛富氧閃速熔煉法是北京礦冶研究總院在充分借鑒銅、鎳閃速熔煉和基夫塞特?zé)掋U成熟經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，和靈寶市華寶產(chǎn)業(yè)有限責(zé)任公司合作開發(fā)的鉛冶煉新技術(shù)。鉛富氧閃速熔煉法的主體設(shè)備由閃速熔煉爐和還原貧化電爐構(gòu)成(見圖3-45)，設(shè)備配置更類似于銅的閃速熔煉，鉛的熔煉和爐渣貧化還原分別在2 臺(tái)裝置中聯(lián)合完成。主體的閃速熔煉爐由三部分組成：①帶氧焰噴嘴的反應(yīng)塔;②設(shè)有熱焦慮層的沉淀池;③帶膜氏壁的上升煙道。
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