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硫铁矿烧渣回收金及制备聚合硫酸铁的试验研究

作　者: 姚坡
导　师: 董岁明
学　校: 长安大学
专　业: 环境工程
关键词: 硫铁矿烧渣氰化浸金 SNO助剂活化剂SMD 聚合硫酸铁絮凝
分类号: X75
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

本文以安徽某硫酸厂生产硫酸产生的硫铁矿烧渣为研究对象,通过对硫铁矿烧渣的分析可知,烧渣中金的品位为3.2g/t到6.5g/t,铁的含量为35%-60%,具备氰化提金和酸浸提铁并制备聚铁的条件,研究表明:烧渣常规氰化法浸金,由于烧渣中砷、铜等浸金有害杂质的影响,金的浸出率不足30%。针对此砷铜烧渣,成功研制了在预处理过程中能有效掩蔽铜干扰的SNO助剂,使烧渣中金的回收率达80%以上。确定了预处理的最佳条件:烧渣细磨粒度为-300目,每吨烧渣需加入20LSNO助剂,SNO助剂可以循环使用,SNO助剂与烧渣的搅拌反应时间为150min。并对氰化浸金过程的条件控制进行了研究,发现在氰化体系中加入活化剂SMD能有效提高金的浸出率。试验确定的最佳氰化条件为:NaCN用量为3kg/t烧渣;活化剂SMD用量为3kg/t烧渣;氰化体系pH控制10-11范围;氰化浸出温度保持在15℃以上;氰化搅拌浸出时间为24h-30h。最终可使烧渣中金从3.2g/t-6.5g/t下降到0.3g/t-0.5g/t。回收金后的烧渣经除氰后可以直接酸浸提取其中铁并制备聚合硫酸铁。正交试验、单因素试验确定的最佳制备工艺条件为:酸浸试验的硫酸浓度为70%;硫酸过量系数为1.3;酸浸时间40min,可使铁的浸出率达到91.69%;催化氧化聚合体系所用催化剂为氯酸钾4%、硝酸0.9%、碘化钾0.2%;亚铁和硫酸的物质的量之比为:n（H₂SO₄）/n(Fe²⁺)=0.29-0.36;反应时间为30min并保温2h;经此工艺可以制备出合格的聚合硫酸铁。用自制的PFS对洗煤废水和高岭土悬浊液进行了絮凝试验,试验结果表明,自制的PFS水处理效果良好。PFS处理洗煤废水的最佳投加量为2mg/L,废水pH的适用范围为6-10;处理高岭土悬浊液的最佳投加量为4mg/L,悬浊液pH的适用范围为5-12。试验还对氰化浸金、烧渣制备聚合硫酸铁时各步的反应以及PFS的絮凝机理进行了探讨。研究表明,氰化浸金是在碱性条件下,有氧存在下金与氰化物的络合反应;烧渣中的伴生组分对氰化浸金影响不同,铁的氧化物几乎没有影响,砷和铜是氰化浸金的极为有害物质;自制PFS对洗煤废水和高岭土悬浊液的絮凝机理主要为吸附电中和、吸附架桥和压缩双电层的作用。本研究对固体废物资源化回收利用、环境污染控制以及减轻资源短缺的危机等都具有重要的现实意义。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章绪论  10-26
  1.1 引言  10
  1.2 硫铁矿烧渣的综合利用现状  10-14
    1.2.1 硫铁矿烧渣的危害  10-11
    1.2.2 硫铁矿烧渣的综合利用现状  11-14
  1.3 烧渣中金提取技术的研究进展  14-20
    1.3.1 金的提取技术  14-16
    1.3.2 氰化提金工艺的改进  16-18
    1.3.3 难浸矿石和烧渣的预处理工艺  18-20
    1.3.4 硫铁矿烧渣提取金  20
  1.4 烧渣制备聚合硫酸铁的研究进展  20-24
    1.4.1 絮凝剂概况  20-21
    1.4.2 无机高分子絮凝剂利用现状  21
    1.4.3 聚合硫酸铁的研究进展  21-23
    1.4.4 硫铁矿烧渣制备聚合硫酸铁  23-24
  1.5 本课题的研究内容和方法  24-26
第二章烧渣回收金的研究  26-38
  2.1 试验仪器及试剂  26
    2.1.1 硫铁矿烧渣  26
    2.1.2 主要仪器及试剂  26
  2.2 试验方法  26-27
    2.2.1 烧渣中金的浸出特征  26-27
    2.2.2 试验研究方法  27
  2.3 试验中金、砷、铜的分析方法  27-31
    2.3.1 氢醌滴定测定残渣中的金  27-29
    2.3.2 砷钼蓝分光光度法(萃取分离)测定矿样中砷  29-30
    2.3.3 铜试剂分光光度法测定矿样中铜  30-31
  2.4 烧渣的预处理试验  31-33
    2.4.1 细磨粒度的影响  31-32
    2.4.2 SNO助剂用量的影响  32
    2.4.3 SNO助剂与烧渣的搅拌反应时间的影响  32-33
  2.5 烧渣的氰化浸出试验  33-36
    2.5.1 氰化钠用量的影响  33-34
    2.5.2 pH的影响  34
    2.5.3 氰化体系温度的影响  34-35
    2.5.4 活化剂SMD的协同效应  35-36
    2.5.5 搅拌时间的影响  36
  2.6 本章小结  36-38
第三章烧渣制备聚合硫酸铁的研究  38-55
  3.1 试验试剂及仪器  38
    3.1.1 原料  38
    3.1.2 主要试剂与仪器  38
  3.2 聚合硫酸铁的制备  38-39
  3.3 制备聚合硫酸铁的质量测定  39-42
    3.3.1 聚合硫酸铁密度的测定  39
    3.3.2 聚合硫酸铁粘度的测定  39-40
    3.3.3 EDTA滴定法测定Fe~(3+)含量  40-41
    3.3.4 高锰酸钾法测定还原性物质(以Fe~(2+)计)  41-42
    3.3.5 盐基度的测定  42
  3.4 硫铁矿烧渣酸浸及还原工艺条件试验  42-46
    3.4.1 酸浸正交试验  43-44
    3.4.2 硫酸浓度的影响  44-45
    3.4.3 酸浸时间的影响  45
    3.4.4 硫酸过量系数的影响  45-46
    3.4.5 酸浸液还原试验  46
  3.5 催化氧化聚合试验  46-49
    3.5.1 催化剂正交试验  46-48
    3.5.2 碘化钾作助催化剂的影响  48
    3.5.3 硝酸用量对PFS性能的影响  48
    3.5.4 硫酸用量对PFS性能的影响  48-49
  3.6 合成聚合硫酸铁的表征  49-51
    3.6.1 聚合硫酸铁的性能指标测试  49
    3.6.2 红外光谱图  49-51
  3.7 合成聚合硫酸铁的混凝试验  51-54
    3.7.1 测定原理与方法  51-52
    3.7.2 洗煤废水的絮凝试验  52-53
    3.7.3 高岭土悬浊液的絮凝试验  53-54
  3.8 本章小结  54-55
第四章氰化浸金及聚合硫酸铁絮凝机理研究  55-67
  4.1 氰化浸金原理  55-60
    4.1.1 氰化浸金反应方程  55-57
    4.1.2 氰化浸金速率  57-60
  4.2 烧渣中伴生组分对浸金过程的影响  60-61
    4.2.1 铁及铁矿物的影响  60
    4.2.2 铜及铜矿物的影响  60-61
    4.2.3 砷及砷矿物的影响  61
  4.3 制备聚合硫酸铁的试验原理  61-63
    4.3.1 硫酸浸取原理  61-62
    4.3.2 废铁屑还原原理  62
    4.3.3 催化氧化聚合原理  62-63
  4.4 聚合硫酸铁絮凝机理  63-67
    4.4.1 胶体的稳定性  63-64
    4.4.2 絮凝机理  64-67
第五章结论与展望  67-69
  5.1 结论  67-68
  5.2 工作展望  68-69
参考文献  69-72
攻读学位期间取得的研究成果  72-73
致谢  73

硫铁矿烧渣回收金及制备聚合硫酸铁的试验研究

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