穆利亚希阴极铜质量控制技术研究与应用

赞比亚穆利亚希氧化铜矿矿石性质复杂,采用硫酸浸出—萃取—电积工艺进行处理。为降低杂质对电积作业的影响、有效控制并提高阴极铜产品质量,深入追踪到浸出、萃取等多个作业系统开展了技术创新研究与应用,包括搅拌浸出分支加酸、浸出液多级净化、高效萃取、负载有机相净化除杂等。结果表明:穆利亚希湿法冶炼厂通过多种技术的研究和应用,从生产源头及过程降低了有害离子、絮凝物的含量,减轻了杂质对电积作业的影响,成功将电流效率提升至96%以上,阴极铜产品的平均纯度提升至99.9988%,50%以上的阴极铜纯度超过99.9990%,实现了企业提质增效的目的。

从铁矾渣侧吹熔炼—烟化法烟灰中回收锌镉及其净化除杂

研究了采用酸性浸出—硫化除杂法从铁矾渣侧吹熔炼—烟化法产出的烟灰中回收锌、镉,并选择性除去浸出液中的铜,产物用以制备镉掺杂硫化锌;在热力学分析基础上,探明了硫酸体系下锌浸出率影响因素及其浸出动力学;通过正交试验明确了各参数对硫化钠选择性除杂的影响。结果表明:烟灰中锌主要以氧化锌形式存在,其浸出过程符合混合控制,表观活化能为73.70 kJ/mol;在最佳条件下,锌浸出率达98.99%。以Na_(2)S用量为理论添加量的3.2倍,控制体系pH=2.0,铜去除率可达95.97%,同时有效保留锌、镉,实现了铜与锌、镉的选择性分离。

废旧电池回收过程中磷酸铁渣的提纯

为实现磷酸铁渣高附加值资源回收利用,采用盐酸浸出渣中铁、铁粉置换除铜、水解-化学沉淀法去除浸出液中钛、铝。结果表明,盐酸浓度25%、液固比6 mL/g、浸出温度60℃、浸出时间60 min时,磷酸铁渣中铁浸出率达98.7%;控制溶液初始pH=0.6,铁粉添加量为浸出液中铁物质的量0.55倍、反应温度60℃、反应时间35 min时,铜去除率达96.2%,钛去除率达83.6%;水解-化学沉淀法除钛、铝的过程中,氟化钠与铝物质的量比8∶1、反应pH=1.9、反应温度40℃、反应时间30 min时,钛去除率达97.6%,铝去除率达99.3%,浸出液中杂质元素含量满足后续电池级磷酸铁的制备要求。

锌浸渣浮选银精矿还原焙烧-低酸浸出脱锌

以某湿法炼锌厂产出的锌浸渣浮选银精矿为原料,采用回转炉还原焙烧—低酸浸出工艺进行脱锌研究。结果表明:在碳粉加入量10%、焙烧温度600℃、时间120 min、原料粒度-0.1 mm、回转炉转速5 r/min的条件下,铁酸锌还原焙烧分解效果最优,焙烧产物中可溶锌率达到85.83%。在硫酸终点pH为2、液固比5 mL/g、浸出温度70℃、浸出时间90 min优化条件下,对焙烧产物进行选择性浸出,锌和铁的浸出率分别为84.23%和34.71%。浸出渣中未溶解铁锌氧化物主要为还原焙烧过程中团聚成块的大颗粒及被硫酸铅熔化包裹形成的颗粒。

复杂多金属银铜精矿湿法高效分离新工艺

采用硝硫酸浸铜-氧化焙烧脱硫-硝酸浸银、铅-水合肼还原银的实验流程,精矿中铜的回收采用硝硫混酸催化氧化浸出、浸液再经置换得到海绵铜;浸铜渣经氧化焙烧脱硫、碳酸钠转化后,用硝酸浸出其中的银、铅,再用氯化沉银分离银、铅,最终通过水合肼还原得到银粉,硫酸沉铅得到粗硫酸铅作为火法炼铅原料。精矿中的铁和少量的砷采用铁矾法净化脱除。结果表明:采用此工艺流程处理复杂多金属银铜精矿,银直收率达到90%以上,铜直收率达到93%以上,铅直收率达到92%以上。

丙二醇/纳米铜锌防腐剂/单宁-硼酸协效改性橡胶木研究

纳米铜锌防腐剂(Micro sized copper zinc compounds,MCZ)改性橡胶木耐腐性能可以达到国家Ⅰ级耐腐标准,但为适应复杂的环境应用,抗流失性和尺寸稳定性还需要进一步提高。使用丙二醇对MCZ进行改性(Propylene glycol-micro sized copper zinc compounds,PG-MCZ),再与单宁-硼酸联合对橡胶木进行协效处理。结果表明,当橡胶木浸渍PG-MCZ后再用质量浓度为1%的单宁-硼酸改性,处理材的抗流失性最佳。此时,橡胶木的抗湿胀性和抗干缩性效果最好,尺寸稳定性最佳,虽然加入丙二醇对橡胶木的防腐性有轻微减弱,但是仍然可以达到国家Ⅰ级耐腐标准,并且提高橡胶木的阻燃抑烟性。研究结果对促进环保木材防腐剂的开发利用具有积极作用。

含砷冶炼烟尘选择性脱砷与铜锌回收研究

含砷冶炼烟尘是有色金属冶炼中产生的一类重要二次资源,但砷具有剧毒性,限制其清洁化利用。根据含砷烟尘中砷物相特征,采用水浸-氧化酸浸梯次脱砷,利用溶剂萃取回收铜锌,实现烟尘资源的综合利用。对于易溶相As_(2)O_(3),在液固比4∶1、温度95℃和时间3 h的条件下进行水浸,砷浸出率为52.85%,水浸液在120℃温度下蒸发结晶回收砷。对于难溶相Pb5(AsO4)3Cl,在温度45℃、液固比3∶1、硫酸浓度1.5 mol/L、H_(2)O_(2)浓度3.0%和反应时间4 h的条件下进行氧化酸浸,砷、铜和锌的浸出率分别为99.16%、99.67%和98.64%,酸浸渣可作为炼铅原料。浸出液中,铜和锌分别采用萃取剂N902和P204进行回收,其萃取率分别为96.42%和96.38%。含砷冶炼烟尘选择性脱砷和铜锌萃取组合工艺具有脱砷效率高、成本低、安全环保等优点,适用于含砷物料资源化清洁利用。

锌浸出液水热法制备纳米ZnO

纳米ZnO是一种新型的高功能精细纳米材料,用途广泛,采用水热法制备的纳米ZnO颗粒纯度高、晶形好且操作简便;含锌二次资源的锌浸出液中杂质元素较多,对后期产品纯素的影响较大,其中除铜、镉较为关键。本文以含锌二次资源的锌浸出液为原料,采用锌粉置换除铜、镉,然后以净化后的硫酸锌溶液为锌源,分别采用氨水、碳酸钠、氢氧化钠作为沉淀剂通过水热法制备纳米ZnO,并考察不同工艺参数对纳米ZnO物相和形貌的影响,结果表明:在合适条件下,锌粉置换后浸出液中铜、镉离子浓度分别为0.039 9 mg·L^(-1)、6.416 2 mg·L^(-1),可用于制备纳米ZnO;采用氨水和碳酸钠作为沉淀剂制得的产物均为ZnO和其他晶体的混合物,属于非纯相的不规则晶体;采用氢氧化钠作为沉淀剂可制得纯相纳米ZnO,最佳制备条件为锌碱摩尔比1∶2、反应时间1 h、反应温度120℃,制得的纳米ZnO呈现棱柱结构,粒径在50~100 nm之间,颗粒尺寸分布均匀。

福美钠同步脱除硫酸锌溶液中铜镉镍钴

以含镉30~60 mg/L、含钴300~400 mg/L、含镍60~100 mg/L的高含杂硫酸锌溶液为研究对象,针对传统锌粉置换除杂法锌粉消耗量大、成本偏高的问题,使用福美钠实现了铜镉镍钴的同步脱除。优化除杂条件如下:福美钠用量为理论量1.5倍,亚硝酸钠用量为理论量1倍,反应时间1 h,反应温度75~85℃。渣量为30 kg/m^(3)-液,渣含锌和含钴在8%左右,渣含镉和含镍在1.5%左右,锌损失率为0.02%。铜脱除率为99.11%,镉脱除率为99.98%,钴脱除率为99.99%,镍脱除率为98.94%,可以实现铜镉镍钴的同步脱除。

铜烟灰回收制备纳米氧化锌及其吸波特性研究

铜烟灰资源回收对铜冶炼的经济性与环保性有着重要的意义。本文针对铜烟灰设计了一种湿法回收锌并制备纳米氧化锌的流程,初步实现了从铜烟灰回收到吸波材料制备的工艺。首先使用硫酸浸出工艺对烟灰进行处理;再进入除铁与除铜净化流程,制备出高浓度ZnSO4,其中锌平均浸出率达到98.74%;然后以ZnSO4为原料使用直接沉淀法完成前驱体制备;最后通过焙烧细化粒径,使成品粒径低于56 nm。制备过程中,通过升温速率控制颗粒状纳米氧化锌的粒径,得到平均粒径为24~56 nm的样品。在此基础上,对不同粒径纳米氧化锌进行了X波段(8.2~12.4 GHz)与Ku波段(12.4~18 GHz)的吸波性能测试。测试结果表明,平均粒径为56 nm的纳米氧化锌,在8.2~18 GHz频率范围内,吸波反射率低于-10 dB的带宽达到1.47 GHz,初步达到军事工业应用的标准。

从酸浸高铜炉渣回收铜、锌的氨浸工艺研究

以硫酸浸取后的酸浸高铜炉渣为原料,以氨水-铵盐溶液为氨浸剂,以酸浸高铜炉渣中铜、锌元素的浸取率为考查指标,首先通过筛选实验,考查并确定氨浸剂溶液中较适宜的铵盐为碳酸铵;考查并确定酸浸高铜炉渣氨浸过程较适宜的工艺条件:浸取时间12 h,浸取温度30℃,氨水初始浓度7.8 mol·L^(-1),碳酸铵初始浓度1.31 mol·L^(-1),搅拌速率200 r/min,此优化条件下酸浸高铜炉渣中铜、锌的浸取率可达89.77%、90.64%。

多金属硫化矿浮选精矿加压酸浸研究

研究了多金属硫化矿浮选精矿加压酸浸过程及各种因素对浸出的影响。研究结果表明:在不苛刻的条件下经加压酸浸,多金属硫化精矿中锌浸出率可达99%以上,铜浸出率可达90%以上,而铅、银则98%以上进入浸出渣,元素硫产出率约70%。

酸浸-萃取法从炉渣中回收铜、锌的研究

以硫酸-双氧水浸出低品位炉渣,有效回收了铜和锌。分别进行了pH值、温度、双氧水用量对炉渣中铜锌浸出率的影响研究。研究结果表明:在常压条件下,当pH=2.5,浸出温度70℃,双氧水用量150 L/t时,炉渣中铜和锌的浸出率分别为54.77%和72.33%。用P204作萃取剂,硫酸作反萃剂,得到铜回收率为84.97%,锌回收率为96.47%。

硫酸浸出转底炉高锌铅粉尘的研究

研究了硫酸浸出转底炉高锌铅粉尘提取锌的工艺条件和参数。最佳浸出工艺条件为:搅拌速度400 r/min,硫酸浓度为1.0mol/L,浸出温度为25℃,固液比为1∶8,浸出时间为0.5 h。在此条件下,锌的浸出率可达96%以上。采用针铁矿-氧化水解法除铁、过硫酸铵深度除铁锰、锌粉置换除杂的方法对浸出液净化处理,得到高纯度硫酸锌溶液,该溶液可直接电解制取锌或制取碱式碳酸锌和氧化锌。

加压酸浸从铜阳极泥中脱除碲的研究

采用加压酸浸技术从铜阳极泥中脱除碲,能达到较高的碲脱除率和较小的银浸出率,很好地实现了杂质元素与贵金属元素的分离。

从铜转炉烟灰中浸出铜、锌试验研究

研究了从铜火法冶炼中的铜转炉烟灰中用硫酸浸出有价金属。通过单因素试验,确定了最佳浸出工艺条件。试验结果表明:反应时间和液固体积质量比对铜、锌浸出率影响较小,而硫酸浓度、反应温度等因素则有较大影响;在搅拌速度300 r/min、反应温度70℃、反应时间1.5 h、液固体积质量比7∶1、硫酸浓度1.80mol/L条件下,锌、铜浸出率均大于90%。

湿法炼锌中铜回收工艺的改进研究

某厂湿法炼锌系统中由于铜回收率偏低,影响了有价金属的综合回收水平。通过将原有的低酸浸出—中和工艺改为二段高酸浸出—中和沉矾工艺后,铜回收率提高了20个百分点左右。

城市污泥中铜锌的化学形态及其去除

利用连续提取法研究了城市污泥中铜和锌的化学形态,结果表明:污泥中铜和锌都以稳定性较好的硫化物及有机结合物、残渣态形式存在,生物毒性较小,通过适当处理后可以安全加以利用;在此基础上,研究了利用乙酸和双氧水去除污泥中铜和锌的适宜工艺条件,结果表明:在室温条件下,在pH值为4的环境中,利用添加H_2O_2的浓度为2mol/L的乙酸溶液,反应时间为4h,就可以将污泥中超过95%以上的铜和锌淋滤去除。

铜镉渣综合利用研究

利用铜、镉和锌氧化还原电位相差较大的原理，对铜镉渣有价金属进行了分离。结果表明，控制浸出温度为50℃、硫酸质量分数为17％、液固体积质量比为4mL/g、浸出时间为2．5h时，金属铜可以得到优先分离。采用二段逆向锌还原镉．一段采用连续加锌置换，锌粉加入量为理论量的90％，加锌时间控制在20min左右，二段置换中锌加入量为理论量的1．2～1.3倍，溶液中99．6％的镉被除去。除镉后溶液除钴后，硫酸锌溶液能够满足电锌要求。

从铜锌废渣浸出铜、锌过程中的除铁试验研究

针对铜锌废渣浸出液中铁含量较高,以及高温沉矾能耗过大问题,研究了在铜锌废渣低温浸出过程中除铁,考察了温度、时间、pH、碳酸氢铵用量及加料方式对浆料过滤性能和除铁的影响。结果表明,采用先加碳酸氢铵后加氧化剂的加料方式,控制浸出温度在65～70℃、pH在2.0～2.5之间,碳酸氢铵用量为理论量的1.5倍左右,浸出3～5h,可以得到过滤性能良好的浸出浆料,浸出液中铁质量浓度低于1.5g/L,满足后续沉矾要求。