污酸浸出锌窑渣过程中铜的浸出行为及动力学研究
发布时间：2022-02-14 18:36
基于湿法炼锌窑渣中含有大量未经利用的有价金属资源,锌冶炼行业产出的污酸酸度高,含有大量的砷及重金属离子,将窑渣与污酸进行联合处理,利用污酸浸出窑酸中的有价资源实现窑渣的资源化和污酸的清洁化处理;采用单因素浸出实验研究污酸浸出锌窑渣过程中铜的浸出行为规律,探讨液固比、反应温度、窑渣粒度、搅拌转速、氧分压等参数对铜浸出行为的影响。研究结果表明:在液固比为10 mL/g,温度为90℃,窑渣粒度为75～53μm,搅拌转速为400 r/min,氧分压为0.5 MPa条件下反应3 h,铜的浸出率达95.05%;铜的浸出过程符合固体膜层内扩散与界面化学反应混合控制的收缩核模型,浸出反应的表观活化能为32.82 kJ/mol。
【文章来源】：中南大学学报(自然科学版). 2020,51(06)北大核心EICSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
298 K时Fe-Cu-S-H2O系的Eh-pH优势区图
3 不同液固比e下ln(1-X)/3-1+(1-X)-1/3与时间的关系
对锌窑渣进行XRD及SEM分析，结果如图1所示。由图1可知：窑渣成分复杂，物相及嵌布复杂，窑渣中含铁的主要物相为FeS,Fe2O3和Fe3O4等。从图1可知窑渣中铜的主要物相为铜蓝(CuS)、黄铜矿(CuFeS2)及赤铜矿(Cu2O)，在回转窑挥发过程中，锌浸渣中的氧化铜在还原气氛下与渣中的硫化物相结合生成黄铜矿及铜蓝，因此，在浸出过程中需要加入氧化剂以溶解复杂的铜硫物相，促进铜的浸出[18]。对窑渣进行SEM-EDS扫描，结果如图2所示。从图2可见：C,Fe,Ca和Si等都存在极强的特征衍射峰，其中碳主要以单质块存在，大量的复杂铁、铜、硫化合物附着在碳块上，还有部分物相与SiO2存在相互包裹现象。锌窑渣中Cu的化学物相组成(质量分数)如表2所示。图2 锌窑渣的SEM像及EDS谱
【参考文献】：
期刊论文
[1]低含铟浸出渣中铟的氧压酸浸实验及动力学研究[J]. 李学鹏,刘大春,王娟. 中南大学学报(自然科学版). 2018(08)
[2]黄铜矿的浸出及其动力学研究[J]. 王新宇,李育彪. 金属矿山. 2017(01)
[3]炼锌窑渣铁精矿HCl浸出过程中硅的行为研究[J]. 王红军,刘志宏,张文海,李启厚,何仕超,李思唯,刘智勇. 中南大学学报(自然科学版). 2016(12)
[4]斑铜矿在酸性溶液中的浸出动力学行为[J]. 徐佳键,刘志雄,戴冬阳,汤连东,向延鸿,邹晓勇. 吉首大学学报(自然科学版). 2016(02)
[5]窑渣铁精矿综合利用新工艺[J]. 王红军,张文海,刘志宏,李启厚,李玉虎,刘智勇,何仕超. 中国有色金属学报. 2016(03)
[6]Stepwise dissolution of chalcopyrite bioleaching by thermophile A.manzaensis and mesophile L. ferriphilum[J]. 顾帼华,熊先学,胡可婷,李双棵,王重庆. Journal of Central South University. 2015(10)
[7]包头稀土精矿的配合浸出及动力学[J]. 张晓伟,李梅,柳召刚,胡艳宏,王觅堂,刘佳,阳建平. 中国有色金属学报. 2014(08)
[8]采用含砷废水沉淀还原法制备三氧化二砷[J]. 郑雅杰,罗园,王勇. 中南大学学报(自然科学版). 2009(01)
[9]Cu-Fe-S-Cl--H2O系的热力学平衡及其电位-pH图（25℃）[J]. 黄振谦. 金属学报. 1982(02)
硕士论文
[1]黄铜矿浸出动力学及机理研究[D]. 王新宇.武汉理工大学 2017
[2]湿法炼锌窑渣铁精矿综合利用研究[D]. 何仕超.中南大学 2013
[3]中等嗜热菌（S.thermosulfidooxidans）浸出黄铜矿的研究[D]. 赖绍师.中南大学 2011
本文编号：3625064
【文章来源】：中南大学学报(自然科学版). 2020,51(06)北大核心EICSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
298 K时Fe-Cu-S-H2O系的Eh-pH优势区图
3 不同液固比e下ln(1-X)/3-1+(1-X)-1/3与时间的关系
对锌窑渣进行XRD及SEM分析，结果如图1所示。由图1可知：窑渣成分复杂，物相及嵌布复杂，窑渣中含铁的主要物相为FeS,Fe2O3和Fe3O4等。从图1可知窑渣中铜的主要物相为铜蓝(CuS)、黄铜矿(CuFeS2)及赤铜矿(Cu2O)，在回转窑挥发过程中，锌浸渣中的氧化铜在还原气氛下与渣中的硫化物相结合生成黄铜矿及铜蓝，因此，在浸出过程中需要加入氧化剂以溶解复杂的铜硫物相，促进铜的浸出[18]。对窑渣进行SEM-EDS扫描，结果如图2所示。从图2可见：C,Fe,Ca和Si等都存在极强的特征衍射峰，其中碳主要以单质块存在，大量的复杂铁、铜、硫化合物附着在碳块上，还有部分物相与SiO2存在相互包裹现象。锌窑渣中Cu的化学物相组成(质量分数)如表2所示。图2 锌窑渣的SEM像及EDS谱
【参考文献】：
期刊论文
[1]低含铟浸出渣中铟的氧压酸浸实验及动力学研究[J]. 李学鹏,刘大春,王娟. 中南大学学报(自然科学版). 2018(08)
[2]黄铜矿的浸出及其动力学研究[J]. 王新宇,李育彪. 金属矿山. 2017(01)
[3]炼锌窑渣铁精矿HCl浸出过程中硅的行为研究[J]. 王红军,刘志宏,张文海,李启厚,何仕超,李思唯,刘智勇. 中南大学学报(自然科学版). 2016(12)
[4]斑铜矿在酸性溶液中的浸出动力学行为[J]. 徐佳键,刘志雄,戴冬阳,汤连东,向延鸿,邹晓勇. 吉首大学学报(自然科学版). 2016(02)
[5]窑渣铁精矿综合利用新工艺[J]. 王红军,张文海,刘志宏,李启厚,李玉虎,刘智勇,何仕超. 中国有色金属学报. 2016(03)
[6]Stepwise dissolution of chalcopyrite bioleaching by thermophile A.manzaensis and mesophile L. ferriphilum[J]. 顾帼华,熊先学,胡可婷,李双棵,王重庆. Journal of Central South University. 2015(10)
[7]包头稀土精矿的配合浸出及动力学[J]. 张晓伟,李梅,柳召刚,胡艳宏,王觅堂,刘佳,阳建平. 中国有色金属学报. 2014(08)
[8]采用含砷废水沉淀还原法制备三氧化二砷[J]. 郑雅杰,罗园,王勇. 中南大学学报(自然科学版). 2009(01)
[9]Cu-Fe-S-Cl--H2O系的热力学平衡及其电位-pH图（25℃）[J]. 黄振谦. 金属学报. 1982(02)
硕士论文
[1]黄铜矿浸出动力学及机理研究[D]. 王新宇.武汉理工大学 2017
[2]湿法炼锌窑渣铁精矿综合利用研究[D]. 何仕超.中南大学 2013
[3]中等嗜热菌（S.thermosulfidooxidans）浸出黄铜矿的研究[D]. 赖绍师.中南大学 2011
本文编号：3625064
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