【摘要】：有色金屬資源是現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)極其重要的戰(zhàn)略物資儲(chǔ)備。中國(guó)是目前世界上最大的有色金屬生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó),中國(guó)礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量豐富,種類涵蓋齊全。但由于近年來(lái)有色金屬礦產(chǎn)資源的持續(xù)開(kāi)發(fā),高品位、易選冶金屬礦產(chǎn)資源劇減,后備資源不足,導(dǎo)致有色金屬原料嚴(yán)重依賴進(jìn)口。綜合回收低品位、難選冶、多金屬共伴生礦產(chǎn)資源,探尋經(jīng)濟(jì)合理的工藝路線,具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。本文以某礦山提供的低品位銅鈷礦為研究對(duì)象,針對(duì)礦樣中含有的銅、鈷、鎳等主要有價(jià)金屬元素進(jìn)行分離回收,實(shí)現(xiàn)了銅、鈷、鎳的逐一分離、富集和回收,制定了一條切實(shí)可行的工藝路線。論文主要研究?jī)?nèi)容及研究成果如下:(1)系統(tǒng)研究了低品位銅鈷礦硫酸化焙燒-酸浸過(guò)程的焙燒條件和酸浸條件對(duì)銅、鈷、鎳等有價(jià)金屬浸出結(jié)果的影響,初步確定該銅鈷礦硫酸化焙燒-酸浸最佳工藝條件。硫酸鈉為銅鈷礦焙燒助劑,實(shí)驗(yàn)研究表明:硫酸鈉為焙燒助劑,其最佳添加量為6%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),與礦樣固體研磨混勻,最佳焙燒溫度500℃,恒溫20 min;以體積分?jǐn)?shù)為5%的硫酸為浸出劑,在浸出固液比S/L=1:3,恒溫80℃,浸出時(shí)間150 min的條件下,銅、鈷的浸出率可達(dá)到90%以上,鎳浸出率可達(dá)到70%左右。以亞硫酸鈉為焙燒助劑,實(shí)驗(yàn)探索得到:亞硫酸鈉為焙燒助劑,最佳添加量為2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),固體研磨混勻,最佳焙燒溫度500℃,恒溫40 min;以10%硫酸為浸出劑,在浸出固液比S/L=1:3,浸出時(shí)間250 min,溫度80℃的條件下,銅、鈷、鎳的浸出率同樣可分別達(dá)到90%、90%、70%。(2)系統(tǒng)研究了銅的專屬萃取劑CP180對(duì)酸浸液中銅的分離回收。實(shí)驗(yàn)研究了CP180對(duì)酸浸液模擬液中銅萃取的最佳實(shí)驗(yàn)條件,確定了萃取劑濃度、振蕩時(shí)間、水相酸度、振蕩速率、相比、逆流萃取級(jí)數(shù)等實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)萃取、反萃過(guò)程的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在室溫下,p H=1.5,相比1:1,萃取時(shí)間10 min時(shí),濃度為15%的CP180對(duì)模擬液中4.48 g/L的Cu~(2+)進(jìn)行萃取,一級(jí)萃取可實(shí)現(xiàn)96%的萃取率;通過(guò)萃取等溫線確定二級(jí)逆流萃取可實(shí)現(xiàn)Cu~(2+)的分離,二級(jí)萃取Cu~(2+)的萃取率可達(dá)到99.5%以上,溶液中Co~(2+)、Ni~(2+)、Fe~(3+)、Zn~(2+)等金屬離子不影響Cu~(2+)的萃取;以2 mol/L硫酸為反萃劑,在相比1:1,時(shí)間4 min的條件下,一級(jí)反萃率在90%以上,二級(jí)逆流反萃率達(dá)到99%以上,實(shí)現(xiàn)銅與有機(jī)相的較好分離。(3)研究了新的協(xié)萃體系CP180-P507-煤油體系對(duì)銅的分離回收實(shí)驗(yàn)條件,以及體系中其他共存離子對(duì)銅萃取產(chǎn)生干擾的最大濃度,確定了反萃的最佳工藝參數(shù)。實(shí)驗(yàn)確定了該體系組成為15%CP180+0.03%P507+煤油。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:該協(xié)萃體系協(xié)萃劑添加量?jī)H為萃取劑的五百分之一;經(jīng)二級(jí)逆流萃取,銅的萃取率高達(dá)99.9%以上,基本實(shí)現(xiàn)與Co~(2+)、Ni~(2+)、Fe~(3+)、Zn~(2+)的完全分離。干擾實(shí)驗(yàn)研究表明,該體系具有良好的抗干擾能力,可抵抗2.0倍的Fe~(3+)和Ni~(2+)的干擾,2.5倍Zn~(2+)的干擾以及3.0倍Co~(2+)的干擾。以2 mol/L硫酸為反萃劑,在相比(O/A)3:1,時(shí)間4 min的條件下,經(jīng)三級(jí)逆流反萃取,銅的反萃率達(dá)到99.5%以上,富集了3.1倍;萃取劑可循環(huán)利用。(4)研究了P204同時(shí)回收體系中的Fe~(3+)和Zn~(2+)的實(shí)驗(yàn)參數(shù),避免Fe~(3+)、Zn~(2+)對(duì)Co~(2+)、Ni~(2+)分離造成干擾;系統(tǒng)研究了Versatic10-Lix984-Na OH-煤油體系對(duì)Co~(2+)、Ni~(2+)分離的最佳工藝參數(shù)。實(shí)驗(yàn)研究表明:在有機(jī)相皂化率75%,水相p H=2.5,Versatic 10濃度為10%,相比1:1,萃取時(shí)間10 min的條件下,Versatic10可基本完全萃取鎳、鈷;實(shí)驗(yàn)研究確定復(fù)配體系10%Versatic10-1%Lix984-Na OH-煤油體系成功地在反萃階段實(shí)現(xiàn)鈷鎳分離;在反萃劑1 mol/L H2SO4,反萃時(shí)間50 s,相比2:1的條件下,鈷可實(shí)現(xiàn)95%以上的回收率,且溶液中的鈷濃度富集了兩倍左右,鎳僅有少量進(jìn)入溶液。本階段實(shí)現(xiàn)鎳、鈷分離。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TF81

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;世界鈷礦的產(chǎn)量和儲(chǔ)量[J];國(guó)外金屬礦選礦;1976年04期

2 王素萍;;我國(guó)鈷礦供需形勢(shì)分析及對(duì)策建議[J];世界有色金屬;2008年07期

3 陳煥麟;幾種鈷礦石的浮選研究[J];云南冶金;1977年04期

4 莫友怡;;唯一的鈷礦山[J];有色礦山;1980年05期

5 曹佳宏 ,程希翱;江西七寶山多金屬礦中鈷的賦存狀態(tài)[J];礦冶工程;1986年01期

6 王恒全;;從銅鈷礦中綜合回收錳[J];有色金屬;1973年10期

7 梁新星;胡磊;歐陽(yáng)全勝;;銅鈷礦研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)[J];湖南有色金屬;2014年03期

8 張福良;崔笛;胡永達(dá);彭杰;雷曉力;馬騁;杜軼倫;;鈷礦資源形勢(shì)分析及管理對(duì)策建議[J];中國(guó)礦業(yè);2014年07期

9 李淑梅;;剛果(金)水鈷礦浸出新方法及熱力學(xué)分析[J];中國(guó)有色冶金;2014年02期

10 張傶;;2009～2011年國(guó)外鈷礦開(kāi)發(fā)[J];中國(guó)金屬通報(bào);2008年21期

相關(guān)會(huì)議論文 前2條

1 唐娜娜;莫偉;馬少健;;鈷礦資源及其選礦研究進(jìn)展[A];第十二屆全國(guó)粉體工程及礦產(chǎn)資源可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用學(xué)術(shù)研討會(huì)專輯[C];2006年

2 徐貴賢;尹遜新;王云亮;;陶瓷過(guò)濾機(jī)在處理硫鈷礦中的應(yīng)用[A];第五屆全國(guó)礦山采選技術(shù)進(jìn)展報(bào)告會(huì)論文集[C];2006年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前2條

1 記者 張強(qiáng);青海東昆侖地區(qū)發(fā)現(xiàn)大型鈷礦[N];人民日?qǐng)?bào);2001年

2 廣南;滕凱公司投40億美元開(kāi)發(fā)剛果銅鈷礦[N];中國(guó)有色金屬報(bào);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 夏方華;剛果（金）LUSANUO銅鈷礦區(qū)物探異常評(píng)價(jià)及成礦預(yù)測(cè)[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2016年

2 李美娜;低品位銅鈷礦多金屬的綜合回收[D];吉林大學(xué);2017年

3 劉俊;低品位水鈷礦中有價(jià)金屬的回收工藝研究[D];武漢工程大學(xué);2011年

4 劉偉鑫;贊比亞低品位難浸銅鈷礦的浸出試驗(yàn)研究[D];東北大學(xué);2013年

5 周立杰;銅鈷礦細(xì)菌浸出液中分離和回收銅鈷的試驗(yàn)研究[D];東北大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2750498