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。

(NH_(4))_(2)SO_(4)-NH_(3)-H_(2)O体系浸出高碱性脉石低品位氧化铜矿

以高碱性脉石低品位氧化铜矿为研究对象,针对该矿样钙镁含量高的特点,采用氨水-硫酸铵浸出体系进行了常温常压浸出实验.针对该矿样的主要含铜矿物孔雀石(Cu_(2)(OH)_(2)CO_(3)),基于质量和电荷的双守恒的条件下构建的浸出体系中建立Cu_(2)(OH)_(2)CO_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)-NH_(3)-H_(2)O的热力学模型,采用Matlab的拟合功能与diff和solve函数算出不同硫酸铵浓度时氨浸出孔雀石的最佳氨浓度和总铜离子浓度.实验考察了浸出氨水浓度、氨铵比、液固比对铜浸出率的影响.实验结果表明,高碱性脉石氧化铜矿石适宜浸出条件为氨水浓度1.2 mol/L,氨铵比2∶1,液固比3∶1,该条件下铜浸出率较高,达到约70%.实验结果与热力学计算结果基本吻合.

响应曲面优化NH_(3)-(NH_(4))_(3)AC-H_(2)O体系浸出冶金废渣提锌工艺研究

论文以含锌冶金废渣为原料,NH3-(NH4)3AC为浸出剂,采用NH_(3)-(NH_(4))_(3)AC-H_(2)O体系对含锌冶金废渣中的锌进行资源化回收。通过响应曲面法对NH_(3)-(NH_(4))_(3)AC-H_(2)O体系浸出含锌冶金废渣提锌工艺条件进行优化,分别考察总氨浓度、反应时间、液固比三因素及其交互作用对锌浸出率的影响,建立锌浸出率与各因子间的预测回归方程,并获得提锌优化条件,浸出时间21.94 min,总氨浓度6.05 mol/L,液固比4.98 ml/g,转速400 r/min,浸出温度25℃,氨铵比1:1,锌浸出率模型预测值为84.98%,实测值为84.50%,相对误差为0.48%,实测值与预测值相近,表明该预测模型合理,其优化工艺条件可行。

Ca(H_(2)PO_(4))_(2)-H_(3)PO_(4)-K_(2)SO_(4)体系中石膏晶型及形貌调控

为将Ca(H_(2)PO_(4))2制备KH_(2)PO_(4)过程中的石膏资源化利用,以H_(3)PO_(4)与CaCO_(3)反应制备Ca(H_(2)PO_(4))2溶液,并与K_(2)SO_(4)溶液反应,进行Ca(H_(2)PO_(4))_(2)-H_(3)PO_(4)-K_(2)SO_(4)体系中石膏晶型和形貌调控研究。结果表明:通过改变反应时间、反应温度、SO^(2-)/_(4)过量系数和CaO含量等参数可对Ca(H_(2)PO_(4))_(2)-H_(3)PO_(4)-K_(2)SO_(4)体系中石膏晶型和形貌进行调控,制得短柱状α-CaSO_(4)·0.5H_(2)O。体系在温度高于95℃和CaO含量为3.0%~5.0%(质量分数,下同)时形成α-CaSO_(4)·0.5H_(2)O,在CaO含量为5.5%主要形成CaSO_(4)·2H_(2)O;反应时间长于20 min和SO^(2-)/_(4)过量系数大于1.4将形成K_(2)SO_(4)(CaSO_(4))_(5)·H_(2)O,导致石膏晶体表面缺陷增加。本实验条件下,适宜反应条件为:反应时间10 min、反应温度95℃、SO^(2-)/_(4)过量系数1.2和CaO含量5.0%,此条件下可制得长度42~70μm、直径13~24μm的短柱状α-CaSO_(4)·0.5H_(2)O,其抗折和抗压强度分别可达5.61 MPa和33.74 MPa,滤液中钾收率和脱钙率分别可达94.23%和83.80%。

氨法浸出电镀废渣中镍铜的工艺

实验采用NH_3-NH_4^+一H_2O体系浸出电镀废渣中镍和铜,通过正交试验研究了总氨浓度、氨铵比、液固比、温度、浸出时间对浸出率的影响。结果表明,在总氨浓度为6mol/L、氨铵比为1:1、液固比为8:1、浸出温度80℃、浸出时间3 h的最优条件下,镍的浸出率可达到82%,铜的浸出率可达到95%。

酒石酸盐浸出氧化锌烟尘提锌实验研究

开展了酒石酸盐强化氧化锌烟尘回收锌工艺实验研究,分别考察了NH_(3)-H_(2)O、NH_(3)-(NH_(4))_(2)O_(6)C_(4)H_(4)-H_(2)O、NH_(3)-C4H6O6-H_(2)O、NH_(3)-C_(4)H_(8)Na_(2)O_(8)-H_(2)O及(NH_(4))_(2)O_(6)C_(4)H_(4)-H_(2)O体系对锌浸出率的影响。结果表明,NH_(3)-C4H6O6-H_(2)O体系浸出氧化锌烟尘效果较佳。进一步研究了NH_(3)-C4H6O6-H_(2)O体系下酒石酸浓度、浸出时间、搅拌速度等因素对锌浸出率的影响,研究结果表明:控制酒石酸浓度为0.7mol/L、氨水浓度为5mol/L、浸出时间为40min、搅拌速度400r/min、液固比为5∶1、浸出温度为25℃条件下,锌浸出率达到76.59%,其中酒石酸浓度、时间、搅拌速度、液固比对锌浸出率的影响显著;X射线衍射、红外光谱分析表明NH_(3)-C4H6O6-H_(2)O体系可实现ZnO的配位溶出,ZnS在酒石酸及酒石酸盐的氨性体系下难以溶出。