【摘要】：銅陽極澆鑄洗渣是高溫陽極澆鑄板冷卻沖洗得到的固態(tài)沉淀物,其主要成分為硫酸鋇、金屬銅和氧化亞銅。目前,銅陽極澆鑄洗渣往往直接返回熔煉爐或渣選車間,存在銅回收率低、脫模劑無法回收再利用等問題。論文開展了從銅陽極澆鑄洗渣回收有價金屬的工藝技術(shù)研究,以探尋更為經(jīng)濟(jì)有效的澆鑄洗渣處理流程,對冶煉廢渣資源的綜合與利用,具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。論文在分析銅陽極澆鑄洗渣物相和化學(xué)組成的基礎(chǔ)上,開展了浸出熱力學(xué)研究,提出了“氧化酸浸脫銅—熱酸浸鋇”二段循環(huán)浸出和“直接熱酸浸鋇”兩種不同的鋇銅分離技術(shù),試驗研究了工藝技術(shù)條件,同時研究了從熱酸浸出液中再生脫模劑的工藝技術(shù),實現(xiàn)了從銅陽極澆鑄洗渣中高效回收有價金屬的目標(biāo)。主要研究內(nèi)容如下:1、開展了銅陽極澆鑄洗渣化學(xué)組成和物相分析,并進(jìn)行了浸出熱力學(xué)研究,結(jié)果表明,澆鑄洗渣主要含有銅和鋇等有價金屬,銅主要以氧化亞銅和單質(zhì)銅的形態(tài)存在,可在低濃度硫酸體系被氧化浸出,而鋇主要以硫酸鋇形式存在,只有在熱的濃H2SO4中才能被浸出。2、開展了銅陽極澆鑄洗渣二段循環(huán)浸出試驗研究,考察了H2SO4初始濃度([H2SO4]0)、反應(yīng)時間(τ)、體系液固比(L/S)、反應(yīng)溫度(T)和H2O2添加量對氧化浸銅效果的影響,研究了氧化浸出渣熱酸浸鋇的工藝技術(shù)條件,同時探索了熱酸浸出液循環(huán)使用機(jī)制。試驗表明,澆鑄洗渣二段循環(huán)浸出工藝是可行的,具有銅、鋇回收率高的優(yōu)點,但存在流程較長、試劑消耗較大等缺陷,其中,氧化浸出預(yù)脫銅最佳工藝條件為:硫酸初始濃度3mol·L-1、浸出溫度70℃、液固比(體積質(zhì)量比)為8:1,浸出時間2h、H2O2添加量為8倍理論量;熱酸浸鋇最佳工藝條件為:浸出溫度340℃、浸出時間50min、液固比(體積質(zhì)量比)5:1;在此條件下,鋇的回收率可達(dá)90%,銅的總浸出率達(dá)97%以上。3、開展了銅陽極澆鑄洗渣直接熱酸浸出試驗研究,結(jié)果表明,澆鑄洗渣直接熱酸浸出具有工藝流程短、設(shè)備簡單、鋇回收率高等優(yōu)點,但銅浸出率稍低,其最佳的浸出條件:浸出溫度為360℃、浸出時間為60min、液固比(體積質(zhì)量比)為6:1。此條件下,鋇回收率可達(dá)90%以上,銅的浸出率為89.51%。4、通過分析熱酸浸出液的化學(xué)組成,選擇有效的方法和處理流程,探索了稀釋再生脫模劑技術(shù),試驗確定了較優(yōu)再生工藝參數(shù):pH=0.47,稀釋用水量為浸出液體積的35%。對再生脫模劑進(jìn)行了化學(xué)組成和物相分析,結(jié)果表明再生脫模劑純度較高,鋇回收效果好。
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TF811;TF827.3
【圖文】：

直線型澆鑄[16]的主要特點是：澆鑄設(shè)備簡單、使用面積小，生產(chǎn)成本較低。直線型澆設(shè)備以德國 MSM 公司開發(fā)的哈茲列特澆鑄機(jī)為典型[17]，它的特點是機(jī)械自動化水平高，個設(shè)備的控制核心是帶式澆鑄機(jī)，控制系統(tǒng)較為復(fù)雜。哈茲列特澆鑄機(jī)主要根據(jù)客戶的體要求，從而確定澆鑄設(shè)備的技術(shù)參數(shù)及相關(guān)配套部件。尤孝廉[18]研究了銅陽極板圓盤澆鑄機(jī)組的自動控制，采用由滾輪傳動圓盤澆鑄機(jī)、推機(jī)和鉤板機(jī)組成為陽極板澆鑄機(jī)組，通過一套微電路程序自動控制，同時用行車將冷卻的銅陽極板吊出送至堆場，實現(xiàn)了陽極板澆鑄過程中的流水作業(yè)化和機(jī)械自動化。經(jīng)生實踐證明，圓盤澆鑄機(jī)組運行平穩(wěn)，澆鑄的陽極板表面平整，工作可靠，大大減輕了勞強(qiáng)度，同時澆鑄機(jī)組機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，便于加工制造。陳榮[19]研究了銅冶煉過程中圓盤定量澆鑄系統(tǒng)與裝置，主要分析了圓盤澆鑄工藝和特、以及圓盤澆鑄機(jī)的具體構(gòu)造，并介紹了 M16 雙圓盤澆鑄機(jī)的整個生產(chǎn)過程和圓盤定量鑄系統(tǒng)。M16 雙圓盤澆鑄機(jī)的動力系統(tǒng)主要是通過電力、氣動、液壓等系統(tǒng)控制，而主控制系統(tǒng)由系統(tǒng)控制站完成。同時采用工業(yè)組態(tài)技術(shù)，結(jié)合可編程控制器 PLC，實現(xiàn)系設(shè)備實時的可視化管理，從而使整個生產(chǎn)系統(tǒng)獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和安全性能。圖1.1 為16 雙圓盤澆鑄機(jī)具體結(jié)構(gòu)[20]。

脫模劑的粘結(jié)層，B 面為脫模劑表層，C 面為脫模劑和鑄模之間的粘結(jié)表層；凝結(jié)層為脫模劑層。當(dāng)脫模時，A 面與C 面發(fā)生粘結(jié)層分離，而在 B 面分離時凝結(jié)層發(fā)生界面破壞。圖1.2 脫模示意圖在待脫模物與脫模劑之間，會產(chǎn)生粘接和凝聚，當(dāng)強(qiáng)制脫模時，會使其中成型物的界面、表層產(chǎn)生裂變而脫模[51]。一般用到的脫模劑，需要在 B 面或在A、B 面同時界面破壞，當(dāng)凝結(jié)表面發(fā)生脫模時，脫模作用較為明顯。同時，脫模劑的分離特性取決于其界面特性，當(dāng)選用界面張力較小的物質(zhì)作為脫模劑時，是分離效果最好的脫模劑。外涂型脫模劑主要作用是噴灑在模腔外表層，使得成型物與鑄模之間不能產(chǎn)生粘連。而內(nèi)加型脫模劑的用法區(qū)別于外涂型脫模劑，通常是配入成型物料中的某種成分，能夠在成型硫化階段遷移到成型物外表層

根據(jù)銅陽極澆鑄洗渣的化學(xué)組成和物相特點，結(jié)合上述熱力學(xué)分析結(jié)果，可以看出，要從銅陽極澆鑄洗渣中高效回收銅和鋇，可以采取以下兩種浸出方案：圖2.3 澆鑄洗渣二段循環(huán)浸出工藝流程

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2762325