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锌离子
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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
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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
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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
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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。
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％。
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。
离子交换技术
2019-01-04 11:57:10
离子交换技术除广泛应用在金属冶炼、化工生产、水处理、电力工业、化学及生物制备、食品加工、糖类精制、分析化学、环境保护、医药卫生及科研探索等领域外，还用于处理废液，及分析中用离子交换技术。利用在天然铀湿法冶金方面的技术优势，我们开发出大量实用的离子交换技术、离子交换设备和特种离子交换树脂，可用于有色金属和稀土元素的提取、分离、水的软化、去离子、脱碱、脱色、除氟化物、除有机物、除放射性、除铁、锰及氧等。
我们可提供的技术服务有：
(1) 矿浆吸附技术;
(2) 淋萃流程工艺技术;
(3) 离子交换色层分离技术;
(4) 饱和树脂再吸附技术;
(5) 多分部淋洗技术;
(6) 固定床吸附塔技术;
(7) 多层流化床吸附塔;
(8) 密实移动床吸附塔;
(9) 离子交换树脂合成技术;
(10) 特种离子交换树脂。
锌
2018-04-19 17:40:03
锌是一种灰色金属，密度7.14，熔点419.5℃，沸点911℃。在室温下性较脆，100～150℃时变软，超过200℃后又变脆。锌的化学性质活泼，在空气中表面生成一层薄而致密的碱式碳酸锌膜，可阻止进一步氧化。当温度达到225℃后，锌氧化激烈。燃烧时，发出蓝绿色火焰。锌易溶于酸，也易从溶液中置换金、银、铜等。
如何控制铝离子浓度
2018-12-28 09:57:31
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。
单质锌
2019-02-15 14:21:16
纯锌具有银白色的金属光泽，然而在空气中锌却呈灰蓝色，这是由于锌的化学性质比较生动，与空气中的水、二氧化碳和氧气发作了化学反响，生成一层极薄的碱式碳酸锌：
4Zn+2O2+3H2O+CO2 == ZnCO3·3Zn（OH）2
这层薄膜维护着里边的锌不再生锈。依据这个道理，人们用锌来维护铁。 白铁皮、铅丝（镀锌的铁丝）、自行车的辐条、五金零件和外表螺丝等都是镀锌制品。镀上锌的白铁皮，表面上有一层美丽的冰花，那就是锌的晶体。白铁皮比马口铁要经用得多。马口铁是镀锡制品，只需碰破了一块，会很快腐蚀掉。而白铁皮即便碰破一大块，也不会很快被腐蚀。这是由于在金属活动次序里：K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、H、Cu、Hg、Ag、Pt、Au，金属的生动性顺次由强削弱，Zn比Fe生动，Fe又比Sn生动。所以生动的Zn比Fe简单失掉电子被氧化变成锌的二价离子而发作锈蚀，维护了Fe不受腐蚀；而Sn不如Fe生动，只能眼睁睁地看着Fe被腐蚀掉却无能为力。这就是焊锡补的脸盆反而烂得更快的原因。Zn正是发挥了这种“献身自己，维护别人”的利益，人们在水闸、水下钢柱、船舰的尾部、船锚和锅炉内壁，将Zn块镶嵌在钢铁的表面，充任防锈的卫兵。Zn块不断地被锈蚀而消瘦，以致终究被新的Zn块替换上去，却维护了它相邻的钢铁休养生息。 椐计算，全世界出产的Zn有40%用来制作镀锌的钢板、管材和白铁皮。Zn是Fe的忠实卫兵。此外，Zn还用来制作Zn──Cu合金—黄铜和干电池等。 锌是人体必需的微量元素之一，是人体多种蛋白质的中心组成部分，它们在生命活动过程中起着转运物质和交流能量的“生命齿轮”效果。人若缺锌，骨骼成长和性发育都会受到影响，缺锌的人常常表现出胃口欠好，味觉不灵敏，创伤不易愈合等症状。但过多摄入锌对人体有害，会引起头晕、吐逆和腹泻等。 锌也是植物成长不行短少的元素，硫酸锌就是一种常用的微量元素肥料。 锌的首要矿藏有闪锌矿ZnS、菱锌矿ZnCO3、红锌矿ZnO和常与铅矿共生的铅锌矿。 锌的化学性质和镉附近，与铜和铝类似，是比较生动的金属元素。 (1)在加热条件下，Zn能够和大多数非金属反响。例如：Zn在空气中焚烧生成白色的ZnO：
2Zn+O2 1273K 2ZnO
Zn和卤素、P、S直接化合生成卤化锌、和硫化锌等等。
Zn+X2 △ ZnX2
3Zn+2P 873K Zn3P2
Zn+S △ ZnS
(2) Zn和Al类似，是金属，既能溶于酸又能溶于强碱生成锌酸盐。但Zn与Al又有差异，Zn与NH3水能构成合作离子而溶于NH3水中，Al则不溶于NH3水。 (3)Zn是一个强复原剂，能与多种物质发作氧化复原反响。例如Zn能将铜盐溶液中的铜的二价离子复原为单质铜；能将CO2复原为CO等等。
石墨烯负离子
