碱性加压氧化处理铅铜铳的工艺研究

论文摘要

本论文根据目前铅铜锍污染大、能耗高的处理现状,开发研究了碱性体系加压氧化处理铅铜锍的工艺,有效回收了铜、硒、铅、银,同时不产生废气、废渣,基本实现清洁冶金,为铅铜锍的处理开辟了新途径。研究初期,在多种碱性体系进行了加压氧化的探索实验,最终选取氢氧化钠作为碱性浸出介质。在加压氧化的单因素条件实验中,主要考察反应起始温度、氢氧化钠浓度、氧气分压、搅拌速度、反应时间、液固比六大因素,对过程中铅、砷、硫、硒浸出率的影响,得出反应的最佳条件为起始温度125℃,碱过量系数0.08,氧气分压0.3-0.8MPa,搅拌速度1000r/min,液固比4：1,时间1.5h。在此条件下,硫、硒、铅、砷的浸出率分别为98.03%、96.96%、4.15%、0.45%。对氢氧化钠体系加压氧化最佳条件下得到的碱性浸出渣,进行了硫酸浸出的单因素条件实验,主要考察了硫酸浓度、反应终点pH,反应温度的影响。得出通过控制浸出终点pH值的方法,取得了较好的效果。硫酸浸出实验的最佳条件为控制浸出终点pH为2.5,温度60℃,此时铜的浸出率可达98.52%,铁、银的浸出率仅为1.66%、0.72%,浸出渣中Cu、Pb、Ag、Fe的含量分别为1.44%、64.57%、11.28%、0.4136%,铅、银被富集2倍以上。对酸性浸出得到的硫酸铜溶液直接进行了电积实验,考察了电流密度、温度、起始硫酸浓度、铁离子浓度对电流效率的影响,得出铜电积的最佳条件为电流密度320A/m2,温度50℃,当槽电压开始明显上涨时即为电积终点,为保证阴极铜的质量,通常控制电积终点铜离子浓度约15g/L,得到的阴极铜纯度大于99%。据1L高压釜试验的结果,开展了铅铜锍碱性加压氧化、碱性浸出渣的硫酸浸出、硫酸铜溶液的电积及电积残液返回浸出的工业试验,试验结果与小实验基本一致。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 锍的概念
• 1.2.1 锍的简介
• 1.2.2 锍的分类
• 1.3 铅铜锍的处理工艺
• 1.3.1 富集熔炼
• 1.3.2 转炉吹炼
• 1.3.3 湿法处理
• 1.4 加压湿法冶金的现状及发展
• 1.4.1 加压湿法冶金概述
• 1.4.2 加压湿法冶金的应用
• 1.5 存在的问题及本课题的提出
• 1.5.1 存在的问题
• 1.5.2 本课题的提出
• 第二章 碱性加压氧化过程中的理论分析
• 2.1 加压氧化技术简介
• 2.2 碱性加压氧化过程中的主金属行为
• 2.2.1 碱性加压过程中铜的行为
• 2.2.2 碱性加压过程中铅的行为
• 2.3 本章小结
• 第三章 实验
• 3.1 原料、试剂与仪器
• 3.1.1 物料与试剂
• 3.1.2 实验仪器
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 碱性加压氧化实验
• 3.2.2 硫酸浸出实验
• 3.2.3 硫酸铜溶液电积实验
• 3.3 分析方法与数据处理
• 第四章 铅铜锍加压氧化体系的选择
• 4.1 氢氧化钠体系
• 4.1.1 实验
• 4.1.2 结果与讨论
• 4.2 碳酸钠体系
• 4.2.1 实验
• 4.2.2 结果与讨论
• 4.3 氢氧化钠和碳酸钠混合体系
• 4.3.1 实验
• 4.3.2 结果与讨论
• 4.4 氢氧化钙体系
• 4.4.1 实验
• 4.4.2 结果与讨论
• 4.5 硫酸浸出体系
• 4.5.1 实验
• 4.5.2 结果与讨论
• 4.6 本章小结
• 第五章 铅铜锍在氢氧化钠体系的加压氧化处理
• 5.1 全工艺流程图
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 反应温度的影响
• 5.2.2 碱过量系数的影响
• 5.2.3 氧气分压的影响
• 5.2.4 搅拌速度的影响
• 5.2.5 反应时间的影响
• 5.2.6 液固比的影响
• 5.2.7 最佳工艺条件
• 5.3 本章小结
• 第六章 碱性加压浸出渣的酸性浸出和硫酸铜溶液的电积
• 6.1 加压碱性浸出渣的硫酸浸出
• 6.1.1 硫酸起始浓度的影响
• 6.1.2 浸出终点溶液pH值的影响
• 6.1.3 反应温度的影响
• 6.2 硫酸铜溶液的电积
• 6.2.1 电流密度对电流效率的影响
• 6.2.2 温度对电流效率的影响
• 6.2.3 硫酸浓度对电流效率的影响
• 6.2.4 铁离子浓度对电流效率的影响
• 6.2.5 铜离子浓度与槽电压的关系
• 6.3 本章小结
• 第七章 碱性加压氧化处理铅铜锍的工业试验
• 7.1 前言
• 7.2 工艺流程
• 7.3 实验原料及设备
• 7.3.1 试验原料
• 7.3.2 设备
• 7.4 试验的结果及讨论
• 7.4.1 铅铜锍的碱性加压氧化处理
• 7.4.2 碱性浸出渣的硫酸浸出
• 7.4.3 铜的电积
• 7.5 本章小结
• 第八章 结论与建议
• 8.1 总结
• 8.2 存在的问题与建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表论文和获得奖励
• 1 读书期间发表论文
• 2 读书期间发表专利