本論文針對(duì)在濕法冶煉過程中產(chǎn)生的大量被視為有毒鐵渣(含高濃度As和其他重金屬)的無害化處理及微量貴金屬的富集做了研究。具體內(nèi)容如下:有害鐵渣酸(HCl-H_2SO_4)浸后,得到的浸出液經(jīng)脫砷處理、貴金屬提取及Cu、Co、Ni粗分離后可并入Ni電解陽(yáng)極液生產(chǎn)線,進(jìn)一步除雜后成為高純度陰極Ni電解液。通過XPS分析,證明有害鐵渣中As基本以As(Ⅲ)形式存在。將浸出液中的As(Ⅲ)氧化成As(V),精確調(diào)控pH,使其與Fe(Ⅲ)形成難溶鹽FeAsO_4,溶液中99.9%的As可被固化脫除。脫砷最佳操作條件:H_2O_2用量為As(Ⅲ)摩爾量的1.36倍以上,溶液pH在2.8-3.0之間。除砷渣經(jīng)XRD、XPS分析證明是FeAsO_4沉淀。為了減輕浸出液直接并入Ni電解陽(yáng)極液后生產(chǎn)系統(tǒng)的除雜壓力,脫砷后的浸出液在溫度30oC,用NaHCO_3將pH調(diào)到3.8-4.0之間,反應(yīng)8 h時(shí),可將97%的Cu沉淀回收,而且除銅渣中Cu/Ni摩爾比可達(dá)30以上。過濾后浸出液中含銅量低于1 g/L,與系統(tǒng)產(chǎn)出的Ni陽(yáng)極液一致。XRD、SEM和FI-IR分析證實(shí)除Cu渣是Cu_2(OH)2CO_3�？伤崛芎笾苯佑糜陔娊忏~生產(chǎn)。對(duì)浸出液中的Co,可采用加入一定量的NaClO或K_2S_2O_8使其氧化成為Co(OH)_3過濾回收,除Co率高達(dá)99.9%。論文中采用兩種疏水性咪唑基高分子離子液體對(duì)復(fù)雜鎳電解液體系中所含的微量貴金屬離子進(jìn)行了高效率富集回收。結(jié)果表明,這兩種離子液體在5 h之內(nèi)均可以高回收率富集回收貴金屬,溫度對(duì)吸附影響不大,25oC最佳。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)很好與擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)和Freundlich吸附等溫線模型相契合,表明這個(gè)吸附過程同時(shí)存在物理和化學(xué)吸附。此外,βAu(Ⅲ)/Cu(II)和βAu(Ⅲ)/Ni(II)值都很大,表明咪唑基離子液體對(duì)Au(Ⅲ)有很好的的選擇性。負(fù)載了Au(Ⅲ)的離子液體可以通過硫脲脫附,洗脫后的離子液體可以重復(fù)利用,這增強(qiáng)了實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性。通過對(duì)選擇性浸出過程中產(chǎn)生的無害NaFe_3(SO_4)_2(OH)_6做熱分析,發(fā)現(xiàn)在30-300oC只損失吸附水,300-404.4oC鐵礬渣結(jié)構(gòu)被破壞,形成NaFe(SO_4)_2和Fe_2O_3。579.4-695.6oC時(shí)NaFe(SO_4)2分解生成Na_2SO_4和Fe_2O_3。分別選取274oC、480oC、580oC、698oC、800oC煅燒樣做XRD分析,并測(cè)量這些煅燒樣水洗濾液的pH,進(jìn)一步驗(yàn)證了熱分析過程中每一段溫度下發(fā)生的反應(yīng)和該溫度下樣品組成。通過對(duì)煅燒樣做掃描電鏡分析,觀察到Fe_2O_3晶體顆粒形狀無規(guī)則,沒有統(tǒng)一形態(tài)。綜合考量種種因素,698oC為最佳煅燒溫度。樣品水洗后可制成鐵紅顏料,這個(gè)過程使普通固廢,得到了綜合利用。
【學(xué)位單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TF815
【部分圖文】：

蘭州大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 鎳濕法冶煉過程中含砷鐵渣的無害化處理暨綜合利用研究第一章 緒論1.1 研究背景全球鎳資源：39.4%的為硫化鎳礦，60.6%的是紅土礦[1]。在我國(guó)，硫化鎳礦儲(chǔ)量占總儲(chǔ)量的 86%。因?yàn)榱蚧嚨V品味一般較高，而且處理工藝成熟，所以從硫化鎳礦石中提取的鎳，約占目前鎳總產(chǎn)量的三分之二[2-4]。圖 1-1 是硫化鎳礦的主要冶煉方式。這種礦床的化學(xué)成分主要是鎳、銅、鈷及鉑族元素，有些還伴生金、銀、硒等元素，而這種硫化鎳礦也常伴生大量有害雜質(zhì)，主要是鐵、硫、砷等[5-7]。而在濕法冶金過程中部分雜質(zhì)會(huì)浸出到電解液中，從而影響了電解鎳的品質(zhì)，所以為了保持電解鎳的質(zhì)量，這些雜質(zhì)必須去除。此外，有價(jià)金屬的回收利用也是至關(guān)重要的。

蘭州大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 鎳濕法冶煉過程中含砷鐵渣的無害化處理暨綜合利用研究渣存儲(chǔ)起來，不僅占用空間，還會(huì)造成資源浪費(fèi)[14]。因此，對(duì)這種具有危險(xiǎn)性質(zhì)的有害鐵渣進(jìn)行安全處理是至關(guān)重要的。此外，因國(guó)內(nèi)缺乏新的后備鎳礦資源，而近幾年鎳消費(fèi)量激增，故尋找一種經(jīng)濟(jì)的，有技術(shù)的，環(huán)境友好的方法來進(jìn)行資源利用回收成為了一種全球性問題[13; 15]。

蘭州大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 鎳濕法冶煉過程中含砷鐵渣的無害化處理暨綜合利用研究其中咪唑基載體是 Cu(II)萃取劑[50]，稀釋劑為苯的磷酸正丁酯(TBP)法[51]，雙官能團(tuán)離子液體(A336/Cy272)[52]和 CP-150[53]等。溶劑萃取法雖然能有效地分離銅、鎳，但太復(fù)雜。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2831288