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铜镉渣中Cu、Zn、Cd、Co分离行为研究

作　者: 史利芳
导　师: 路殿坤
学　校: 东北大学
专　业: 化学工程
关键词: 铜镉渣浸出萘酚除钴萃取反萃
分类号: TD95
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本研究针对内蒙古炼锌厂产出的铜镉渣进行了XRD分析,确定了渣中镉主要以硫酸镉状态存在,锌、钴以硫酸盐和氧化物状态存在,铜存在的形态比较复杂,有金属铜、氧化亚铜和硫酸铜。对铜镉渣中有价金属Cu、Zn、Cd、Co进行了浸出-LIX973萃取脱铜-萘酚除钴-P204萃取分离锌镉的系列试验研究。研究结果表明：(1)用水浸-酸浸联合浸出铜镉渣时,水浸时Cu几乎不浸出,Zn、Cd、Co的浸出率分别为5.13%、68.29%、48.10%：酸浸时,液固比为3：1,硫酸浓度21.68g/L,添加剂A的浓度189.5g/L,温度为30℃时,浸出60min, Cu、Zn、Cd、Co的浸出率分别为43.50%、92.86%、30.28%、50.35%,酸浸液pH值为2.80。Cu、Zn、Cd、Co水浸和酸浸的总浸出率分别为43.51%、98.00%、98.56%、98.45%。(2)采用30%LIX973-煤油体系对含铜量为22.72g/L的酸性浸出液进行萃取实验,且酸浸液中含有较高浓度Zn,在相比为1.9：1时,铜的萃取率高达99.74%,实现了铜与其他金属的高效分离。(3)采用含Cu2+35g/L, H2SO4180g/L的反萃液,用1：1的相比进行反萃时,反萃率为49.30%,负载有机相中残留的铜仅有6.54g/L,与该有机相的反萃等温点十分接近,反萃效果良好。(4)p-萘酚除钴的最优条件：p-萘酚用量为其理论量的1.6倍,萘酚NaNO2=1:0.6,反应温度35℃,搅拌时间lh。此时钴的去除率接近完全,达到了深度除钴的目的。(5)采用30%P204-煤油体系对沉钴后含锌68.26g/L的溶液进行锌的萃取分离,水相中镉的浓度基本不变,说明P204优先萃锌。加入中和剂氧化钙和添加剂B均可降低溶液酸度,提高锌的萃取率,相比之下添加剂B的中和效果更好。采用90g/LH2SO4反萃时,锌的反萃率达到96.99%,反萃后有机相中含Zn2＋量仅为0.50g／L。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-12
第1章绪论  12-27
  1.1 前言  12-13
  1.2 铜锌镉钻的性质及用途  13-14
    1.2.1 铜的性质及用途  13
    1.2.2 锌的性质及用途  13-14
    1.2.3 镉的性质及用途  14
    1.2.4 钴的性质及用途  14
  1.3 铜、锌、镉、钴的主要分离回收方法  14-19
    1.3.1 铜的主要分离回收方法  15-16
    1.3.2 锌的常见分离回收方法  16-17
    1.3.3 镉的常见分离回收方法  17-18
    1.3.4 钴的常见分离回收方法  18-19
  1.4 铜镉渣主要回收工艺应用及研究现状  19-24
    1.4.1 铜镉渣中镉的电解回收工艺  19-21
    1.4.2 铜镉渣中镉的火法蒸馏回收工艺  21-22
    1.4.3 铜镉渣联合法生产工艺流程  22-23
    1.4.4 基于萃取技术的铜镉渣综合利用工艺  23-24
  1.5 本课题的研究意义及内容  24-27
    1.5.1 现有铜镉渣综合利用技术存在的问题及改进的方向  24-25
    1.5.2 本课题研究主要内容  25-27
第2章实验原料、设备及试剂  27-31
  2.1 实验原料组成及性质  27-28
  2.2 实验仪器  28-29
  2.3 实验主要试剂  29-30
  2.4 实验研究方法及化验分析  30-31
    2.4.1 实验研究方法  30
    2.4.2 实验结果的化验分析  30-31
第3章铜镉渣的酸性浸出  31-40
  3.1 铜镉渣中铜、锌、镉、钻的浸出原理  31-36
    3.1.1 浸出过程的热力学分析  31-32
    3.1.2 浸出过程的动力学分析  32-34
    3.1.3 浸出过程的主要影响因素  34-36
  3.2 铜镉渣的浸出试验研究  36-40
    3.2.1 铜镉渣中铜锌镉钴的水溶性试验研究  36
    3.2.2 硫酸浓度对铜镉渣浸出的影响  36-38
    3.2.3 不同酸性浸出介质对铜镉渣浸出的影响  38-39
    3.2.4 铜镉渣水浸-酸浸扩大实验  39-40
第4章酸浸液中铜的萃取分离  40-47
  4.1 铜的萃取原理  41-43
    4.1.1 铜萃取的化学反应  41
    4.1.2 影响铜萃取的因素  41-42
    4.1.3 LIX973N萃取剂性质  42-43
  4.2 铜镉渣中浸出液中铜的分离试验研究  43-46
    4.2.1 相比对铜萃取的影响  43-44
    4.2.2 负载有机相中铜的反萃试验研究  44-46
  4.3 本章小结  46-47
第5章脱铜后液除钴的试验研究  47-56
  5.1 A-亚硝基B-萘酚除钴的实验原理  47-48
  5.2 B-萘酚除钴影响因素研究  48-55
    5.2.1 β-萘酚用量对除钻的影响  48-49
    5.2.2 反应温度对除钴的影响  49-50
    5.2.3 反应时间对除钴的影响  50-51
    5.2.4 活性炭用量对除钻的影响  51-55
  5.3 本章小结  55-56
第6章除钴后液的锌、镉分离  56-67
  6.1 锌的萃取原理  56-57
    6.1.1 P204的基本性质  56-57
    6.1.2 P204的萃取过程  57
  6.2 相比对P204萃取锌的影响  57-59
  6.3 中和剂对P204萃取锌的影响  59-62
    6.3.1 氧化钙中和后液对P204萃取锌的影响  59-61
    6.3.2 添加剂B中和后液对P204萃取锌的影响  61-62
  6.4 水浸液中锌的萃取  62-64
  6.5 负载有机相中锌的反萃试验研究  64-66
  6.6 本章小结  66-67
第7章铜锌镉钴分离验证性研究  67-71
  7.1 浸出液的准备  67-68
  7.2 最佳条件下,浸出液中铜的萃取试验研究  68
  7.3 最佳条件下,脱铜后溶液的沉钴试验研究  68-69
  7.4 最佳条件下,沉钻后液中锌的萃取试验研究  69-71
    7.4.1 添加剂A体系中锌的萃取试验  69
    7.4.2 添加剂A、B体系中锌的萃取试验  69-71
第8章结论  71-72
参考文献  72-76
致谢  76

铜镉渣中Cu、Zn、Cd、Co分离行为研究

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