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含铜镍浸出渣中铁、铜、镍的分离回收研究

作　者: 朱丽芳
导　师: 袁守谦
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 冶金物理化学
关键词: 铜 铁 镍渣 微波 浸出
分类号: X758
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 53次
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内容摘要


冶炼过程中产生大量的含铜镍渣，堆存占用大量土地，污染周围的环境，渣中的铜、镍得不到充分利用，造成浪费资源，因此将渣中的有价金属进行回收再利用具有重要的意义。本文研究的含铜镍渣中铁、铜、镍的品位分别是48.60%、2.89%、4.44%。针对这种含铜镍渣，研究了硫酸直接浸出工艺和微波加热浸出两种方法进行提取铜和镍，对两种方法的效果进行了比较，并对过程进行了优化实验研究。利用Factsage热力学计算软件，计算了373K温度下浸出过程的Cu-H2O系、Ni-H2O系和Fe-H2O系E-pH图，确定了此温度下Cu、Ni、Fe及硫酸溶液中离子的存在类型及各离子的稳定存在区域，利用E-pH图从理论上分析了含铜镍渣酸浸出过程的热力学条件；计算了浸出过程反应的吉布斯自由能变化和反应的焓变。对硫酸直接浸出过程和微波加热浸出过程进行了实验研究，确定了硫酸直接浸出的较优条件：温度95℃，硫酸浓度为7Vt%，液固比为6:1，搅拌浸出时间为40min，此条件下铜、镍浸出率分别为88.30%、86.19%；计算了铜和铁的浸出活化能分别为11.09kJ mol-1、19.40kJ mol-1。微波加热浸出和硫酸直接浸出铜和铁的动力学过程相同，属于固膜扩散控制。两种浸出方法的对比中，硫酸直接搅拌浸出的效果较好，微波加热浸出时间需要60min，而硫酸直接搅拌浸出只需要40min，缩短了33%。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 文献综述  8-19
  1.1 含铜镍冶金渣的处理方法  8-14
    1.1.1 选矿法回收技术  8-9
    1.1.2 火法冶金技术  9-11
    1.1.3 湿法冶金技术  11-14
  1.2 微波技术在冶金工业中的应用  14-16
    1.2.1 微波概述  14
    1.2.2 微波在冶金工业应用中的特点  14-15
    1.2.3 微波辅助浸出  15-16
  1.3 课题研究的目的、意义及主要研究内容  16-19
    1.3.1 课题研究的目的、意义  16-17
    1.3.2 课题研究内容  17-19
2 浸出过程的基础理论分析  19-32
  2.1 热力学数据计算方法  19
  2.2 浸出过程热力学  19-27
    2.2.1 △H0-T 关系图  21-23
    2.2.2 △G-T 关系图  23-24
    2.2.3 E-pH 关系图  24-27
  2.3 浸出过程动力学  27-31
    2.3.1 化学反应控制动力学方程  28-29
    2.3.2 固膜扩散控制动力学方程  29-30
    2.3.3 表观活化能  30-31
  2.4 本章小结  31-32
3 实验程序  32-39
  3.1 原料处理  32-36
  3.2 实验设备及试剂  36-37
    3.2.1 实验设备  36
    3.2.2 实验试剂  36-37
  3.3 铁、铜、镍的分析及浸出率计算方法  37-39
    3.3.1 分析步骤  37-38
    3.3.2 浸出率计算方法  38-39
4 硫酸直接浸出的实验研究  39-49
  4.1 实验装置及实验方法  39
  4.2 实验结果及讨论  39-48
    4.2.1 硫酸浓度对浸出率的影响  39-40
    4.2.2 浸出时间对浸出率的影响  40-41
    4.2.3 温度对浸出率的影响  41
    4.2.4 液固比对浸出率的影响  41-42
    4.2.5 硫酸直接浸出正交实验  42-43
    4.2.6 酸浸过程动力学研究  43-47
    4.2.7 硫酸直接浸出渣物相分析  47-48
  4.3 本章小结  48-49
5 微波加热浸出的实验研究  49-57
  5.1 实验装置及实验方法  49
  5.2 实验结果及讨论  49-56
    5.2.1 微波加热浸出时间与浸出率的关系  49-50
    5.2.2 微波加热浸出酸浓度与浸出率的关系  50
    5.2.3 微波加热功率与浸出率的关系  50-51
    5.2.4 微波加热浸出液固比与浸出率的关系  51-52
    5.2.5 微波加热浸出正交实验  52-53
    5.2.6 微波加热浸出动力学  53-54
    5.2.7 微波加热浸出和硫酸直接浸出实验比较研究  54-55
    5.2.8 微波加热浸出渣物相分析  55-56
  5.3 本章小结  56-57
6 结论  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-64
硕士研究生期间的科研成果  64

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 矿业、冶金工业废物处理与综合利用 > 冶金工业 > 有色金属工业
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