铜烟灰酸浸-磁选联合预处理及酸浸液选择性沉砷研究

摘要

铜火法冶炼过程产生大量烟灰，其中含有Cu、Fe、Pb、Zn等多种有价金属，同时含有As、C d等有害元素。铜烟灰综合利用一直受到企业和科研工作者关注，但传统处理方法仍然存在工艺流程长、有价元素回收率低、有害物质难于开路等难题。论文探索铜烟灰选冶联合预处理技术，同时开展高砷浸出液高效脱砷试验研究，对铜烟灰的绿色高效综合利用技术发展具有重要的理论意义和现实价值。
　　论文根据铜烟灰的化学组成和物相特征，研究酸浸—磁选联合预处理铜烟灰技术，将铁富集到磁选渣，铜、砷、镉等浸出进入浸出液，探索了硫酸初始浓度、液固比、反应温度、反应时间、磁感应强度等参数对各金属浸出率、磁选渣铁含量的影响。实验结果表明，当硫酸初始浓度为0.50 mo l·L-1、液固比为L/S=6、反应温度T=65℃、反应时间t=1.5 h时，铜、砷、镉浸出率分别为48.47%、90.01%和90.14%，铁只有12.56%进入浸出液、约85%进入磁选渣，浸出渣含铅54%、含铋5.20%。实现了烟灰中铁的有效富集和开路，有效减少了大量铁对后续回收处理带来的困难。
　　对酸浸—磁选得到的高砷酸浸液进行了选择性沉砷研究，研制了选择性脱砷剂A，最佳条件为：A加入量60g·L-1、H2O2加入量180mL·L-1、反应时间60 min、反应温度65℃、陈化时间30 min，此时，砷脱除率达95.07%，铜、镉分别只有2.83%和2.88%进入富砷渣，表明脱砷剂A具有很好的选择性沉砷效果。
　　对富砷渣开展了碱溶再生脱砷剂的实验研究，当碱溶温度为75℃、NaOH用量为理论用量的3.13倍、碱溶时间为45 min、液固比为6:1时，富砷渣中97.31%的As被脱除，实现了脱砷剂的再生。在最佳浸出液脱砷条件下，将60g·L-1的再生脱砷剂和15 g·L-1新鲜脱砷剂A加入到新鲜的高砷酸浸液中，砷脱除率为95.68%，表明，经过再生得到的脱砷剂能够实现循环使用。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 铜的简介

1.2 铜烟灰处理工艺研究现状

1.3 砷的性质、来源及其应用

1.4 冶炼烟灰脱砷研究现状

1.5 论文研究意义和主要内容

第二章 实验原料与方法

2.1 实验原料

2.2 实验仪器和试剂

2.3 实验方法

2.4 分析检测方法

第三章 铜烟灰酸浸-磁选联合预处理试验研究

3. 1 热力学分析

3. 2 硫酸初始浓度对元素分配行为的影响

3. 3 液固比对元素分配行为的影响

3. 4 反应温度对元素分配行为的影响

3. 5 反应时间对元素分配行为的影响

3. 6 磁感应强度对元素分配行为的影响

3. 7 最佳工艺条件实验

3. 8 本章小结

第四章 铜烟灰酸浸液砷酸铁沉砷试验探索

4. 1 前言

4. 2 砷酸铁沉砷理论

4. 3 砷酸铁沉砷试验

4. 4 本章小结

第五章 铜烟灰酸浸液选择性沉砷试验研究

5. 1 选择性沉砷试验研究

5. 2 脱砷剂再生试验研究

5. 3 再生脱砷剂返回使用试验

5. 4 本章小结

第六章 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果