响应曲面法优化电解锰阳极渣还原浸出工艺

对国内某电解锰厂含铅量高的阳极渣进行了回收锰的实验研究。实验采用葡萄糖作还原剂在硫酸体系中还原浸出电解锰阳极渣。通过基于中心复合设计的响应曲面法对浸出温度、硫酸用量和葡萄糖用量的工艺参数进行研究并优化。研究表明:温度对锰浸出率的影响最显著,葡萄糖的次之,硫酸的最小;硫酸对铅浸出率影响最显著,温度的次之,而葡萄糖则几乎没有影响。在浸出温度80℃,葡萄糖与锰阳极渣质量比为0.175:1、酸渣质量比为0.8:1的条件下,锰的浸出率可达93.22%,铅的浸出率仅为0.39%,锰、铅分离效果明显,锰阳极渣浸出前后的物相通过X射线衍射仪进行表征。实验证明:在硫酸体系中利用葡萄糖还原浸出电解锰阳极渣的方法是可行的。

电解锰阳极渣还原浸出锰

针对电解锰阳极渣难处理、铅含量高的缺点,提出利用桔子皮作还原剂在硫酸体系中还原浸出电解锰阳极渣工艺。以国内某电解锰厂阳极渣为原料,对桔子皮加入量、浸出时间、浸出温度以及硫酸加入量等工艺参数进行探讨和优化。结果表明:在浸出温度为80℃,时间为2 h,固液比为1:4,桔子皮/锰阳极渣质量比为1:5,酸渣质量比为1.2:1的条件下,锰的浸出率可达96%,铅的浸出率仅为0.2%,有效地实现了铅锰分离。实验证明,在硫酸体系中利用桔子皮作还原剂浸出电解锰阳极渣的方法可行。

两矿法浸出电解锰阳极渣中锰的研究

采用两矿法还原浸出电解锰阳极渣中的锰。以硫铁矿为还原剂、电解金属锰阳极渣作氧化剂,在硫酸溶液中实现电解锰阳极渣中锰的浸出。考察了硫铁矿与阳极渣质量比、硫酸与阳极渣中MnO_(2)摩尔比、反应时间、反应温度对锰浸出效果的影响。结果表明,最佳实验条件为:硫铁矿与阳极渣质量比2∶1、硫酸与阳极渣中MnO_(2)摩尔比1.8∶1、反应时间5.5 h、实验温度90℃、液固比6∶1,此时锰浸出率达到99.1%。

乙醇还原浸出电解锰阳极渣中锰的研究

以电解锰阳极渣为原料,乙醇为还原剂,在硫酸介质中还原浸出锰并富集铅。分别考察了浸出温度、硫酸浓度、乙醇浓度、液固比以及浸出时间对乙醇还原电解锰阳极渣浸出锰和铅的影响。结果表明,在温度70℃、硫酸浓度3 mol/L、乙醇体积分数5%、液固比6∶1的条件下浸出4 h,锰的浸出率达到98.24%,铅的浸出率仅为0.41%;浸出后的主要氧化产物为二氧化碳和乙酸,浸出条件温和,锰铅分离效果好。研究可为电解锰阳极渣的资源化利用提供参考。

利用电解锰阳极渣去除硫酸锰溶液中钼的试验研究

固体废弃物电解锰阳极渣中的主要成分为二氧化锰,其比表面积大,具有良好的吸附效果。为了研究电解锰阳极渣对硫酸锰溶液中钼去除效果的影响,以贵州铜仁某电解锰阳极渣为吸附剂,考察pH值、电解锰阳极渣添加量、反应时间和反应温度等条件对硫酸锰溶液中钼去除效果的影响。结果表明,去除钼最适宜的条件为:溶液pH=3、电解锰阳极渣添加量2.0 g、反应时间30 min、反应温度60℃,此时钼的去除率为99.16%,溶液中钼的残余量为0.27 mg/L,符合《电池用硫酸锰》(HG/T 4823—2015)一等品的要求。利用电解锰阳极渣来降低硫酸锰溶液中钼的含量,为大量利用堆存的电解锰阳极渣固体废弃物提供有效思路,提高企业经济效益的同时,还保护了生态环境。

响应面法优化酒石酸还原浸出电解锰阳极渣工艺

以湘西某电解锰厂的电解锰阳极渣为原料、酒石酸为还原剂、硫酸为助浸剂湿法还原浸出阳极渣中的锰并富集铅。通过单因素实验并基于响应曲面法BBD模型对浸出工艺进行了优化。设定浸出温度、液固比、硫酸浓度、酒石酸用量4个影响因子,锰浸出率为响应值,考察优化得到最佳浸出条件及独立因素对锰浸出率的影响程度。结果表明:最佳浸出工艺条件为浸出温度为80℃、硫酸浓度为3.7mol/L、液固体积质量比(mL/g)为3.5、酒石酸用量为1.5g(理论用量的1.1倍)、浸出时间为1h,该条件下锰浸出率为98.27%,铅浸出率为0.16%。对阳极渣中锰浸出率的影响效果由大到小依次为:硫酸浓度、液固比、浸出温度、酒石酸用量、浸出时间。对浸出液和浸出渣进行表征分析,探讨了其反应机理。用酒石酸还原浸出富集阳极渣中的锰、铅,具有无二次污染、反应时间短、浸出率较高、锰铅分离效果较好等特点。该研究能够为电解锰阳极渣的资源化利用提供理论依据。

硫酸熟化硫粉还原电解锰阳极渣制备四氧化三锰工艺研究

为探究绿色高效的还原浸出体系,以电解锰阳极渣为原料,硫粉为还原剂,采用浓硫酸熟化后浸出锰,浸出液经浓缩、除杂后,通过碳酸盐沉锰—焙烧法制备得到四氧化三锰。结果表明:在熟化温度为125℃,酸固体积质量比为0.8 mL/g,熟化时间为20 h,硫粉/锰阳极渣质量比为0.18 g/g,浸出时间为1 min的条件下,阳极渣中锰的浸出率可达96.15%;使用除杂后的浸出液制备得到的四氧化三锰颗粒均匀,呈疏松多孔结构,其锰含量达到71.81%。硫酸熟化硫粉还原浸出与常规硫粉湿法还原浸出工艺相比,反应时间大幅缩短、浓硫酸用量大幅减少,有效地实现了锰、铅分离,且采用硫粉作为还原剂,成本低廉,还原过程无二次污染。研究结果对电解锰阳极渣的资源化利用具有一定的参考价值。

电解锰阳极渣吸附硫酸锰溶液中钼的行为研究

硫酸锰溶液中重金属离子的深度净化以及电解锰阳极渣的综合利用一直是锰行业研究重点。采用XRD、SEM、EDS、FT-IR和Zeta手段对电解锰阳极渣进行表征,利用正交试验分析、Visual Minteq软件吸附模拟研究了电解锰阳极渣吸附硫酸锰溶液中钼的行为。结果表明:电解锰阳极渣主要成分为α-MnO2,形貌为孔隙丰富的棒状结构,存在着较多的表面羟基,等电点(IEP)为3.6。反应条件对吸附行为影响主次顺序为:硫酸锰溶液pH值>二氧化锰添加量>反应时间。模拟了硫酸锰溶液中Mn和Mo的离子形态随pH的变化关系,比较了不同pH下阳极渣的表面络合模拟数据与试验数据,证明了钼离子被吸附是受阳极渣表面羟基络合、表面电荷吸引以及缺陷孔隙等共同作用。为解决锰系电池原材料硫酸锰溶液中重金属离子难去除和电解锰阳极渣的合理利用问题提供一些支持。

综合利用阳极渣生产中碳锰铁工艺简介

介绍了精炼电炉在利用阳极渣进行中碳锰铁生产实践中出现的问题及解决办法。通过选择合适的渣型及炉料结构、调整供电制度等技术措施,可以使阳极渣处理工作正常进行,循环利用,提高综合效益。

铜阳极泥综合渣中碲的回收

某铜冶炼厂铜电解阳极泥处理过程中产生的综合渣中含碲量较高,为此进行了从该渣中浸出碲的试验研究。试验结果表明:采用常规酸浸工艺不能获得令人满意的碲浸出率;而采用以硫酸为浸出剂、KMnO4为氧化剂的氧化酸浸工艺,在浸出温度为80℃、液固质量比为5∶1、KMnO4用量为0.008g/g(对原料)、硫酸浓度为3.6mol/L、浸出时间为5h的条件下,碲的浸出率达到90.09%,同时可使渣中97.81%的铜被浸出,浸出液可进一步提取碲和铜。

铜阳极泥渣中浸出碲的试验研究

以铜阳极泥渣为原料,探讨了碲的浸出条件。通过正交试验与单因素试验考察了浸出时间、温度、pH及高锰酸钾加入量对碲浸出率的影响。结果表明,最佳浸出工艺条件为:时间4 h、温度70℃、高锰酸钾用量0.8%、pH 1.6左右。在最佳浸出条件下,碲浸出率达92.15%。

氯化浸出-还原法处理铜阳极泥分铜渣

采用氯化法浸出铜阳极泥分铜渣中的金、硒、碲,并采用硫酸亚铁选择性还原浸出液中的金。结果表明:在最佳浸出条件即浸出时间150min、浸出温度60℃、氯酸钠浓度65g/L、液固比4∶1、氯化钠浓度50g/L、硫酸浓度300g/L下,金浸出率为93.7%,硒浸出率为96.5%,碲浸出率为76.4%;用硫酸亚铁还原氯化浸出液中的氯金酸是完全可行的,金还原率可达99.7%,还原产物中金以单质形式存在,基本不含单质硒、碲及其他杂质。

还原熔炼回收铜阳极泥熔炼渣中有价金属

以铜阳极泥熔炼渣为原料,采用还原熔炼工艺回收渣中有价金属。探究渣型、Na_(2)CO_(3)用量、焦粉用量和保温时间对金属回收率的影响。结果表明,在冶炼温度1150℃,渣相m(Fe)/m(SiO_(2))=0.72,m(CaO)/m(SiO_(2))=0.65,Na_(2)CO_(3)用量5%,焦粉用量2%,保温时间60 min的最优条件下,渣中Au、Ag、Pb、Bi的回收率分为97.15%、97.78%、91.27%和99.61%。实现了铜阳极泥熔炼渣中有价金属的综合回收。

阳极泥尾渣直接生产锡化工产品的研究

以阳极泥尾渣为原料直接生产含锡的化工产品，对改变传统冶金产品结构、开拓无机盐化工原料领域具有重要意义。本文着重论述了其流程选择的依据，工艺原理，试验取得的工艺指标，产品质量及经济效益。

铜阳极泥脱铜渣中金、银、钯含量测定

建立了连续测定铜阳极泥脱铜渣中金、银、钯含量的分析方法,并与火试金法进行比较。首先,利用硝酸+乙二胺四乙酸(EDTA)+酒石酸消解铜阳极泥脱铜渣,得到含有银、钯和少量金的消解液,考察了硝酸、EDTA和酒石酸用量对消解效果的影响。结果表明,硝酸、EDTA和酒石酸用量分别为30m L、3m L、1.5g时,消解效果最好。然后,利用王水对残渣进行二次消解,得到含有金和少量银、钯的消解液,考察了王水用量对消解效果的影响。结果表明,王水用量为15m L时即可完成消解。最后采用火焰原子吸收光谱仪测定消解液中的金、银、钯含量。采用本方法测定铜阳极泥脱铜渣,Au、Ag、Pd各元素相对标准偏差均小于1%(n=10),加标回收率在95.57%~98.70%之间,实验结果准确可靠、重现性好,与火试金法测定结果相一致。

从铜冶炼阳极炉精炼渣中提取铜工艺研究

采用废酸氧化浸出、CaO焙烧浸出渣、废酸氧化浸出焙砂的火法—湿法联合工艺提取铜冶炼阳极炉精炼渣中的铜。详细研究了废酸直接氧化浸出精炼渣时,浸出温度、液固比、时间、通入空气量对Cu、Fe、As等浸出率的影响,以及焙烧温度、时间、浸出渣与CaO质量比(m(slag)/m(CaO))对Cu、Fe、As等浸出率的影响。结果表明:废酸直接氧化浸出时,浸出温度90℃、液固比9 mL/g、时间4 h、每升溶液通入空气量200 mL/min条件下,Cu、Fe、As的浸出率分别为85.32%、68.41%、44.97%。浸出渣与CaO混合后,在温度800℃、时间4 h、浸出渣与CaO质量比为5.1的条件下进行焙烧,得到的焙砂经过废酸氧化浸出,精炼渣中的Cu、Fe、As的总浸出率分别达98.10%、69.60%、50.48%。

碘酸钾滴定法测定铜阳极泥分银渣中的锡

建立了碘酸钾滴定法测定铜阳极泥分银渣中锡的含量。通过硝酸溶解,过滤除铜,还原铁粉置换分离锑、铋、砷等元素,消除了铜阳极泥分银渣中的铜、锑、砷等杂质元素对锡测定的干扰。方法加标回收率在99.7%~100%。精密度实验结果表明,相对标准偏差(RSD,n=11)小于1.1%。操作过程简单,能满足生产的需要。

铜阳极泥熔炼渣浮选精矿中铋的回收利用

结合铜阳极泥熔炼渣浮选精矿处理的实际需求,提出了精矿中铋脱除及回收利用的工艺,既实现了金、银等的富集和循环利用,又通过研究获得了脱砷最佳工艺参数,产出了铋85.6%的海绵铋产品,铋的综合回收率92.3%。

阳极泥加压酸浸渣碳热还原动力学研究

为了提高焦炭热还原铜阳极泥酸浸渣的效率,使用马弗炉对焦炭熔融还原铜阳极泥加压酸浸渣的动力学进行了研究,实验结果表明造渣时加入碳酸钠、提高反应温度、减小焦炭粒度、增加焦炭的用量可以提高铅的还原率。实验确定了焦炭还原氧化铅的反应级数为2级,在950~1100℃范围内,反应的活化能为104.5kJ/mol,氧化铅在熔渣中的扩散是整个还原反应的控制步骤。本实验为铜阳极泥火法处理工艺的相关研究提供了必要的基础数据。

Recycling of waste carbon residue from spent lithium-ion batteries via constant-pressure acid leaching

Waste carbon residue(WCR)was efficiently detoxicated and regenerated to high-purity graphite(PGC)used in lithium-ion batteries through the constant-pressure acid leaching technique.The leaching conditions were optimized by the combination of orthogonal and single-factor experiments.Results show that PGC with 99.5%purity is regenerated at temperature of 60℃,initial acid concentration of 12%,leaching time of 180 min,and liquid-to-solid ratio of 25:1,satisfying the requirements of commercial graphite.Meanwhile,the sodium hydroxide precipitation process was designed to recover valuable components from leachate efficiently.Ni,Co,Mn,and Al recoveries reach 96.92%,87.5%,97.83%,and 92.17%,respectively,at pH=11.Moreover,the co-product NaF can be recovered with purity over 99%via evaporative crystallization.The loss rate of fluorine is less than 0.5%,thereby eliminating the pollution risk of fluorine to the environment.The proposed process shows considerable environmental and economic benefits.