NH_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)体系隔膜电解铜电化学研究

PCB板(印刷电路板)剪裁铣削渣中含有金属铜和铝,且塑料含量高,采用电化学溶解隔膜电积工艺可以实现铜的剥离并得到高品位阴极铜。该工艺具有流程短、电流效率高、产品纯度高等优点,具有广阔的应用前景,但其电化学机理尚不明确,本文以PCB制造过程中产生的含铜固废作为阳极,采用钛板为阴极,在NH_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)体系中采用隔膜电解工艺进行了一系列试验,包括不同铵盐体系、氨/硫酸铵体系中不同电极、氨/硫酸铵体系不同电解液组成的电化学行为曲线以及NH_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)体系电沉积铜的控制步骤、成核机理等。结果表明,氨/硫酸铵体系中电积铜的起始还原电位最低,电积时电耗较低,且该体系中氢的析出电位均较负,可避免因析出氢气降低阴极电流效率的副反应;NH_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)体系中Cu^(2+)在钛电极表面的电沉积反应为不可逆过程,且为双电子一步转移过程,控制步骤为扩散控制;Cu^(2+)在钛电极上的成核机理接近于瞬时成核。该研究成果可为NH_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)体系隔膜电解铜工艺提供理论参考。

硅锌矿在(NH_4)_2SO_4-NH_3-H_2O体系中的浸出机理

对硅锌矿在(NH4)2SO4-NH3-H2O体系中的浸出行为进行了系统研究,揭示浸出反应机理,阐明其难以浸出的内在原因。结果表明:硅锌矿浸出反应方程为Zn2SiO4(s)+(2i-4)NH3(aq)+4NH4+=2[Zn(NH3)i]2++SiO2(s)+2H2O(l),i=1～4。浸出中,硅锌矿中的硅溶解进入溶液,再以无定形SiO2形态从溶液中析出。SiO2在(NH4)2SO4-NH3-H2O体系中的溶解度很低,仅略高于0.3 g/L,而其从溶液中的析出速度非常缓慢,是硅锌矿在该体系中难以浸出的主要原因。当液固质量比从5提高至500时,锌浸出率将从2.72%提高至84.15%。

硅锌矿在(NH_4)_2SO_4-NH_3-H_2O体系中高液固比下的浸出动力学

通过实验研究硅锌矿在（NH4）2SO4-NH3-H2O体系中高液固比下的浸出动力学。采用粒径为96~109μm的纯硅锌矿样品,在液固质量比为200时,考察搅拌速度、反应温度及总氨浓度对锌浸出率的影响。研究结果表明：提高温度和总氨浓度能显著提高浸出速率,而当搅拌速度大于250 r/min时,其对浸出速率的影响较小;浸出过程遵循孔隙扩散控制粒子模型,扩散与化学反应并非仅发生于颗粒外表面,而是发生在整个外表面及孔隙内部,浸出速度受孔隙扩散控制;浸出过程的表观活化能与反应级数分别为71.35 kJ/mol和4.27。

25℃NH_3-K_2SO_4-(NH_4)_2SO_4-H_2O体系相平衡的研究

用等温法测定了 2 5℃NH3 K2 SO4 (NH4) 2 SO4 H2 O体系的液固相平衡数据 ,结果表明 ,随着液相中自由氨浓度的增加 ,硫酸钾和硫酸铵的溶解度都在明显降低。依据实验数据绘制的相图 ,提出了氨盐析法从硫酸氢钾水溶液中提取硫酸钾和硫酸铵的生产工艺 ,并对此工艺进行了分析计算。

NH_4Cl-NH_3-H_2O体系浸出氧化锌矿

介绍了氯化铵 氨配合浸出法直接从氧化锌矿提取锌新工艺 .该工艺采用氯化铵 氨水溶液作浸出剂 ,使之与氧化锌矿反应得锌氨配合离子 ,在浸出的同时将杂质砷、锑、铁、硫酸根和碳酸根除去 .实验结果表明 :时间、液固比对锌浸出率影响显著 ,而温度对锌浸出率影响不大 ;在综合浸出条件下 ,锌浸出率大于 6 8% ,氨溶锌浸出率大于 93.88% (质量分数 ) ;胶体吸附除砷、锑效果明显 ,浸出液中砷、锑质量浓度可降至 0 .2 5mg·L- 1 ,铁质量浓度可降至 0 .15mg·L- 1 以下 ,氯化钙、氯化钡可将碳酸根和硫酸根几乎除尽 ,其他杂质元素含量也极低 .该浸出液净化容易 ,特别适合制电锌或锌粉 .本法具有工艺简单、能耗低、污染小、原料适应性广等优点 .

低品位氧化锌矿在NH_3-NH_4HCO_3-H_2O体系中的浸出动力学研究(英文)

对高钙低品位氧化锌矿在NH3-NH4HCO3-H2O体系中的浸出动力学进行了系统研究.研究结果表明,氧化锌矿浸出过程遵循"未反应核缩减"模型,即遵循动力学方程:1-(1-α)1/3=k.t.反应的表观活化能Ea=6.489 kJ/mol,浸出过程由外扩散过程控制.增强搅拌强度、提高总氨浓度及反应温度均可加快该矿石中锌的浸出速率,并在一定范围内提高锌的浸出速率.

Zn(Ⅱ)-NH_3-NH_4Cl-H_2O体系电积锌工艺及阳极反应机理

考察了Ｚｎ（Ⅱ）ＮＨ３ＮＨ４ＣｌＨ２Ｏ体系电积锌过程中温度、电流密度、锌浓度对槽电压和电流效率的影响．发现电流密度和温度对槽电压影响显著．用正交试验确定最佳工艺参数为：温度５０℃，电流密度４００Ａ·ｍ－２．在保证电流效率大于９０％的前提下，电解母液中锌浓度可降到１０ｇ·Ｌ－１以下．电能消耗２４６０ｋＷ·ｈ·ｔ－１锌，氨耗０．２５４ｔ·ｔ－１锌．另外，查明了阳极反应为析氮反应，而不是析氧反应．开发Ｚｎ（Ⅱ）ＮＨ３ＮＨ４ＣｌＨ２Ｏ体系电积锌的新工艺对铸锌渣。

NH_4Cl-NH_3-H_2O体系浸出黄铁矿烧渣中铜的动力学

采用NH4Cl-NH3-H2O体系研究了从黄铁矿烧渣中回收有价金属,并研究了铜的浸出动力学。在液固体积质量比20mL∶1g、添加10%次氯酸钙作为氧化剂条件下,考察了搅拌速度、氨浓度、黄铁矿烧渣粒度及反应温度对烧渣中铜浸出速率的影响。理论分析结果表明:黄铁矿烧渣中铜的浸出过程符合块矿浸出的反应区域模型,其宏观动力学方程为1-2/3α-(1-α)2/3=4.34×10-5c0.39d0-2exp(-14300/RT),反应的表观活化能为14.3kJ/mol,反应受灰分层内扩散控制。

NH_3-NH_4Cl-H_2O体系氧化锌矿柱浸试验研究

采用NH3-NH4Cl-H2O体系柱浸方法浸出氧化锌矿。结果表明,在矿石粒度为0.1～10mm、双柱串联操作、第一柱中填料2 629g、第二柱填料1 314g、总氨浓度7.5mol/L、NH4Cl/NH3=2∶1、浸出液循环喷淋30d条件下,锌浸出率达到92.19%,浸出液中锌离子浓度达到54.38g/L。与瓶浸结果相比,柱浸工艺锌浸出率提高约4个百分点,浸出液中Zn2+浓度提高约11g/L。

四元体系MgCl_2-MgSO_4-CO(NH_2)_2-H_2O在25℃时的等温溶度

测定了四元体系MgCl2 _MgSO4 _CO(NH2 ) 2 _H2 O(不含硫酸盐脱水区 )在 2 5℃时的等温溶度及相应饱和溶液的密度值和折射率 .绘制了该体系的溶度图和性质图 .四元体系做出了 8支共饱线 ,3个四元无变点 .溶度图有 6个单饱和区 ,分别对应CO (NH2 ) 2 ,MgSO4 ·CO (NH2 ) 2 ·2H2 O ,MgCl2 · 4CO (NH2 ) 2 · 2H2 O ,MgCl2 ·CO (NH2 ) 2 · 4H2 O ,MgCl2 ·6H2 O和MgSO4 ·xH2 O(x =4 ,5 ,6,7) .

Mg(Ⅱ)-Ca(Ⅱ)-NH_3CO_3^(2-)SO_4^(2-)H_2O体系钙镁溶解热力学分析

根据同时平衡原理,分析了Mg(Ⅱ) Ca(Ⅱ) NH3 CO2-3 SO2-4 H2O体系的热力学,揭示了该体系钙、镁的溶解规律。该体系中存在着钙、镁的高溶解度区域,而且钙的溶解度随碳酸根总浓度(CT)的增加而增加,在CT>0.1 mol/L时随[SO2-4 ]的增加而增加,同时也随总氨浓度,即[NH3]+[NH+4 ](AT )和 pH的增加而减小;镁的溶解度随[SO2-4 ]的增加而增加,随CT和AT 的增加先降低后增加,随 pH的增大而减小。这对于碳酸钙、碳酸镁及氧化镁产品和对钙镁含量要求严格的其它金属碳酸盐产品的制备具有重要的指导意义。

超声波强化低品位氧化锌矿在NH_3-(NH_4)_2SO_4-H_2O体系中的浸出

研究了低品位氧化锌矿在NH_3-(NH_4)_2SO_4-H_2O体系中的浸出,并利用超声波进行了浸出过程的强化。结果表明,超声波能够强化低品位氧化锌矿在氨性浸出剂中的浸出。在总氨浓度为7.5mol/L,n[NH_4^+]∶n[NH_3]为2∶1,反应温度为40℃,反应时间为60 min,超声波浸出,液固比为5∶1的条件下,锌的浸出率可以达到92.1%。当NH3与(NH4)2SO4的摩尔比为1∶1时,此低品位氧化锌矿在浸出Zn2+所形成的配位化合物为[Zn(NH_3)_4]^(2+)。适当增加氨浓度及反应温度可有效提高锌的浸出率。

Mg(Ⅱ)-NH_3-NH_4Cl-H_2O体系中Mg(Ⅱ)配合平衡热力学

用双平衡法研究了Mg(Ⅱ)-NH_3-NH_4Cl-H_2O体系中Mg(Ⅱ)配合平衡热力学,得出氨水浓度和氯化铵浓度在0～5 mol/L范围内变化时体系中各物种的平衡浓度,绘制了热力学平衡图,揭示了镁在该体系中的溶解规律。该体系存在着镁的高溶解度区域,镁的溶解度随着氯化铵浓度增加而增加,最高可达1.07mol/L;而在纯氨水中,镁离子浓度不随氨水浓度变化,始终接近0;向体系中添加氯化铵并保持其浓度不变,镁离子浓度随着氨水浓度的升高先略有降低而后逐渐升高,呈现一个浅碟型,在氨水浓度为2.5mol/L附近出现最低点。

NH_3-NH_4HCO_3-H_2O体系浸出钢铁厂含锌烟灰

研究了在NH3-NH4HCO3-H2O体系下,以钢铁厂含锌烟灰为原料,影响锌浸出的因素。实验表明：影响锌浸出率的主要因素为氨浓度和浸出时间;较优的工艺条件是总氨浓度9.0mol/L、浸出温度40℃、浸出液初始pH值11.0-11.5、搅拌速度400r/min、液固比4∶1、浸出时间1h。

NH_3-NH_4Cl-H_2O体系浸出氧化锌矿的试验研究

研究了用NH_3-NH_4Cl-H_2O体系浸出氧化锌矿,进行了正交试验和单因素试验,并对浸出渣进行了物相和能谱分析。通过正交试验得出浸出氧化锌矿工艺,影响锌浸出率的主要因素的较佳组合为:液固比4.5mL/g、浸出时间60min、浸出温度20℃、总氨浓度6.0mol/L。由正交试验结果适当调整工艺参数,进行单因素试验研究,考察液固比、浸出时间、温度及总氨浓度对锌浸出率的影响,得到优化工艺条件为:液固比5mL/g、浸出时间60min、浸出温度20℃、总氨浓度6.0 mol/L。在优化条件下,锌的浸出率达到88.1%,物相分析表明浸出渣主要成分是SiO2、针铁矿(FeOOH),含锌物相为ZnS,实现了锌选择性高效溶出,与铁、铝、硅等杂质元素的有效分离。

Zn(II)-NH_4·HCO_3-NH_3-H_2O体系雾化干燥机理研究

以Zn(II)-NH4·HCO3-NH3-H2O溶液为原料,通过雾化干燥、煅烧获得超细氧化锌。试验表明,雾化溶液中游离氨浓度对干燥过程的固体形貌影响较大,随着溶液中游离氨浓度的降低,干燥产物由针状颗粒按照针状颗粒与球形颗粒混合物、球形颗粒顺序演变。对干燥机理进行分析,干燥过程按照氨与水的挥发、前躯体析出、水分蒸发及前躯体分解四个环节依次进行。NH3分子在干燥过程中,先后起Zn2+配体、传递Zn2+及控制Zn的析出方向等作用。液滴与热空气接触后,雾滴与热空气基本保持同步运动,干燥产品基本为碱式碳酸锌。

NH_3-NH_4Cl-H_2O体系锌浸出液脱锑研究

采用胶体共沉淀法脱除NH3-NH4Cl-H2O体系下氧化锌矿浸出液中的锑。结果表明,在氯化亚铁用量2g/L、双氧水用量1.2ml/L、常温搅拌40min的条件下,浸出液中锑脱除率达到95%,锑浓度从7.4mg/L降低到0.3mg/L,可以满足电积要求。

Ni-NH_3-H_2O-SO_4^(2-)体系的热力学平衡

根据热力学数据,考虑到活度的影响,对Ni-NH_3-H_2O-SO_4^(2-)体系的[Ni^(2+)]T进行理论计算,得到[Ni^(2+)]T与a(OH-)、[NH3]和[SO_4^(2-)]的关系式,并采用MATLAB由[Ni^(2+)]T试验值求出系数。结果表明:Ni-NH_3-H_2O-SO_4^(2-)体系中,[Ni^(2+)]T随pH增大而减小;低浓度NH3对[Ni^(2+)]T几乎无影响,高浓度SO_4^(2-)使[Ni^(2+)]T增大。了解这些关系对含镍废水的处理有一定指导意义。

兰坪低品位氧化锌矿NH_3-(NH_4)_2SO_4体系浸出

研究NH3-(NH4)2SO4体系pH、总氨浓度、液固比、温度、矿物粒径、搅拌速度等因素对兰坪低品位氧化锌矿中锌及主要杂质元素浸出行为的影响,并在较低pH和总氨浓度条件下,采用二段逆流浸出工艺对该矿进行处理。实验结果表明:pH、总氨浓度、液固比是影响锌及杂质浸出的主要因素,浸出液中硅、铁、镉、铅等杂质离子的含量都较低。在浸出剂总氨浓度为3 mol/L,pH为9.60,液固比为4,反应时间为4 h的条件下,通过二段逆流浸出工艺处理,锌的浸出率>90%,浸出液pH<9.0,能很好地满足萃取工序的处理要求。

NH_4NO_3-H_2SO_4混合液中NO_3-测定方法分析

对用分光光度法测定亚铁还原NH4NO3－H2SO4混合液中NO3－的方法进行了讨论，旨在建立一个测定NH4NO3－H2SO4混合液中NO3－的快速方法，运用于生产工艺的控制分析．