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上海生活垃圾理化性质演变与径向基函数神经网络模型预测:兼论垃圾分类的影响
1
作者 葛佳音 吴冰思 +6 位作者 单福征 贾悦 黄景能 姚沛帆 刘艺璇 赵军 钱光人 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1195-1201,1207,共8页
生活垃圾受到社会经济因素驱动,其理化性质不断变化,并影响垃圾收运处理设施的建设规模和运行参数。大多城市缺少持续数十年的监测统计资料,国内外文献较少报道垃圾理化性质的历史演变及预测研究。在回顾1990—2018年上海生活垃圾理化... 生活垃圾受到社会经济因素驱动,其理化性质不断变化,并影响垃圾收运处理设施的建设规模和运行参数。大多城市缺少持续数十年的监测统计资料,国内外文献较少报道垃圾理化性质的历史演变及预测研究。在回顾1990—2018年上海生活垃圾理化性质的长时间序列数据基础上,建立了灰色预测与径向基函数(BRF)神经网络模型,预测上海2019—2030年的生活垃圾理化性质,并与国内外30个城市比较。结果表明:(1)近30年来上海生活垃圾厨余类占比(基于干基总固体质量计算)从82.72%降低至54.78%,纸类和橡塑类占比上升;容重和含水率呈下降趋势,而低位发热量则表现为明显上升趋势。(2)人均国内生产总值(GDP)是关键影响因素,与厨余类占比呈负相关性,而与纸类和橡塑类占比呈正相关性。(3)在垃圾不分类情景下,上海2019—2030年的厨余类占比将从52.74%下降至44.24%,纸类和橡塑类占比呈上升趋势。在垃圾分类情景下,纸类和橡塑类占比将分别上升至37.20%和44.67%。此外,预测结果与基于上海和国内外城市混合数据的预测值具有较好的一致性。研究结果对全国新一轮生活垃圾的分类、收运、处理处置规划具有参考价值。 展开更多
关键词 生活垃圾 影响因素 理化性质 径向基函数神经网络 预测
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硫化镍矿中镍提取技术研究进展 被引量：11
2
作者 饶富 马恩 +4 位作者 郑晓洪 张西华 吕伟光 姚沛帆 孙峙 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期495-507,共13页
作为一种战略金属,镍广泛应用于不锈钢、特殊金属合金、二次电池等领域。近年来,随着新能源汽车产业的快速发展以及动力电池正极材料“无钴高镍”发展趋势,对镍的需求量持续攀升。然而,我国镍资源的对外依存度高达86%,供需矛盾日益突出... 作为一种战略金属,镍广泛应用于不锈钢、特殊金属合金、二次电池等领域。近年来,随着新能源汽车产业的快速发展以及动力电池正极材料“无钴高镍”发展趋势,对镍的需求量持续攀升。然而,我国镍资源的对外依存度高达86%,供需矛盾日益突出。针对镍冶炼主要原料的硫化镍矿开采、富集较为困难,传统冶炼方法存在回收率低、环境风险高等瓶颈问题,本研究在分析硫化镍矿矿物学特性的基础上,系统综述了硫化镍矿中镍提取技术的研究进展及存在的问题,综合考虑镍的回收率、物质和能量消耗、环境影响等因素,提出了强化硫化镍矿中镍提取技术研发的建议,同时对硫化镍矿中镍提取技术发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 硫化镍矿 矿物学 镍 提取 湿法冶金
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废锂离子电池石墨负极材料利用处理技术研究进展 被引量：1
3
作者 龙立芬 张西华 +2 位作者 姚沛帆 李明杰 王景伟 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期3076-3089,共14页
电动汽车产业的快速发展对中国实现碳达峰、碳中和目标意义重大。动力电池作为电动汽车的动力来源与核心部件,其报废后的高效清洁利用处置是推动电动汽车行业可持续发展的关键。负极材料是决定动力电池电化学性能的关键因素之一,石墨因... 电动汽车产业的快速发展对中国实现碳达峰、碳中和目标意义重大。动力电池作为电动汽车的动力来源与核心部件,其报废后的高效清洁利用处置是推动电动汽车行业可持续发展的关键。负极材料是决定动力电池电化学性能的关键因素之一,石墨因具有导电率高、可逆容量高和循环性能稳定等优点,成为当前主流商业化负极材料。相较于锂、镍和钴等高价值关键金属,石墨负极材料的回收尚未引起足够的重视,其产业化高效清洁利用技术尤为缺乏。本文在系统分析全球及我国石墨资源储量、产量和主要应用领域的基础上,综述了废锂离子电池石墨负极利用处置技术最新研究进展,着重剖析了物理和化学回收法的技术现状,并总结了再生石墨及其产品的二次利用途径。基于此,建议强化石墨负极材料高效清洁利用及无害化处置产业化技术研发,进一步拓展再生石墨及其产品的利用途径。 展开更多
关键词 锂离子电池 负极石墨 再生 回收 处理技术
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基于报废量预测的电子废弃物回收产业现状与对策--以长三角为例
4
作者 李虹 姚莉 +2 位作者 姚沛帆 胡梦鑫 许梦想 《上海第二工业大学学报》 2021年第2期147-155,共9页
长三角为我国经济最活跃、电子废弃物回收产业发展相对完善的地区之一。运用stata多元回归分析报废量的影响因素,用Holt模型预测长三角区域电子废弃物报废量。结果显示,2050年电视机累计报废量将达到35亿台,手机报废量将达到65亿部。通... 长三角为我国经济最活跃、电子废弃物回收产业发展相对完善的地区之一。运用stata多元回归分析报废量的影响因素,用Holt模型预测长三角区域电子废弃物报废量。结果显示,2050年电视机累计报废量将达到35亿台,手机报废量将达到65亿部。通过分析长三角电子废弃物回收产业规模、回收体系、地方性法律政策及公共意识4个方面,发现在回收体系构建方面,仍然存在非正规回收渠道占据主要市场,正规企业产能过剩以及回收点覆盖不合理等问题。结合未来电子废弃物报废量与回收产业现状,提出了系统性的政策建议。 展开更多
关键词 长三角 电子废弃物 回收量预测 回收产业
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中国高校废旧手机资源回收潜力及其模式研究
5
作者 王洁 王恒广 +4 位作者 黄庆 姚沛帆 张西华 李淑媛 王景伟 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期791-795,800,共6页
近年来,废旧手机被认为是一种重要的城市矿产,但中国未建立起规范的废旧手机回收体系,其回收率较低。为摆脱该局面,以中国高校为研究对象,采用灰色GM(1,1)模型与多元线性回归模型预测中国高校学生人数,并结合问卷调查结果预测高校学生... 近年来,废旧手机被认为是一种重要的城市矿产,但中国未建立起规范的废旧手机回收体系,其回收率较低。为摆脱该局面,以中国高校为研究对象,采用灰色GM(1,1)模型与多元线性回归模型预测中国高校学生人数,并结合问卷调查结果预测高校学生手机保有量及其资源回收潜力。结果表明,到2025年中国高校学生手机保有量将高达7268万部,其全部报废后可回收约2.442 t金、17.443 t银和872.159 t铜,可创造约10.3亿元的经济价值,具有极高的资源回收潜力。同时,问卷调查结果表明,中国高校学生废旧手机大都处于闲置状态,尚未进入规范回收渠道,且高校学生对废旧手机规范回收意识及其回收模式认识淡薄。基于生产者责任延伸原则,提出了“线上+线下”相结合的高校废旧手机回收模式及二手市场与专业处理处置企业相结合的废旧手机商业模式,通过界定不同利益相关方责任,借助信息化系统,有望实现废旧手机的校园规范收集和校外规范利用处置。 展开更多
关键词 废旧手机 灰色GM(1 1)模型 多元线性回归模型 回收潜力 生产者责任延伸
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中国退役动力电池中关键资源回收潜力研究 被引量：3
6
作者 姚沛帆 黄庆 +3 位作者 张西华 李虹 宋小龙 王景伟 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1331-1339,共9页
针对中国电动汽车快速发展而导致的关键资源供需矛盾,基于2014~2019年电动汽车保有量数据,采用Logistic生长曲线模型预测2020~2035年中国电动汽车保有量。基于此,采用Weibull分布函数预测三元锂离子动力电池退役量,进而预测其中Li,Ni,Co... 针对中国电动汽车快速发展而导致的关键资源供需矛盾,基于2014~2019年电动汽车保有量数据,采用Logistic生长曲线模型预测2020~2035年中国电动汽车保有量。基于此,采用Weibull分布函数预测三元锂离子动力电池退役量,进而预测其中Li,Ni,Co,Mn和天然石墨(NG)这5类关键资源的回收潜力及其在不同回收率情形下对其潜在需求量的贡献度。预测结果表明,到2025年,中国电动汽车保有量将高达862万辆,三元锂离子动力电池退役量将达到80.67万t,占其保有量的18.7%。到2031年,在退役动力电池90%回收率情形下,Li,Ni,Co,Mn和NG这5类关键资源的回收潜力最大,分别达到0.39,3.33,3.34,3.12和5.95万t,占其潜在需求总量的90%。因此,通过提高退役动力电池回收率,可有效缓解生产动力电池所需关键资源对外依存度,亦是实现关键资源闭环循环进而推动电动汽车产业低碳可持续发展的必然选择。 展开更多
关键词 电动汽车(EVs) 锂离子动力电池 关键资源 回收潜力
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典型大宗工业固体废物产生现状分析及产生量预测 被引量：10
7
作者 王兆龙 姚沛帆 +2 位作者 张西华 侯琼 曹宏斌 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期746-751,共6页
针对大宗工业固体废物产生量大、历史堆存量多的问题,基于历史年份产废量和行业贡献度分析结果,运用灰色GM(1,1)模型预测了2021–2025年特定行业典型大宗工业固体废物产生量。结果表明,尾矿、粉煤灰、煤矸石、冶炼废渣、炉渣、脱硫石膏... 针对大宗工业固体废物产生量大、历史堆存量多的问题,基于历史年份产废量和行业贡献度分析结果,运用灰色GM(1,1)模型预测了2021–2025年特定行业典型大宗工业固体废物产生量。结果表明,尾矿、粉煤灰、煤矸石、冶炼废渣、炉渣、脱硫石膏等6种典型大宗工业固体废物普遍集中产生于1~2个特定行业,且特定行业的贡献程度普遍超过80%。到2025年,我国金属矿采选业尾矿,电力、热力生产和供应业粉煤灰,煤炭开采和洗选业煤矸石,黑色金属冶炼和压延加工业冶炼废渣,电力、热力生产和供应业炉渣及脱硫石膏产生量将分别达到13.46×10^(11)、6.45×10^(11)、15.86×10^(11)、6.21×10^(11)、2.57×10^(11)和2.50×10^(11)kg,较2019年产生量分别增长55%、39%、238%、73%、52%和131%。建议充分考虑以采矿、冶金、电力、热力等产废量较大的行业为治理重点,并合理规划大宗工业固体废物利用处置设施布局和能力建设。本研究结果可为“十四五”时期深入开展“无废城市”建设,科学制订产废行业环境管理政策提供参考。 展开更多
关键词 典型大宗工业固体废物 “十四五”时期 GM(1 1)模型
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退役锂离子电池碳/硫协同选择性提锂技术 被引量：5
8
作者 徐平 张西华 +5 位作者 马恩 饶富 刘春伟 姚沛帆 孙峙 王景伟 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1073-1081,共9页
针对当前退役锂离子电池有价金属提取工艺选择性差、环境风险突出的瓶颈问题,提出了碳/硫协同选择性提锂的新思路.首先在系统考察(NH_(4))_(2)SO_(4)、NH_(4)HSO_(4)、NaHSO_(4)和H_(2)SO_(4)分别作为焙烧剂对退役锂离子电池LiNi_(1/3)C... 针对当前退役锂离子电池有价金属提取工艺选择性差、环境风险突出的瓶颈问题,提出了碳/硫协同选择性提锂的新思路.首先在系统考察(NH_(4))_(2)SO_(4)、NH_(4)HSO_(4)、NaHSO_(4)和H_(2)SO_(4)分别作为焙烧剂对退役锂离子电池LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)正极粉末中锂的浸出选择性、环境友好性和经济性影响的基础上,确定H_(2)SO_(4)为最佳焙烧剂.基于此,研究了石墨添加量对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)中锂的浸出选择性的影响,揭示了C/S协同强化锂的浸出选择性的转化路径及其机制.结果表明,在LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)与H_(2)SO_(4)物质的量比为2∶1、石墨添加量为20%(w)、焙烧温度为600℃、焙烧时间为120 min的最优条件下,LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)中锂的浸出率高达93%,回收的Li_(2)CO_(3)纯度高于电池级Li_(2)CO_(3)纯度要求;Ni、Co和Mn均进入渣相,经分离纯化后可作为合成正极材料的前驱物,分离得到的石墨可回用于硫化焙烧过程的添加剂.通过对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)混合粉末(含20 wt.%石墨)硫化焙烧热行为及其产物X射线衍射(XRD)表征表明,石墨的添加降低了硫化焙烧的反应温度,通过C/S协同作用强化了LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)中锂的选择性浸出,且不产生SO_(x)等有毒有害气体.本工作结合硫化焙烧和碳热还原优势,为退役锂离子电池正负极材料的同步循环利用开辟了新思路,实现了LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)中锂的高效选择性清洁提取和废石墨负极的循环利用. 展开更多
关键词 退役锂离子电池 硫化焙烧 废石墨 选择性提取 锂
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