湿法炼锌净化渣—钴镍渣选择性溶出研究

论文摘要

针对湿法炼锌净化渣-钴镍渣的处理问题，本文对该渣的选择性溶出过程进行研究，可为工业上钴镍渣的溶出工艺与综合利用提供依据。实验研究得出主要结论如下：1．钴镍渣颗粒为包裹型结构。内部是未反应的单质锌，外层是置换反应析出的单质钴、镍；堆积一段时间后，部分锌、钴、镍被空气中的氧气所氧化生成氧化膜，包裹在颗粒的最表层。2．采用选择性溶出处理钴镍渣，控制过程pH≥3．5，终点pH≥4．0，不仅锌的溶出率很高（溶出率为95％左右），而且还能有效地将锌与钴镍分离（钴、镍的溶出率均低于10％），因此选择性溶出适用于钴镍渣的处理：3．在常温条件下，硫酸选择性溶出钴镍渣放出氢气的反应是准一级反应，表观反应速率常数k*=0．5617 min-1；4．钻镍渣溶出过程中，应用钻电极在线监测追踪Co2+浓度变化。实验研究表明，钴电极应用为指示电极的条件是保持溶液体系pH≤2．0；钴镍渣溶出反应开始一段时间后，钴电极指示的电极电势逐渐上升，表明Co2+浓度不断增加，这符合渣中氧化钴不断被H+溶出生成Co2+的事实，因此，在钴镍渣溶出中钴电极可定性指示Co2+浓度的变化情况。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 锌的性质和用途
• 1.1.1 锌的物理性质
• 1.1.2 锌的化学性质
• 1.1.3 锌的主要化合物
• 1.1.4 锌的用途
• 1.2 锌冶金工艺的分类
• 1.2.1 火法炼锌
• 1.2.2 湿法炼锌
• 1.3 钴镍渣的产生
• 1.4 钴镍渣的处理方法
• 1.4.1 氨-硫酸铵法
• 1.4.2 置换除钴法
• 1.4.3 氧化沉淀法
• 1.4.4 溶剂萃取法
• 1.4.5 选择性浸出法
• 1.5 本课题研究目的、意义与内容
• 1.5.1 研究目的与意义
• 1.5.2 研究的基本思路
• 1.5.3 研究的主要内容
• 第二章 钴镍渣的化学成分和物质状态分析
• 2.1 化学成分与物相分析
• 2.2 钴镍渣的粒度、形貌和微区分析
• 2.2.1 钴镍渣的粒度分布
• 2.2.2 镍钴渣形貌分析
• 2.2.3 钴镍渣的微区分析
• 2.3 钴镍渣颗粒模型构建
• 2.4 小结
• 第三章 硫酸选择性溶出钴镍渣工艺的研究
• 3.1 选择性溶出的依据
• 3.1.1 氧化物的溶出
• 3.1.2 金属物质的选择性溶出
• 3.2 钴镍渣选择性溶出工艺流程
• 3.3 钴镍渣溶出实验
• 3.3.1 实验药品与仪器
• 3.3.2 溶出实验
• 3.4 钴镍渣溶出实验结果与讨论
• 3.4.1 两种加酸溶出方案结果比较
• 3.4.2 pH值的控制
• 3.4.3 反应时间对溶出率的影响
• 3.4.4 浆化液固比l/s对溶出率的影响
• 3.4.5 浆化时间对溶出率的影响
• 3.4.6 温度对溶出率的影响
• 3.4.7 硫酸浓度对溶出率的影响
• 3.5 小结
• 第四章 硫酸选择性溶出钴镍渣的动力学研究
• 4.1 溶出的宏观动力学原理与动力学方程
• 4.1.1 微分法确定反应级数n
• 4.1.2 尝试法确定反应级数n和速率常数k
• 4.2 实验方法与实验装置
• 4.2.1 溶出实验与氢气体积测定装置
• 4.2.2 实验试剂
• 4.2.3 实验方法与步骤
• 4.3 实验结果与讨论
• 4.3.1 溶出反应的氢气体积与时间关系数据
• 4.3.2 实验数据的动力学处理
• 4.4 小结
• 第五章 钴电极传感器在钴镍渣溶出过程中应用研究
• 5.1 钴电极制作的电化学原理
• 5.1.1 金属基电极反应的能斯特方程
• 5.1.2 钴电极反应可逆性
• 5.1.3 金属钴的钝化
• 2O系的电势-pH图'>5.1.4 Co-H₂O系的电势-pH图
• 5.2 钴电极制作与应用条件研究试验
• 5.2.1 钴电极的制作
• 5.2.2 钴电极测定电势方法步骤
• 5.2.3 实验主要仪器与药品
• 2+浓度的关系'>5.2.4 不同pH时钴电极指示的电势与Co²⁺浓度的关系
• 5.3 钴电极在钴镍渣溶出过程中的应用实验
• 5.3.1 溶出方案
• 5.3.2 pH≤2.0时,钴镍渣溶出过程中钴电极的电势规律
• 5.4 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间主要的研究成果目录