从富钴铜转炉渣中回收铜、钴的研究

从富钴铜转炉渣中回收铜、钴的研究

论文摘要

含有高附加值Co或Ni的铜精矿,在冶炼过程中,大部分都富集到转炉吹炼工序得到的转炉渣中。对此种渣用传统的电炉贫化或选矿法不能有效地将其中的Co或Ni回收,因此开发从转炉渣中有效提取有价金属的工艺技术尤为迫切。本研究以赞比亚谦比希铜冶炼厂的富钴铜转炉渣为原料,对转炉渣进行有价金属的富集、回收工艺研究。通过对转炉渣的XRD分析,确定渣中主要有铁橄榄石,铁酸盐以及一些玻璃相组成。铜主要以金属状态存在,少量呈冰铜相嵌布于铁酸盐之间;而钻主要以类质同象形式取代铁橄榄石和磁铁矿晶格中部分Fe2+,作为氧化物富集其中。采用硫酸直接对转炉渣进行浸出研究,研究结果表明:在硫酸浓度2mol/L温度85℃、时间2.5h、液固比为6:1。此条件下Co的浸出率可达95.4%,Cu的浸出率为42.3%。由于一次浸出液酸度太高,采用二次循环浸出的方法,使溶液pH≈2。然后采用16%Lix973N-煤油体系对pH≈2,Cu2+≈22g/L的溶液进行萃取,O/A=1:1,经过四级错流萃取可以将溶液中的Cu2+浓度降至0.17g/L,可以实现高铜高铁溶液中铜的高效萃取。用含[Cu2+]36.70g/L、[H28O4]180g/L的溶液对铜负载有机相在不同相比下反萃时,当反萃时的相比从5:1降至1:8时,Cu2+的反萃率从25.48%升至88.75%,实现了Cu2+高效反萃。采用黄钠铁矾法除铁,研究了反应温度、沉矾时间和终点pH值对除铁的影响,结果表明:在最佳工艺条件下,温度90℃,时间4h,终点pH=2~2.5,除铁率达到96%以上,钴的损失量约为3.2~3.5%,达到了除铁留钴的目的。浸出液经过萃铜、除铁后,采用16%Lix973N-煤油体系深度除铜、5%P204-煤油体系深度除铁,得到硫酸钴溶液。最后采用草酸沉钴,得到草酸钴产品。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 钴的概况
  • 1.1.1 钴的基本性质
  • 1.1.2 钴的应用
  • 1.1.3 钴资源的分布
  • 1.2 国内外钴提取现状介绍
  • 1.2.1 火法-湿法联合流程提钴
  • 1.2.2 氨性溶液浸钴
  • 1.2.3 加压浸钻
  • 1.2.4 微生物浸钴
  • 1.3 铜转炉渣有价金属回收现状
  • 1.3.1 含钴铜转炉渣相关介绍
  • 1.3.2 含钴铜转炉渣有价金属分离
  • 1.3.3 铜转炉渣有价金属回收中存在的问题
  • 1.4 本课题的来源及研究意义及主要研究内容
  • 1.4.1 课题来源及研究意义
  • 1.4.2 课题主要研究内容
  • 第2章 试验原料、试剂、设备及研究方法
  • 2.1 试验所用转炉渣试样
  • 2.2 试验所用的仪器装置及型号
  • 2.3 实验所用的主要化学试剂
  • 2.4 实验研究方法及化验分析
  • 2.4.1 实验研究方法
  • 2.4.2 实验结果的化验分析
  • 第3章 转炉渣的酸性浸出研究
  • 3.1 转炉渣中铜、钴的浸出原理
  • 3.1.1 转炉渣的酸性浸出原理
  • 3.1.2 转炉渣的浸出动力学研究
  • 3.1.3 浸出过程中的影响因素
  • 3.2 转炉渣的浸出实验研究
  • 3.3 实验结果与讨论
  • 3.3.1 实验方案的设计及结果
  • 3.3.2 钴浸出正交试验结果的极差分析
  • 3.3.3 钴浸出率与各因素关系的讨论
  • 3.4 最佳工艺条件的分析与确定
  • 3.4.1 最佳浸出条件下钻浸出率的估算
  • 3.4.2 最佳浸出条件下的试验和扩展试验研究
  • 3.5 小结
  • 第4章 铜的萃取与反萃
  • 4.1. 铜的萃取原理
  • 4.1.1. 铜萃取的化学反应
  • 4.1.2 影响铜萃取的因素
  • 4.1.3 Lix973N萃取剂性质
  • 4.2 铜的萃取研究
  • 4.2.1 错流萃取实验
  • 4.3 负载有机相的反萃研究
  • 4.4 小结
  • 第5章 铁矾法沉铁试验研究
  • 5.1 铁矾法沉铁的实验原理
  • 5.1.1 温度对黄铁矾沉淀的影响
  • 5.1.2 pH值对黄铁矾沉淀的影响
  • 5.1.3 晶种对黄铁矾的影响
  • 5.2 黄钠铁矾法除铁过程分析与讨论
  • 5.2.1 反应温度对沉矾的影响
  • 5.2.2 反应时间对沉矾的影响
  • 5.2.3 终点pH值对沉矾的影响
  • 5.3 小结
  • 第6章 浸出液的萃取除杂及沉钴试验研究
  • 6.1 转炉渣浸出液中铜的深度萃取
  • 6.1.1 深度萃铜的相比试验
  • 6.2 转炉渣浸出液中铁的深度萃取
  • 204深度除铁原理'>6.2.1 P204深度除铁原理
  • 204的基本性质'>6.2.1.1 P204的基本性质
  • 204的萃取过程'>6.2.1.2 P204的萃取过程
  • 204萃取实验及结果'>6.2.2 P204萃取实验及结果
  • 6.3 草酸沉钴
  • 6.3.1 沉钴实验研究
  • 6.4 小结
  • 第7章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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