从低锌高镉渣中回收有价成分新工艺及其动力学研究

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二次资源的回收再利用是当今世界环保的一大主题。铜镉渣是湿法炼锌过程产生的副产品,量大(每吨电锌副产出该废渣大约100公斤),是一种宝贵的二次资源。该渣一般含Cd5%-10%、Cu1.5%—5%、Zn28%—50%。 本论文归纳了电锌副产品—铜镉渣的国内外利用现状。针对云铜集团昆明锌厂铜镉渣中锌含量低(15.92%)、镉含量高(25.04%)的特点,提出了一种新的处理工艺流程。 低锌高镉渣的浸出受酸度、液固比、反应温度、浸出时间等诸多因素的影响。实验中首先通过对影响浸出各因素的实验研究,确定最优化综合浸出条件为酸度10%,反应温度80℃,液固比为1:5,反应时间为300min,此时综合浸出率可达89%。 通过对影响置换各因素的研究,确定最优化置换工艺为反应温度40-50℃,反应时间为1h,锌粉的用量为理论用量的150%。结合以上三个条件,此时置换液中铜的置换率>99.99%,镉的置换率为99.98%,故可认为被完全置换。 浸出液中的杂质无论从种类上还是含量上都较多,故需除去,以免影响产品质量。本文通过对除杂质时各个影响因素的探讨,以及除铁方法的比较,进而发现用过硫酸铵除去低锌高镉渣酸浸液中的铁、锰效果较好。其最佳工艺条件为:温度90℃,PH值为1.5-2,反应时间3h。再调节PH值=4.0-4.5,让其沉淀完全,此时,除铁率可达云南师范大学硕士学位论文90%以上,酸浸液中的Fe含量可降至0.019几,锰含量<0.069几。 本文还研究了低锌高福渣的浸出化学反应动力学模型及机理。从动力学的角度分析整个浸出流程,由实验数据建立了符合扩散控制的动力学模型卜粤。一(l一。声一欠;,并通过Arrhenin,经验公式,由一系 3’歹d不同温度时的In瓦值对上作图,求得反应活化能为8.193kJ/mol。该 T浸出过程受固膜扩散控制,通过含锌废渣固相膜层的扩散速率是整个浸出反应的控制速率。 最后本论文根据国内外化工产品需求情况,对符合市场需要的、高附加值的锌、福的系列精细化工产品的发展趋势进行了展望,为下一阶段的研究工作奠定了基础。
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