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稀土元素钆(Gd)的用途

2019-01-30 10:26:34

稀土的分类 1)轻稀土(又称铈组)：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆。 2)重稀土(又称钇组)：铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。铈组与钇组之别，是因为矿物经分离得到的稀土混合物中，常以铈或钇比例多的而得名。稀土金属(rare earth metals)又称稀土元素，是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称，常用R或RE表示。它们的名称和化学符号是钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。它们的原子序数是21(Sc)、39(Y)、57(La)到71(Lu)。钆(Gd) 1880年，瑞士的马里格纳克(G.de Marignac)将"钐"分离成两个元素，其中一个由索里特证实是钐元素，另一个元素得到波依斯包德莱的研究确认，1886年，马里格纳克为了纪念钇元素的发现者研究稀土的先驱荷兰化学家加多林(Gado Linium)，将这个新元素命名为钆。钆在现代技革新中将起重要作用。它的主要用途有： (1)其水溶性顺磁络合物在医疗上可提高人体的核磁共振(NMR)成像信号。 (2)其硫氧化物可用作特殊亮度的示波管和x射线荧光屏的基质栅网。 (3)在钆镓石榴石中的钆对于磁泡记忆存储器是理想的单基片。 (4)在无Camot循环限制时，可用作固态磁致冷介质。 (5)用作控制核电站的连锁反应级别的抑制剂，以保证核反应的安全。 (6)用作钐钴磁体的添加剂，以保证性能不随温度而变化。另外，氧化钆与镧一起使用，有助于玻璃化区域的变化和提高玻璃的热稳定性。氧化钆还可用于制造电容器、x射线增感屏。在世界上目前正在努力开发钆及其合金在磁致冷方面的应用，现已取得突破性进展，室温下采用超导磁体、金属钆或其合金为致冷介质的磁冰箱已经问世。金属钆氧化钆钆铁合金A.增强CT上显示为低密度额叶病灶；B.钆增强MRI上表现为低密度病灶；C.肿瘤在MRI T2W上显示为边缘清晰的高信号影

离子稀土

2017-06-06 17:50:13

离子稀土发现、命名与提取工艺发明大解密稀土是稀土族元素的简称，人们往往将17种元素划归于稀土大家族。我国是稀土资源最丰富的国家，储量和产量均居世界首位。离子型稀土是我国特有的一种新型的稀土矿产资源。以其配分齐全、高附加值元素含量高、放射性比度低、高科技应用元素多、综合利用价值大"五大"突出优点，异军崛起，独占鳌头，并从某种意义上改变、促进和加速了世界高科技的进程。离子型稀土第二代提取工艺--"原地浸矿工艺"，于1996年荣获"八五"国家科技攻关重大成果奖，是国家"八五"科技攻关中"十大世界领先技术成果"之一，1997年荣获国家发明奖。该项研究成果1996年被中央电视台在新闻联播节目中予以报道，这是我国特有的离子型稀土自1970年发现、命名和二代提取工艺发明以来，在经历25年保密管理之后，首次向国内外的正式公开"亮相"。    离子型稀土的技术是我国完全拥有的自主知识产权。赣州有色冶金研究所是我国离子吸附型稀土矿的发现、命名和二代稀土提取工艺科技成果的主要享有单位。时任赣州有色冶金研究所分管科研副所长、后任所长的丁嘉榆同志，作为离子型稀土矿第二代提取工艺的发明及应用的主要参与者、领导者，对这一事件的历史发展进程有着刻骨铭心的记忆。应记者之约，丁嘉榆同志对这一历史事件进行了全面地、系统地回顾和总结。时至1970年，在过去长达175年的稀土矿产资源开发利用史中，人们发现自然界中含稀土元素及其化合物的矿物多达 200 种。但真正实际有工业利用价值的稀土矿物原料却为数不多，数量约十种左右。主要有独居石、铈硅石、氟碳铈矿、硅铍钇矿、磷钇矿、褐帘石、铌钇矿、黑稀金矿。但这些矿物中却大部份含有一定数量的铀或钍，而且稀土矿物均以固态、矿物相矿物性态存在，它们往往是与放射性元素共生或伴生。    20世纪后期，随着世界范围内高科技及其工业化进程突飞猛进的发展，尤其是自20世纪80年代以来，全球范围内对中、重稀土元素的使用量激增，其中又特别是对钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、钇等稀土元素的需求量剧烈地增长。鉴于下述原因：一是在传统的稀土矿产资源中，上述大多数稀土元素的含量有限，获取稀土精矿较为困难；二是由于生产工艺的繁锁，流程很长，成本较高，价格昂贵，若得工业化应用，难度很大，产量也难以满足要求；三是根据传统稀土矿床资源赋存的特点，若希望在某一矿山，同时获得上述目标的元素，难能凑效，必然要开采多个、多种不同配分的稀土矿山，才有可能同时满足上述需求。显而易见，仅仅依靠对传统稀土资源的开发，势必难于满足现代高科技高速发展态势，对有关稀土元素的需求。因此，这种局势必然导致人们对稀土新资源的追求和探索，期望着能够获得高科技所需稀土资源的可靠保障。    其实早在20世纪60年代，我国就从战略的高度，认识到中、重稀土，尤其是重稀土资源在国防建设和国民经济建设中的重要作用。20世纪60年代中叶，原冶金工业部根据国家军工计划任务的安排，组织了南方重稀土资源科研大会战。旨在针对南方某矿围岩中，通过科技攻关，获得代号为"6号产品"的重稀土产品。经参战单位的协同攻关，已打通工艺流程，并拿出"6号产品"样品。但成本很高，工业化实施存在困难。然而接踵而至的"文革"，会战只好暂时中断。在几经周折，使用传统试验研究方法均遭失败的情况下，依然不惧艰难，百折不挠，坚持探索，努力攻关。经过艰苦的工作，抛弃了以往研究花岗岩风化壳稀土矿床的传统做法，创造性地采用稀土可溶性分析和矿浆树脂吸附等多种综合技术手段，精诚所至，金石为开，终于逐步地揭开了这种"不成矿"的"离子吸附型稀土矿"的奥秘。更多有关离子稀土的内容请查阅上海有色网

离子交换

2019-03-07 09:03:45

离子交流进程是一种液－固系统的传质进程，在许多方面（如操作、设备及计算方法）都和吸附进程非常相似。吸附是用吸附剂单纯地吸附气体或溶液中的中性分子或离子，而离子交流则是用离子交流剂和溶液中的离子进行离子置换反响，因而，能够将其看做是特殊吸附进程。吸附剂和离子交流剂在结构上的一个特点是多孔性，具有巨大的内表面，而不同的则是离子交流剂具有能够和溶液中离子进行交流的活性基因。工业用吸附剂品种许多，如活性炭、氧化铝、硅胶、硅酸盐以及分子筛等。吸附现在多使用于有机溶剂的收回、气体的枯燥和净化、蒸汽或气体的别离、溶液的脱色和脱臭等方面。吸附的别离作用比其他别离操作，如蒸馏、吸收、结晶、枯燥等高的多。在冶金工业中，吸附操作首要用于贵金属的收回。例如，在的溶液中，用活性炭收回金和银，最终将活性炭焚烧以制得纯金属。离子交流在冶金方面的使用大致有以下3个方面：一、用于浓缩某些矿石的浸出液中的金属或收回残渣中的金属，例如，铀的增浓和别离、钴、镍、铜、铬、钒等的收回。二、用于别离湿法冶金操作中的金属。例如，稀土金属、锆和铪、钽和铌、铂族金属的别离等。三、用于进步不纯浓缩液的档次。例如，除掉溶液中的微量镍，以净化钴等。离子交流操作设备一般分为触摸式和固定填充床两种。

废旧锂离子电池有价金属回收技术

2019-02-21 15:27:24

一、干法技能干法是经过复原焙烧别离钴、铝，浸出别离钴和黑的一种锂离子电池收回处理办法。该办法将电池坚持在阻隔水分与空气的环境中，一般是在氮气或气环境中进行，将锂离子电池在高温下进行燃烧，别离出各种金属。温豪杰，等提出了高温焙烧收回金属钴的工艺。先对锂离子废旧电池进行放电处理，剥离外壳，收回金属材料；将电芯与焦炭、石灰石混合，投入焙烧中进行复原焙烧。有机物燃烧生成二氧化碳及其他气体，钴酸锂被复原为金属钴和氧化锂，氟和磷元素被沉渣固定，铝被氧化为Al2O3炉渣。大部分氧化锂以蒸气方式逸出，将其用水吸收，金属铜、锂、镍、等构成含碳合金，再用惯例湿法冶金技能进行深加工处理。干法工艺流程较短，进程中考虑了氟污染的防治，而且锂元素得以收回。在国外，日本索尼和住友金属矿山公司合作开发出了从废旧锂离子电池中收回钴等元素的技能。先将电池燃烧，去除有机物，再挑选去除铁、铜后，将剩下粉末加热并溶于酸中，用有机溶媒提取氧化钴。 Churl Kyoung Lee，等先把废旧锂离子电池破碎，并在不同温度范围内进行热处理，将碳粉和粘合剂等可燃材料变为气体，留下LiCoO2。在恒温水浴（75℃）、液固体积质量比20L/g、硝酸浓度1mol/L、1.7%H2O2溶液中溶解LiCoO2，Co和Li的浸出率均到达85%。干法工艺相对简略，不足之处是能耗较高，电解质溶液和电极中其他成分经过燃烧转变为CO2或其他有害成分，如P2O5等。燃烧除掉有机物的办法易引起大气污染，合金纯度较低，后续湿法冶金进程仍需一系列净化除杂进程。二、湿法技能湿法是以无机酸溶液将废旧电池中的各有价成分浸出后，再以络合交换法、碱煮－酸溶法、酸溶－萃取－沉积法等加以收回。 Zhang Pingwei，等用4mol/L溶液在80℃下浸出锂离子二次电池正极废料，Co、Li的浸出率均大于99%，之后用0.9mol/L的PC－88A（2－乙基已基磷酸－单－2乙基已基醚）萃取Co，反萃取后以硫酸钴方式收回钴。溶液中的锂经过参加饱满碳酸钠溶液，在100℃下沉积为碳酸锂得以收回，收回率挨近80%。Kudo Mistuhiko，等用酸浸出锂离子电池正极废料，往浸出液中参加金属，使Co2＋变成Co，然后加碱去除金属，获得金属Co。Hayashi，等用硫酸或浸出，在浸出液中参加碱金属碳酸盐，沉积物质经焙烧获得更纯的正极活性物质。Supasan，等用HNO3溶液浸出锂离子电池正极废料，往混合浸出液参加LiOH，使各金属生成氢氧化物沉积，沉积物经过滤并焙烧，得金属氧化物的混合物。王晓峰，等先将电极材料在80℃的稀中溶解，滤去不溶物质后用调理pH=4，挑选性沉积出铝的氢氧化物，然后参加含NH4Cl的，调理pH至10左右，使钴、镍生成的合作物，再通入纯氧气把CO2+、Ni2+氧化为三价离子，并将溶液重复经过弱酸性阳离子交换树脂，对饱满树脂用不同浓度的硫酸铵溶液洗脱钴和镍，再用草酸盐从洗脱液中沉积钴和镍。申勇峰选用硫酸浸出－电解工艺收回钴。用10mol/L硫酸溶液，在70℃下浸出钴、锂，调理溶液pH至2.0～3.0，90℃鼓风拌和，中和水解脱除其间的杂质，再在55～60℃下以钛板作阳极，以钴片作阴极，以235A/m2电流密度电解，得到契合国家标准的电钴。钟海云，等从锂离子二次电池正极废料－铝钴膜中收回钴选用的是碱浸－酸溶－净化－沉钴的全湿法流程。先用100g/L的NaOH溶液浸出铝钴膜废料，制备氢氧化铝，再向剩下废猜中参加稀H2SO4和H2O2，酸溶后的溶液调pH至5.0净化除杂，然后参加草酸铵溶液淀钴，终究制得草酸钴产品。吴芳选用碱溶解电池材料，预先除掉约90%的铝，然后选用H2SO4＋H2O2系统浸出滤渣，浸出后的滤液中含有Fe2＋、Ca2＋、Mn2＋等杂质，用P2O4溶剂萃获得到钴和锂的混合液，然后用P507溶剂萃取别离钴、锂，反萃取后得到硫酸钴，萃液沉积收回碳酸锂，得到的碳酸锂到达零级产品要求，锂的一次收回率为76.5％。专利“从含钻下脚猜中高效提取钴化合物的新工艺”供给了另一条思路。将钴锰料在反响釜顶用工业硫酸溶解，去除不溶的有机物残渣后得到弄清的CoSO4、MnSO4混合溶液。将溶液参加到含有工业的化器中，坚持pH在9以上，反响必定时刻后用离心机将沉积别离，滤液送反响釜。向反响釜中参加NaOH溶液并加热至欢腾坚持5min。热沉的悬浮液冷却到60℃后用离心机别离出钴化合物。将钴化合物在反响釜顶用浓硫酸溶解并稀释、过滤得到硫酸钴弄清液。此弄清液送沉积槽，参加碳酸钠溶液调pH至8.0，使生成紫红色沉积，对此沉积拌和水洗数次，然后晒干得碱式碳酸钴产品。金泳勋，等研讨了选用浮选法从废旧锂离子电池中收回锂钴氧化物，但收回的锂钴氧化物含有石墨等杂质，不能用来制造锂离子电池。温豪杰，等选用碱浸－酸溶－净化－沉钻工艺收回锂离子电池正极废猜中的铝和钻，得到化学纯氢氧化铝，收回率为94.89%，以草酸钴方式收回钴，直收率为94.23%。以湿法处理废旧锂离子电池，浸出液需求严厉净化，耗费许多电能，有机试剂也会对环境和人体健康有晦气影响，而且工艺流程长，对设备要求高，本钱高。现行的湿法工艺都较杂乱，资源收回率低，存在二次污染等问题。有研讨者提出的AEA工艺，虽有工艺简略、二次污染程度低、资源收回率高级优势，但其经济可行性还需进一步研讨。 McLaughlin提出，选用Toxco法（火法与湿法相结合），首先将抛弃材料在液氮中冷却，机械破碎后，参加去离子水，使锂与水反响生成氢氧化锂，并以此作为首要产品，但该法未述及对钴等其他元素的收回。 Kim，等对电极材料的直接修正进行了实验探究，但其处理功率还不能得到确保，而且修正之后的电极材料是否具有杰出的充放电和安全功能、是否可以直接用作锂离子电池的电极材料，还有待进一步考证。总归，各国对抛弃锂离子电池的收回再生工艺研讨起步都较晚，而且因为锂离子电池对环境的污染相对其他电池品种较小、收回处理本钱高，所以一向没有高效、经济、环保的收回工艺，所以有必要寻求一种合理、有用、清洁的金属收回和资源使用途径。三、生物浸出工艺所谓微生物浸出就是用微生物将系统的有用组分转化为可溶化合物并挑选性地溶解出来，得到含金属的溶液，完成目标组分与杂质组分别离，得到含金属的溶液，完成目标组分与杂质组分别离，终究收回有用金属。生物浸出技能是生物、冶金、化学等多学科穿插技能，是一个杂乱的进程，包含细菌成长代谢的生物学、细菌与矿藏表面相互效果的表面化学、动力学等，化学氧化、生物氧化与原电池反响往往同时发生。其间微生物对细菌浸出的特殊效果一般认为有3种氧化机理：直接氧化反响、Fe3＋氧化硫化物的化学氧化反响、原电池反响。在这3种浸出机理中，微生物都起着至关重要的效果。生物浸出中的首要菌种有氧化硫杆菌、氧化铁杆菌、氧化铁硫杆菌和聚硫杆菌等，它们都归于自养菌，能成长在普通微生物难以生计的较强的酸性介质里，经过对S、Fe、N等无机化合物的氧化获得能量，从CO2中获得碳，从铵盐中获得氮来构成本身细胞。在许多酸性水域中都有这类杆菌成长，只需取回某各水来加以驯化、培育，即可接种于所要浸出的废渣中进行细菌浸出。这种办法具有低本钱、低能耗、无污染等长处，已在采矿工业中广泛使用。生物浸出技能已成功使用于从低档次，难处理矿石中提取金属，使用于废水处理及从各种抛弃物如抛弃线路板、干电池、镍－镉电池等中收回金属，也是一个十分抢手的研讨课题。学习生物冶金技能，使微生物直接或直接参加废旧电池粉末中的二氧化锰的复原收回，二氧化锰的终究浸出率可达93％。与传统电池收回技能比较，其特殊优势在于环境友好，并可完成有机废物与废旧电池的综合治理。使用生物浸出技能处理抛弃锂离子电池的研讨才刚刚起步。辛宝平，等研讨了选用生物淋滤溶出法从抛弃锂离子电池中收回钴。先把废旧电池拆分并挑选，用含有微生物的溶液淋滤溶出废旧锂离子电池中的钴，调查了培育条件、质量浓度、开始pH值和电极材料参加量等对生物淋滤钴溶出的影响，并探讨了进步钴离子生物溶出功率的办法及工艺条件。选用氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌的混合菌液进行实验，关于锂离子电池中的钴，生物淋滤较之比化学浸出具有更高的溶出功率。国外最近也报导了选用嗜酸氧化铁硫杆菌浸出抛弃锂离子电池中的钴和锂的实验研讨结果。因为选用单一菌种，浸出率很低，未对其他金属的收回进行研讨，也未进行浸出机理及动力学方面的研讨。

钨离子交换

2019-03-04 16:12:50

以粗钨酸钠溶液为质料经过离子交流制取纯钨酸铵溶液的进程，属钨溶液净化领域。有阴离子交流树脂法及阳离子交流树脂法之分，用树脂从极稀溶液中吸附浓缩收回钨也属钨离子交流领域。一、阴离子交流树脂法又可细分为强碱性和弱碱性阴离子交流树脂法。强碱性阴离子交流树脂法 1976年出书的《盖麦林无机化学手册》曾介绍过用这类离子交流树脂由钨酸钠溶液制取仲钨酸铵(APT)的办法，该手册以为此种出产办法在经济上并不合算。但我国在此刻却开端对这种办法进行实验研讨，并敏捷完成了工业化，一工厂选用此法年产APT 6000t。 (一)原理。有关阴离子对这类离子交流树脂亲和力的次序为WO42－≈MoO42－>AsO42－>PO42－>SiO32－>Cl－>OH－，当钨酸钠溶液经过离子交流树脂床时便发作交流(吸附)反响：2R4NCl+WO42－⇔(R4N)2WO)4＋2Cl－其他杂质离子AsO43－、PO43－、SiO32－；也可发作相同的交流反响，但因为WO42－的浓度极大地高于杂质阴离子浓度且其亲和势大，故当料液不断向下流经离子交流树脂床时，吸附在树脂上的杂质阴离子又被钨酸根离子置换下来，因为钼酸根离子与钨酸根离子对离子交流树脂亲和力根本相同，故此法不能除钼。当用浓的含Cl－溶液淋洗吸附有WO42－的离子交流树脂时，便发作吸附的逆反响——解吸，WO42－被置换进入溶液，离子交流树脂又康复为Cl－型，用于下一周期的交流。使用这一原理，在WO42－解吸之前可先用低浓度的含Cl－溶液淋洗离子交流树脂，使吸附在离子交流树脂上的杂质被优先解吸下来，解洗杂质的这一进程称为洗杂。当处理高质量精矿的碱性浸出液时，能够省去此作业。牌号为201×7的我国产离子交流树脂对钨酸钠溶液中的相关离子的吸附和解吸曲线示于图1及图2。图1 201×7树脂对相关离子的吸附曲线 1－SiO2；2－P；3－As；4－WO3；5～MoO (二)工艺强碱阴离子交流树脂法的料液一般含WO315～25g／L，NaOH≤8g／L，Cl－≤0.7g／L。常用离子交流树脂为牌号201×7的强碱性季胺I型阴树脂，其骨架结构为乙烯一二交联聚合物。解吸剂一般选用含NH4OH 2mol／L与NH4Cl 5mol／L的混合溶液，NH4OH的效果在于坚持溶液的弱碱性，避免解吸进程中在柱内发作结晶。离子交流工艺进程包含交流(吸附)、洗杂和解吸三个阶段。关于杂质含量低的料液可省去洗杂作业。交流进程完毕后用自来水将离子交流树脂床空地中的溶液顶出，其作业方法能够是正洗(自来水从柱上部往底部流)也能够是正洗与反洗(自来水从柱下部进入，从柱顶部流出)替换进行。最终再用无离子水选用正洗方法将离子交流树脂床洗净，以便下一步进行解吸。解吸完毕后相同需用水选用正洗、反洗替换方法将离子交流树脂床洗净，以便进行下一个周期作业。交流(吸附)线速度约为6～8m／h，解吸线速度约为1.8～2m／h。交流进程的砷、磷、硅、锡、氟的除掉率在90％以上，排出的交流后液含WO3小于0.1g／L，用于结晶制取APT产品的解吸顶峰液含WO3200g／L左右，交流进程钨的收回率在99％以上。图2 201×7树脂对相关离子的解吸曲线 1－As：2－P；3－SiO2 该法具有使钨酸钠转变为钨酸铵的一起还可除掉有害杂质的特色，但其除杂才能有限，水耗量也过大。弱碱性阴离子交流树脂法能够用弱碱性阴离子交流树脂从pH2.5～3.0的钨酸钠溶液中吸附钨，此刻钨以同多酸根方式存在。每克于离子交流树脂的WO3交流容量可达数千毫克，但因为杂质元素与钨酸根络合生成杂钨酸因而与钨一起被吸附，故不能起别离杂质的效果。WO3的吸附率可达99.9％，交流后液含WO3小于0.1g／L。吸附钨的离子交流树脂用pH2～2.5的酸性水洗刷，再用15％～25％的解吸。能够用NaOH溶液解吸。解吸WO3后的离子交流树脂用含60～80g／L的溶液再生。二、阳离子交流树脂法加拿大在半工业规划条件下使含WO3小于60g／L的钨酸钠溶液流经NH+4型阳离子交流树脂床，发作Na+和NH+4的交流，流出液即为钨酸铵溶液。离子交流树脂用含NH4Cl10％的溶液再生。此法不能除掉阴离子杂质。三、特种树脂富集浓缩WO3 美国加利福尼亚州西尔斯(Searles)盐湖水中含WO3约7×10－3％，总量估量约7.7万t，相当于美国钨埋藏量的50％～60％。美国研讨了一种由8一羟基、乙二胺、间二酚和甲醛所构成的特种树脂用于从这种湖水中吸附收回钨，钨的吸附率达98％。先用含NH4Cl0.1mol／L的溶液淋洗负载树脂以洗脱共吸附的硼，再以含Na2CO3 0.5％的溶液解吸WO3从解吸液顶用铁离子沉积得人工钨精矿，这种人工钨精矿含WO344％。

铝卷生产产生的废水中金属离子的检测

2019-03-11 09:56:47

咱们知道，铝卷出产要经过一系列的处理，在这个进程中会发生废水，废水中含有许多的金属离子，有些是对人体有害的，要经过处理。那么怎么检测处理废水中的金属离子呢？　　Na离子的含量是经过测定碱的量来核算，用酚酞作指示剂，标准溶液滴定至溶液的赤色消失为结尾，由耗费的量核算氢氧化的量，然后算出钠离子的含量。2价Ni离子的含量采用在柠檬酸盐的性介质中，用丁二酮肟显色，在450nm处测定其吸光度，以纯镍作标准曲线，核算其含量。

金属氧化物的酸溶和金属离子水解反应

2019-01-24 11:10:32

在这类反应中不发生电子迁移，溶液中的离子活度仅与溶液的pH值有关，而与电位无关。铀矿堆浸中氧化铀（六价）的溶解，金属离子的水解反应均属于此类反应。其通式如下：由于此类反应的热焓为零，水的活度为l，所以反应的标准吉布斯自由能变为：当体系中的A离子和B离子的活度均等于1时，式（2）变为：从式（4）看到，此时的pH值仅与反应的标准吉布斯自由能变有关。我们称此pH值为标准pH值，用pH标表示。它的物理含义是：在标准状态下，体系中的反应物与生成物的活度均为1时的pH值。它是表示金属离子水解程度的一个重要标志。当介质的pH值大于标准pH值时，金属离子就水解，金属的氢氧化物就会沉淀；当介质的pH值小于标准pH值时，金属离子的活度便大于1，即金属氢氧化物的沉淀溶解。这类反应的平衡条件为：在用硫酸作溶浸剂堆浸铀矿石或铜矿石时，往往出现底部的渣品位高于中上层渣品位，个别时候，甚至出现底部的渣品位高出入浸矿石的品位就是由于pH值控制不当，致使已浸出的离子水解反应平衡时UO22＋的浓度与pH值的关系如下：铀矿堆浸时，矿石中的UO3的溶解浸出反应为：很显然，UO3的溶解依赖于溶浸液的酸度，其关系如下：铜矿石中的黑铜矿（CuO），硅孔雀石（CuSiO2·2H2O）等氧化铜矿石，硫酸堆浸时的反应可表示为：这类浸出反应平衡时的Cu2＋浓度与pH值的关系式如下：在堆浸工艺中，除了铀、金、铜、银等有价值的金属外，脉石矿物中的某些元素，如铁、铝、钙、镁等也同时与溶浸剂（特别是在采用酸性溶浸剂时）发生化学反应，因而Fe2＋，Fe3＋，Al3＋，Mg2＋，Ca2＋等离子进入浸出液，其中高价的铁、铝离子经常引起结垢，妨碍生产的顺利进行。这类结垢，与溶液的pH值紧密相关。例如，用硫酸堆浸铀、铜矿石时，往往有大量的亚铁和高铁离子进入浸出液，经过若干个循环，亚铁氧化成高铁，由于Fe3＋的水解沉淀pH值低于Fe2＋，因而引起大量沉淀。Fe3＋，Fe2＋水解反应，及与pH值的关系如下：溶液中的Al3＋在pH值为3.1时，也因水解而沉淀，反应如下：则当矿石中的黑云母［H2K（Mg，Fe）3Al（SiO2）3］及碱性硅酸盐矿物的含量高时，矿石中的铁、铝、镁等元素很容易被酸性溶浸剂所浸出，如不采取防结垢措施，矿堆的结垢是不可避免的。

离子交换设备－希金斯（Higgins）离子交换柱

2019-01-24 11:10:32

第一套希金斯离子交换柱是由希金斯在美国橡树岭国立实验室发明的，如图1所示。图1 希金斯移动床离子变换柱整个设备组成一个闭合回路。在吸附段，树脂向上移动，而浸出液与树脂呈逆流接触向下流动。同时淋洗液以逆流方向通过淋洗段。操作时，浸出液与淋浸液间断进入塔内。每隔几分钟切换一次，此时淋洗后的树脂由脉冲进入吸附段下部。一个吸附周期约5～20min，这取决于吸附流速和浸出液铀浓度。吸附时，阀门A，B，C，D均关闭，可同时进行淋洗。吸附循环结束时，阀门A，B，C，D都打开，水在压力作用下通过阀门7进入脉冲段迫使树脂沿着回路向前移动，然后几个阀门又关闭，浸出液和淋洗液又可进液，吸附、淋洗循环又重新开始。树脂每次移动时间不到1min，因此，吸附淋洗时间比树脂移动时间大得多。美国怀俄明矿物公司于1977年建造了两套直径为2.44m的这样的装置用于从铜矿浸出液中回收铀。两套装置处理能力为1727m3／h，浸出液铀浓度为6～7mg／L，流速可达到163m／h。由于流速很高，导致床层压力降很大，使凝胶型树脂破裂。为了克服这一缺点，将吸附段的长度从原来的2.44m减少为1.525m，吸附流速也从原来的163m／h减少到110m／h。同时将凝胶型树脂换成轫性更好的大孔树脂。饱和树脂用1.5mol／L硫酸淋洗，淋洗富液铀浓度为0.5～1.0gU3O8／L，进去萃取将铀富集到35gU3O8／L。由于树脂磨损严重和动力学减慢，据称每年更换的树脂为投入量的70%。尽管如此，希金斯移动床技术仍是离子交换技术的一个重大突破。

锂离子电池

2018-05-11 19:18:46

锂离子电池锂离子二次电池作为新型高电压、高能量密度的可充电电池，其独特的物理和电化学性能，具有广泛的民用和国防应用的前景。其突出的特点是：重量轻、储能大、无污染、无记忆效应、使用寿命长。在同体积重量情况下，锂电池的蓄电能力是镍氢电池的1.6倍，是镍镉电池的4倍，并且目前人类只开发利用了其理论电量的20%～30%，开发前景非常光明。同时它是一种真正的绿色环保电池，不会对环境造成污染，是目前最佳的能应用到电动车上的电池。我国从二十世纪九十年代开始开发和利用锂离子电池，至今已取得突破性进展，研制出了完全拥有自主知识产权的锂离子电池。

如何控制铝离子浓度？

2018-12-11 14:35:52

阳极氧化中，按正常工艺条件操作，避免在过高的电流密度和高温下操作，否则铝离子有可能会加速积累。　　为避免新配制的阳极氧化溶液因没有铝离子而影响所获膜层的质量，平时更换时最好采取局部更换，如留下l／3或1／4，使更换后的溶液中仍有适当浓度的铝离子存在，若原溶液因被污染而要全部更换的，则可采取以下方法提供一定数量的铝离子。　　(1)通电处理。在新配制的溶液温度尚未降到工作温度之前，用废的铝制件或下脚料进行阳极氧化，高温时铝的溶解速度快，通过3～4h即能满足要求。　　(2)添加铝粉。配制溶液时加入铝粉2～3g／L，也能满足要求。

金属离子钆

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