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_3-NH_4Cl-H_2O体系浸出低品位氧化锌矿制取电锌

对NH_3-NH_4Cl-H_2O体系采用浸出法直接从低品位氧化锌矿提取锌,锌以锌氨配合物形式进入浸出液,浸出液中的As,Sb,Fe,SO_4^(2-)和CO_3^(2-)等杂质通过净化脱除.在最优浸出条件下,锌浸出率为88.9%;浸出液中As,Sb,Fe浓度可降至0.25 mg/L;CaCl_2,BaCl_2可将CO_3^(2-)和SO_4^(2-)几乎除尽,其他杂质元素含量也极低,浸出液经锌粉1次净化除杂后进行电积制取电锌.电锌中Zn的质量分数达99.999%,杂质含量极低,其中Fe的质量分数仅为0.00005%;电流效率高达96.35%,直流电耗为2502kW·h;电解废液经补充氨后返回浸出.

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。

(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.

不同灌溉方式旱田土壤N_(2)O排放和氮素淋溶特征

通过野外原位监测试验,利用静态箱-气相色谱法、土壤溶液提取器分别对旱田土壤N_(2)O排放及氮素淋溶进行2018和2019年连续两年观测.试验设计为DCK(滴灌无肥)、DD(滴灌+N 500kg/hm^(2))、DG(滴灌+N 1000kg/hm^(2))、FCK(沟灌无肥)、FD(沟灌+N 500kg/hm^(2))、FG(沟灌+N 1000kg/hm^(2)).结果表明,不同施氮量、不同灌溉方式对N_(2)O排放和氮素淋溶量影响具有极显著差异(P<0.01).N_(2)O排放量随施氮量的增加而增加,滴灌与沟灌相比可有效降低N_(2)O排放,2018和2019年FCK、FD、FG的N_(2)O累积排放量分别为2,23.79,45.73kg/hm^(2)和2.08,6.23,13.93kg/hm^(2),而DCK、DD、DG分别降低了35%、80.9%、75.6%和26.7%、66.4%、21.5%.2018和2019年旱田土壤氮素淋溶量均表现为:滴灌<沟灌,80cm深度土壤溶液氮素淋溶量<40cm.2018和2019年相同施氮量下滴灌与沟灌相比,在40cm和80cm分别能减少氮素淋溶量36.95%~63.10%和54.93%~87.92%.主成分分析结果表明,影响N_(2)O排放的主要环境因子为土壤NO_(3-)-N含量和降水频率,相关系数分别为0.689、0.596;影响氮素淋溶量的主要环境因子为降水频率和灌水频率,相关系数分别为0.697和-0.729.滴灌可有效减少N_(2)O排放和氮素淋溶量,在提高肥料利用率的同时可减轻环境污染.

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。