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旋流电积技术从铜镉渣中综合回收金属的试验研究

作　者: 袁城
导　师: 邹莲花
学　校: 江西理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 铜镉渣旋流电积综合回收有价金属
分类号: X756
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

铜镉渣是湿法炼锌系统净化工序所产生的固体废弃物，主要含有Zn、Cu、Cd、Co、Ni等有价金属成分。该固体废弃物为危险废物，若不对该废渣进行妥善处理而简单堆放，既浪费资源又污染环境。综合回收铜镉渣中的主要有价金属成分，不仅能充分利用原料创造巨大的经济收益，也有利于资源的综合利用和环境保护。本试验对新干县某化工厂产生的铜镉渣进行研究，采用了“浸出-除铁-旋流电积”的有价成分综合回收工艺。用电解锌车间电解废液浸出铜镉渣，并通入空气作为氧化剂以促进各有价金属成分的浸出，试验考察了通气量，搅拌速度，浸出温度、浸出时间、浸出终点pH对铜镉渣中主要金属Zn、Cu、Cd的浸出率的影响，确定了通气量为3m3/（h·L)、搅拌速度为200r/min、浸出温度为85℃、控制浸出终点pH为2.0、浸出时间为4h的最佳浸出工艺技术参数，Zn、Cu、Cd的一次浸出率均到达到99%以上。通过对除铁方法比较分析，结合本试验浸出工艺条件综合考虑，根据中和水解法除铁的原理，提出了用ZnO调浸出矿浆pH到5.0，静置2h的除铁工艺，过滤后浸出液中Fe3+的浓度可降至1mg/L以下。除铁后溶液中主要含有Zn、Cu、Cd、Co、Ni等，根据它们电极电位的差异，采用旋流电积技术分步回收。第一阶段旋流电积回收铜，在电流密度为50A/m2，电解液循环量为30L/h，控制电积终点铜离子浓度在200mg/L的条件下，得到纯度较高的阴极铜产品，铜含量大于99%；第二阶段旋流电积回收镉，在电流密度25A/m2，电解液循环量为20L/h，控制电解液pH为5.0，控制电积终点镉离子浓度在300mg/L的条件下，得到含镉纯度较高的阴极镉产品，镉的含量大于98%；第三阶段仍用旋流电积技术除去脱镉后电解液中残余的镉以及电解液中的钴镍，得到含钴25%以上，含镍34%以上的钴镍渣，可直接外售钴镍回收企业，经三段旋流电积处理后电解液中的镉、钴、镍的浓度都可降至1mg/L以下，电解液过滤后送电解锌车间电解回收锌。铜镉渣中铜、镉、钴、镍的回收率均大于99%。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章绪论  10-18
  1.1 前言  10
  1.2 铜镉渣的来源及其中主要有价金属的性质用途  10-12
    1.2.1 Zn 的性质和用途  11
    1.2.2 Cu 的性质和用途  11
    1.2.3 Cd 的性质和用途  11-12
    1.2.4 Co 的性质和用途  12
    1.2.5 Ni 的性质和用途  12
  1.3 铜镉渣的回收利用现状  12-14
  1.4 旋流电积技术  14-16
  1.5 选题的依据和意义  16
  1.6 本试验研究的主要内容及创新点  16-18
    1.6.1 本试验研究的主要内容  16-17
    1.6.2 本试验研究的创新点  17-18
第二章试验原料及分析方法  18-24
  2.1 试验原料  18
  2.2 试验主要试剂和仪器  18-19
    2.2.1 试验主要试剂  18
    2.2.2 试验主要仪器  18-19
  2.3 试验分析检测方法  19-24
    2.3.1 Zn、Cd 的分析检测  19-20
    2.3.2 Cu 的分析检测  20-22
    2.3.3 Co 的分析检测  22
    2.3.4 Ni 的分析检测  22-23
    2.3.5 原料、渣、所得产品中各金属元素的分析检测  23-24
第三章铜镉渣的浸出工艺研究  24-32
  3.1 铜镉渣浸出的机理  24-25
  3.2 铜镉渣浸出试验研究  25-30
    3.2.1 试验原料分析  25
    3.2.2 浸出率的计算方法  25-26
    3.2.3 试验装置  26
    3.2.4 浸出工艺条件的优化  26-30
  3.3 本章小结  30-32
第四章除铁工艺研究  32-37
  4.1 除铁方法及原理概述  32-33
  4.2 试验除铁工艺研究  33-36
    4.2.1 pH 对 Fe~(3+)水解沉淀的影响  34
    4.2.2 静置时间对 Fe~(3+)水解沉淀的影响  34-35
    4.2.3 温度对 Fe~(3+)水解沉淀的影响  35-36
  4.3 本章小结  36-37
第五章旋流电积技术回收有价金属的试验研究  37-55
  5.1 试验步骤及流程  40-42
    5.1.1 试验步骤  40-41
    5.1.2 试验流程  41-42
  5.2 电积过程的主要技术指标及计算方法  42-43
    5.2.1 产品质量  42
    5.2.2 电流密度  42-43
    5.2.3 电流效率  43
    5.2.4 电积过程金属回收率  43
  5.3 旋流电积回收铜试验研究  43-48
    5.3.1 电流密度对旋流电积回收铜的影响  43-44
    5.3.2 电解液循环流量对旋流电积回收铜的影响  44-45
    5.3.3 电解液 pH 对旋流电积回收铜的影响  45-46
    5.3.4 终点铜离子浓度对旋流电积回收铜阴极铜产品质量的影响  46-47
    5.3.5 旋流电积深度脱铜试验研究  47-48
  5.4 旋流电积回收镉试验研究  48-52
    5.4.1 电流密度对旋流电积回收镉的影响  48-49
    5.4.2 电解液循环流量对旋流电积回收镉的影响  49-50
    5.4.3 电解液 pH 对旋流电积回收镉的影响  50-52
    5.4.4 终点镉离子浓度对旋流电积回收镉阴极镉产品质量的影响  52
  5.5 旋流电积回收钴镍试验研究  52-54
  5.6 旋流电积过程中及本试验中各金属的回收率  54
  5.7 本章小结  54-55
第六章结论与展望  55-57
  6.1 结论  55
  6.2 展望  55-57
参考文献  57-60
致谢  60-61
附录 ICP-AES 分析检测  61-64
个人简历、在学期间发表的学术论文  64

旋流电积技术从铜镉渣中综合回收金属的试验研究

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