碳酸铜矿中钴的选择性浸出实验研究

论文摘要

钴是重要的战略资源,由于它具有熔点高、耐磨性好、强度高等优点,可以广泛应用于航空、航天、电器、机械制造、化学、陶瓷等工业。中国是钻资源缺乏的国家,近80%依靠进口。本文以从非洲刚果进口的碳酸铜矿为研究对象,在硫酸为浸出剂的酸性体系中,研究碳酸铜矿中钴的浸出动力学特性,并通过单因素和正交实验,研究钴的选择性浸出条件。通过X射线衍射仪对碳酸铜矿进行物相分析表明:碳酸铜矿中铜主要以碱式碳酸铜存在,钴则主要以碱式碳酸钴存在。碳酸铜矿中的钴在硫酸体系中的浸出过程是液固两相化学反应,浸出过程受化学反应控制,浸出过程符合“收缩核模型”模型动力学方程:1-（1-α）1/3=（?）。在实验温度范围内,钴的表观活化能为44.78kJ/mol。浸出过程中,浸出率随浸出时间而增大;提高浸出溶液的pH,将减小浸出率;浸出温度越高,钴的浸出率越高,钴的选择性浸出效果越好;增大浸出的液固比在一定范围内可以提高浸出率,但是在液固比超过15后浸出率提高不大;浸出溶液中加入硫酸铜溶液,一方面可以抑制铜的浸出,同时也促进钴的浸出。所以,提高浸出温度和浸出溶液中[Cu2+],有利于钴的选择性浸出。在浸出的5种影响因素中,影响钴的选择性浸出的顺序为浸出温度＞浸出时间＞pH＞浸出溶液中[Cu2+]＞液固比。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 钴资源及其应用
• 1.2.1 钴资源
• 1.2.2 钴、钴氧化物的物理化学性质
• 1.2.3 钴的应用
• 1.3 钴冶炼技术研究进展
• 1.3.1 火法冶炼技术
• 1.3.2 湿法冶炼技术
• 1.4 本课题研究的目的及内容
• 1.4.1 研究目的
• 1.4.2 研究内容
• 1.4.3 研究意义
• 第2章 实验材料、设备与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验仪器及实验药品
• 2.3 实验方法及装置
• 2.3.1 实验方法
• 2.3.2 实验装置
• 2.4 分析方法
• 2.4.1 测定方法
• 2.4.2 标液的配置
• 2.4.3 测定步骤
• 2.5 碳酸铜矿分析
• 2.6 本章小结
• 第3章 浸出动力学分析
• 3.1 浸出原理
• 3.2 浸出动力学理论基础
• 3.2.1 浸出速率
• 3.2.2 液固反应的类型
• 3.2.3 液固反应速率控制步骤
• 3.3 实验部分
• 3.3.1 实验材料
• 3.3.2 实验方法
• 3.3.3 实验仪器及药品
• 3.3.4 浸出率测定
• 3.3.5 结果与讨论
• 3.4 本章小结
• 第4章 钴选择性浸出条件研究
• 4.1 基本原理
• 4.2 实验材料、步骤及测定方法
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 实验仪器及药品
• 4.2.3 实验步骤
• 4.2.4 浸出率的测定
• 4.3 单因素实验
• 4.3.1 时间对浸出率的影响
• 4.3.2 温度对浸出率的影响
• 4.3.3 pH对浸出率的影响
• 4.3.4 液固比对浸出率的影响
• 4加量对浸出率的影响'>4.3.5 浸出液中CuSO₄加量对浸出率的影响
• 4.4 正交实验
• 4.4.1 正交实验设计
• 4.4.2 正交实验结果及分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论及展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果