锌氨浸出液的深度净化及模拟电解液中有机物的脱除研究

论文摘要

随着我国硫化锌矿资源的不断枯竭以及锌矿石品位大幅度地降低,对低品位氧化矿的开发和利用成了人们关心的问题。我国云南兰坪氧化铅锌矿资源丰富,是迄今国内探明储量最大的矿床。但该矿石氧化程度深,碱性脉石含量高,矿石中矿物组成复杂,矿物品种多。采用常规的酸浸工艺难以经济高效地处理,因此采用“氨浸-萃取-电积”工艺处理兰坪低品位氧化锌矿是解决问题的关键。锌的电积过程中无机杂质离子和有机物的存在都会降低电流效率,增大能耗,使电锌变脆,甚至出现烧板现象,不利于得到高品质电锌。因此电解之前锌氨浸出液需要深度净化,锌电解液需要脱除有机物。本文目的是研究杂质离子相对量、锌粉添加量、净化温度、净化时间、锌氨浸出液pH及总氨浓度等因素对净化效果的影响。同时研究有机物浓度对锌电积过程的影响,比较几种吸附树脂对电解液中有机物的吸附性能及重复利用性能,以期找到一种吸附效果好且能重复利用的吸附剂。结果表明：总氨浓度对净化效果基本无影响；杂质离子相对量、锌粉添加量、净化时间、净化温度及锌氨浸出液pH是影响净化效果的主要因素；当浸出液中铜镉摩尔比小于0.2或约为0.5时,有利于浸出液的深度净化除镉和铜,当浸出液中镍镉摩尔比小于0.07或约为0.40时,有利于浸出液的深度净化除镉和镍,而钴离子的存在不利于浸出液的深度净化。当合金锌粉添加量为2g/L,净化时间为1h,净化温度为35℃,锌氨浸出液pH为9.03时,通过锌粉的一段净化,得到了含Cu≤50μg/L, Cd≤300μg/L, Co≤100μg/L, Ni≤100μg/LPb≤40μg/L的净化液,满足锌电积要求。本文还分析了酸性条件和氨性条件下锌粉除钴的差别,发现酸性条件下析氢速度大于钴的析出速度,而氨性条件下析氢速度则明显小于钴的析出速度。在锌的电积过程中,有机物的存在不仅降低了电流效率,而且严重影响了锌的外观形貌。通过与活性炭比较,发现SD300型树脂不仅吸附有机物能力强,而且具有优良的重复利用性能,经过5次重复吸附后吸附率仍在65%左右。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 锌的资源
• 1.2 碱性湿法炼锌
• 1.2.1 烧碱法
• 1.2.2 氨法
• 1.3 浸出液深度净化研究现状
• 1.3.1 浸出液净化指标与国内外厂家实际指标
• 1.3.2 浸出液深度净化的方法
• 1.4 锌电解液中有机物脱除研究现状
• 1.4.1 锌电解液中有机物脱除的必要性
• 1.4.2 锌电解液中有机物脱除方法
• 1.5 本课题的提出及其意义
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验原料及主要试剂、仪器
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 主要试剂
• 2.1.3 主要仪器
• 2.2 溶液配制
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 锌氨浸出液的深度净化
• 2.3.2 电解液中有机物的脱除
• 2.4 分析方法
• 2.4.1 锌氨浸出液深度净化的分析方法
• 2.4.2 有机物脱除的分析方法
• 第三章 锌氨浸出液的深度净化研究
• 3.1 净化流程的选择
• 3.1.1 一段净化
• 3.1.2 两段净化
• 3.1.3 两段逆流净化
• 3.2 放大实验
• 3.3 一段净化对净化效果的影响
• 3.3.1 合金锌粉添加量对净化液中镉离子含量的影响
• 3.3.2 净化时间对净化液中镉离子含量的影响
• 3.3.3 净化温度对净化液中镉离子含量的影响
• 3.3.4 锌氨浸出液pH对净化液中镉离子含量的影响
• 3.3.5 总氨浓度对净化液中镉离子含量的影响
• 3.3.6 优化条件下一段净化结果
• 3.4 杂质离子相对量对净化效果的影响
• 3.4.1 铜镉摩尔比对净化效果的影响
• 3.4.2 钻镉摩尔比对净化效果的影响
• 3.4.3 镍镉摩尔比对净化效果的影响
• 3.5 酸性和氨性体系中净化除钻差异的理论分析
• 3.5.1 置换过程热力学
• 3.5.2 置换过程动力学
• 3.6 本章小结
• 第四章 模拟电解液中有机物脱除
• 4.1 模拟电解液中有机物浓度对锌电积过程的影响
• 4.1.1 煤油浓度对锌电积过程的影响
• 4.1.2 β-二酮浓度对锌电积过程的影响
• 4.1.3 助剂浓度对锌电积过程的影响
• 4.2 几种吸附树脂的吸附性能比较
• 4.3 吸附时间对吸附效果的影响
• 4.4 树脂添加量对吸附效果的影响
• 4.4.1 树脂添加量对煤油吸附效果的影响
• 4.4.2 树脂添加量对β-二酮吸附效果的影响
• 4.4.3 树脂添加量对助剂吸附效果的影响
• 4.5 SD300树脂重复利用性能研究
• 4.6 实际电解液的电积
• 4.7 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间主要的研究成果