学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

谦比希富钴铜转炉渣中有价金属的提取研究

作　者: 曹永存
导　师: 冯乃祥
学　校: 东北大学
专　业: 有色金属冶金
关键词: 富钴铜转炉渣有价金属 Cu-Co-Fe合金贫化回收
分类号: X758
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 5次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

在硫化铜精矿的火法冶炼过程中,伴生的有价金属钻通常被富集在转炉渣中,需进一步处理实现铜、钴的回收。本文以赞比亚谦比希铜冶炼厂富钴铜转炉渣为原料,分析其化学组成和物相结构,对直接还原熔炼和预分离铜-还原熔炼制备Cu-Co-Fe合金提取有价金属铜、钴的工艺过程进行了研究。经化学成分分析,转炉渣原料中含Cu26.100wt%, Co0.516wt%、Fe31.500wt%和SiO222.740wt%。X-射线衍射(XRD)分析结果表明,其主要物相为磁铁矿(Fe304)、金属铜和二氧化硅,并伴有少量的铁橄榄石(Fe2SiO4)。原料为过吹条件下获得的转炉渣,因而渣中铜和四氧化三铁含量较高。(1)直接还原熔炼以焦炭和粉煤为还原剂,实验考查了还原剂用量、渣型改善剂CaO用量、熔炼温度和保温时间对铜、钴回收率和钴的富集率的影响,测定了熔渣的黏度-温度曲线,并采用XRD、金相显微镜(MM)、扫描电镜(SEM)和电子能谱(EDS)对还原熔炼渣和合金进行了表征。在渣型改善剂CaO加入量为5%、熔炼温度1350℃和保温2.5h的优化实验条件下,当还原剂焦炭加入量为7.0%时,铜、钻的回收率分别达到了93.32%和90.45%,合金中的含量分别达到了64.370%和1.640%；当还原剂粉煤加入量为10.0%时,铜、钻回收率分别达到了92.58%和91.02%；合金中的含量分别达到了65.880%和1.670%。(2)预贫化分离回收铜通过添加适量的还原剂和硫化剂,将转炉渣中的Fe304还原,降低熔渣黏度和改善分层性能,以实现铜的分离回收。实验考查了还原剂用量、硫化剂用量、保温时间、熔炼温度等条件对预分离铜的影响,测定了相应条件下转炉渣的黏度-温度曲线,并采用XRD、MM、SEM和EDS对贫化渣、合金和铜锍的物相结构进行了分析。当焦炭用量为1.0%或粉煤用量为2.5%时,渣中铜的贫化率分别达到了91.59%和90.54%,渣中钴的回收率分别达到了90.02%和97.32%。(3)预贫化渣的还原熔炼以焦炭和煤为还原剂,对贫化渣进行还原熔炼。考查了还原剂用量、渣型改善剂CaO用量、熔炼温度和保温时间对钴的富集率和铜、钴回收率的影响,并采用XRD、金相显微镜(MM)、扫描电镜(SEM)和电子能谱(EDS)对还原熔炼渣和合金产物进行了表征。在CaO用量6%、熔炼温度1500℃C和保温1.0h的优化条件下,当焦炭用量为4.0%时,铜和钴的回收率分别达到82.55%和92.83%,合金中的含量分别为7.340%和3.460%当粉煤用量为9.0%时,铜和钻的回收率分别达到84.66%和95.73%,在合金中的含量分别为6.640%和3.230%。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-13
第1章绪论  13-26
  1.1 钴资源概况及市场现状  13-14
  1.2 钴冶金技术现状  14-20
    1.2.1 火法冶金  14-15
    1.2.2 湿法冶金  15-20
      1.2.2.1 水浸  15-16
      1.2.2.2 酸浸  16-18
      1.2.2.3 电化学溶解  18
      1.2.2.4 氨浸  18-19
      1.2.2.5 生物冶金  19
      1.2.2.6 微波浸出  19-20
  1.3 铜转炉渣中铜、钴的回收  20-24
    1.3.1 常见炼铜炉渣的组成  20
    1.3.2 常见炼铜炉渣组成体系的性质归纳  20-21
    1.3.3 铜、钴在铜转炉渣中的赋存状态  21
    1.3.4 铜转炉渣中铜、钴回收的技术现状及工业应用  21-24
      1.3.4.1 铜的回收  21-23
      1.3.4.2 钴的回收  23-24
  1.4 本课题研究的意义及目的  24-26
第2章实验  26-31
  2.1 引言  26
  2.2 实验装置及实验试剂  26-28
    2.2.1 实验装置  26-27
    2.2.2 实验试剂  27-28
  2.3 实验流程  28
  2.4 分析方法  28-31
    2.4.1 ICP分析  29
    2.4.2 X射线衍射分析  29-30
    2.4.3 扫描电子显微镜和能谱分析  30-31
第3章转炉渣直接还原熔炼法制备Cu-Co-Fe合金  31-47
  3.1 引言  31
  3.2 转炉渣的分析  31-35
    3.2.1 转炉渣的主要化学组成分析  31
    3.2.2 转炉渣的物相组成分析  31-34
    3.2.3 转炉渣的粒度与金属的分布  34-35
  3.3 转炉渣直接还原熔炼过程的主要化学反应  35
  3.4 转炉渣直接还原熔炼制备Cu-Co-Fe合金的影响因素  35-41
    3.4.1 还原剂种类及用量的影响  35-37
    3.4.2 熔炼温度的影响  37-38
    3.4.3 保温时间的影响  38-39
    3.4.4 渣型改善剂CaO的影响  39-41
  3.5 还原熔炼产物的分析  41-45
    3.5.1 熔炼产物的主要化学成分分析  41
    3.5.2 熔炼产物的物相组成分析  41-45
  3.6 本章小结  45-47
第4章转炉渣还原贫化预分离铜  47-66
  4.1 引言  47
  4.2 转炉渣还原贫化预分离铜的理论基础  47-53
    4.2.1 铜转炉渣的FeO-Fe_2O_3-SiO_2三元相图  47-48
    4.2.2 铜转炉渣还原贫化的热力学基础  48-53
      4.2.2.1 冰铜吹炼过程中Fe_3O_4的形成  48-50
      4.2.2.2 铜转炉渣还原贫化预分离铜过程的热力学分析  50-53
  4.3 转炉渣还原贫化预分离铜过程的主要化学反应  53
  4.4 还原贫化预分离铜的影响因素  53-60
    4.4.1 焦炭用量的影响  53-54
    4.4.2 FeS用量的影响  54-55
    4.4.3 熔炼温度的影响  55-57
    4.4.4 保温时间的影响  57-58
    4.4.5 还原剂种类及用量的影响  58-60
  4.5 还原贫化预分离铜产物的分析  60-63
    4.5.1 预分离铜产物的主要化学成分分析  60
    4.5.2 预分离铜产物的物相组成分析  60-63
  4.6 转炉渣还原贫化预分离铜扩大实验  63-65
    4.6.1 实验条件及流程  63-64
    4.6.2 实验结果及讨论  64-65
  4.7 本章小结  65-66
第5章贫化渣选择性还原熔炼法制备Cu-Co-Fe合金  66-79
  5.1 引言  66
  5.2 贫化渣的分析  66-68
    5.2.1 贫化渣的主要化学组成分析  66
    5.2.2 贫化渣的物相组成分析  66-68
  5.3 贫化渣选择性还原熔炼过程的主要化学反应  68
  5.4 贫化渣选择性还原熔炼制备Cu-Co-Fe合金的影响因素  68-74
    5.4.1 还原剂用量的影响  68-70
    5.4.2 熔炼温度的影响  70-71
    5.4.3 保温时间的影响  71-72
    5.4.4 渣型改善剂CaO的影响  72-73
    5.4.5 还原剂种类及用量的影响  73-74
  5.5 贫化渣选择性还原熔炼产物的分析  74-77
    5.5.1 熔炼产物的主要化学成分分析  74
    5.5.2 熔炼产物的物相组成分析  74-77
  5.6 本章小结  77-79
第6章结论  79-81
参考文献  81-85
致谢  85

谦比希富钴铜转炉渣中有价金属的提取研究

内容摘要

全文目录

相似论文