【摘要】：隨著銅電解精煉生產(chǎn)過(guò)程的進(jìn)行,鉍、砷、銻等雜質(zhì)會(huì)在電解液中逐漸積累并最終對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成危害。針對(duì)銅電解液中雜質(zhì)鉍的脫除問(wèn)題,本文通過(guò)制備出新型銻基吸附劑實(shí)現(xiàn)銅電解液中雜質(zhì)鉍的高效脫除,主要內(nèi)容如下:首先,以Sb_2O_3作為前驅(qū)體,H_2O_2作為氧化劑合成銻基吸附劑,對(duì)銻基吸附劑制備工藝條件進(jìn)行了研究,同時(shí)開(kāi)展了銅電解液吸附除鉍單因素實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明:溫度是影響其制備效果的關(guān)鍵因素,銅電解液中吸附劑除鉍較優(yōu)工藝條件為:Sb投入量3 g·L~(-1)、溫度90℃、時(shí)間60 min、轉(zhuǎn)速200 r·min~(-1)。最終,鉍脫除率可達(dá)90%并且吸附劑基本無(wú)溶解損失。其次,通過(guò)吸附動(dòng)力學(xué)研究發(fā)現(xiàn):吸附劑對(duì)Bi離子的吸附過(guò)程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型且吸附過(guò)程可分為外表面吸附、內(nèi)表面吸附和平衡吸附三個(gè)階段。通過(guò)吸附等溫線及熱力學(xué)研究發(fā)現(xiàn):吸附劑對(duì)Bi離子的吸附符合Langmuir等溫線模型且吸附過(guò)程是一個(gè)自發(fā)的、吸熱的、熵增的、物理與化學(xué)吸附并存的過(guò)程,主要參與吸附反應(yīng)的是氫鍵力和偶極間作用力。通過(guò)對(duì)銻基吸附劑進(jìn)行XRD、SEM、IR、電位滴定等多種檢測(cè)分析發(fā)現(xiàn):吸附劑的主要物相為Sb_2O_5·3H_2O,其在酸性體系中顯負(fù)電性且電負(fù)性較大;吸附劑吸附除鉍后,表面會(huì)形成大量絮狀非晶態(tài)的Sb-Bi結(jié)合物。再次,分別繪制了溶液中Bi離子總濃度與氯離子總濃度關(guān)系圖、[Cl]=0.5、2、4 mol·L~(-1)條件下的各溶解組分濃度與pH的關(guān)系圖以及相應(yīng)的Bi濃度組分配分圖,分析了使用酸性氯鹽溶液對(duì)吸附劑進(jìn)行高效解吸的可能性,結(jié)果可知:增加氯離子濃度和pH值有利于提高溶液中的Bi濃度;在溶液中有氯離子存在的條件下,Bi主要與氯離子形成BiCl~(2+)、BiCl_2~+、BiCl_3、BiCl_4~-配合物離子;當(dāng)pH較低時(shí),溶液中的Bi主要以BiCl_2~+的形態(tài)存在,而當(dāng)pH值較高時(shí),溶液中的Bi則主要以BiCl_4~-的形態(tài)存在。最后,開(kāi)展了銻基吸附劑解吸單因素實(shí)驗(yàn)及吸附-解吸循環(huán)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明:在pH值為0.5、氯化鈉濃度為2 mol·L~(-1)、解吸溫度為90℃、解吸時(shí)間為30min、固液比為1:5的條件下,Bi的解吸率可達(dá)到80%左右。通過(guò)工藝循環(huán)實(shí)驗(yàn)可知,性能與穩(wěn)定性良好,按Sb=3 g·L~(-1)的量投入吸附劑進(jìn)行吸附除鉍-氯鹽解吸循環(huán)實(shí)驗(yàn),循環(huán)5次后除鉍率仍保持在80%左右。
【圖文】：

技術(shù)路線圖

使 Sb2O5·3H2O 由原來(lái)的粒狀結(jié)構(gòu)變?yōu)榱税鍫罱Y(jié)構(gòu)。對(duì)比吸附前后吸附劑顆粒表可以發(fā)現(xiàn)，吸附后吸附劑表面生成了大量的絮狀物質(zhì)將吸附劑包裹，這可能是吸面的活性點(diǎn)位與 Bi 離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成的非晶態(tài)物質(zhì)造成的結(jié)果。能譜分析同樣表明（圖 3.3），吸附劑吸附后其表面絮狀物質(zhì)的元素基本組成為 Sb、Bi 和明 Bi 大量存在于吸附劑的表面絮狀物質(zhì)中。
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TF811;O647.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2609950