高杂次氧化锌烟尘浸出特性及硫酸浸镉的研究

论文摘要

次氧化锌烟尘来自于铅、锌、铜等火法冶炼厂,该烟尘有以下特点:（1）危险固体废物。（2）来源广,产出量大。（3）次氧化锌烟尘中富集了入炉原料中的锌、铅、镉、锡、砷等多种有价元素。次氧化价值高,但由于成分复杂,铅、镉、砷对环境的破坏等因素,增大了富集镉难度与回收成本。大量资料表明,我国矿资源在日益枯竭,因此,含有价元素废物的综合利用和资源化得到了广泛的关注。次氧化锌烟尘被《国家危险废物名录》列为危险废物,随意地堆存会对环境造成极大的危害,因此必须寻求合适的处理方法。本研究在分析比较国内、外从各种锌渣中回收有价金属的研究进展的基础上,结合次氧化锌烟尘中镉的特点,提出一种能低成本、高效率、环境友好地从次氧化锌烟尘中浸出有价金属镉,减少冶炼工业废渣的排放量。本研究主要内容包括:（1）本文以进口高杂次氧化锌烟尘为研究对象,用三种不同的浸提剂分别模拟三种不同的环境条件,分析次氧化锌在不同浸提剂中的浸出毒性。浸出毒性实验结果表明:高杂次氧化锌烟尘属于典型的危险废物,具有较强的浸出毒性,其浸出毒性大小表现为:醋酸缓冲溶液法＞硫酸硝酸法＞去离子水法。（2）以硫酸为浸取剂,研究高杂次氧化锌烟尘在酸性溶液中的镉浸出动力学特性,并通过单因素和正交实验,研究镉的浸出条件。高杂次氧化锌烟尘中的镉浸出过程是液固两相化学反应,浸出过程受化学反应控制,浸出过程符合致密球形颗粒模型:1-（1-η）1/3=Kτ。在实验所选温度范围内,表观活化能为51.93 KJ/mol。（3）通过X射线衍射仪分析氧化锌烟尘中的镉物相组成及元素赋存状态。依据浸取原理结合单因素分析终点pH值、液固比、温度、反应时间及氧化剂等因素对镉浸取正交试验确定最佳浸镉条件,镉浸取率可提高到99%以上。液固比以及浸出时间是影响镉浸出的主要因素,各因素浸出的影响顺序为:液固比＞时间＞终点pH值＞温度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 次氧化锌烟尘的来源及危害
• 1.1.1 次氧化锌烟尘来源
• 1.1.2 次氧化锌烟尘化学组成
• 1.1.3 次氧化锌烟尘的危害
• 1.2 次氧化锌回收研究现状
• 1.2.1 回收金属镉
• 1.2.2 回收金属锌
• 1.2.3 回收砷
• 1.2.4 回收金属铅
• 1.3 已有研究中存在的问题及研究方向
• 1.4 课题来源及研究意义
• 1.4.1 课题的来源
• 1.4.2 研究的意义
• 1.5 课题研究内容
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 可行性分析
• 1.6 论文研究的创新点
• 第2章 高杂次氧化锌烟尘浸出毒性实验
• 2.1 概述
• 2.1.1 危险废物定义
• 2.1.2 管理存在的问题
• 2.2 我国危险废物鉴别体系
• 2.2.1 危险废物名录及鉴别标准
• 2.2.2 危险废物的浸出毒性
• 2.2.3 危险废物浸出毒性鉴别标准与方法
• 2.3 实验内容
• 2.3.1 浸出实验的类型
• 2.3.2 实验浸提剂选择依据
• 2.3.3 实验样品
• 2.3.4 实验方法及步骤
• 2.3.5 实验结果分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 次氧化锌烟尘镉浸出动力学研究
• 3.1 浸取原理
• 3.2 硫酸浸镉取热力学
• 3.3 高杂次氧化锌烟尘中镉浸取动力学理论
• 3.3.1 浸取速度方程
• 3.2.2 液固反应的类型
• 3.2.3 液固反应的控制速率步骤
• 3.3 实验部分
• 3.3.1 实验材料
• 3.3.2 实验步骤
• 3.3.3 实验仪器及试剂
• 3.3.4 结果与讨论
• 3.4 本章小结
• 第4章 高杂次氧化锌烟尘浸镉条件研究
• 4.1 高杂次氧化锌物相
• 4.1.1 次氧化锌的组成
• 4.1.2 X射线光谱物相分析
• 4.3 实验部分
• 4.3.1 仪器和试剂
• 4.3.2 实验步骤
• 4.4 实验结果与讨论
• 4.4.1 浸取pH值的影响
• 4.4.2 液固比的影响
• 4.4.3 反应温度的影响
• 4.4.4 浸取时间的影响
• 4.5 正交实验
• 4.5.1 正交实验设计
• 4.5.2 正交实验结果及分析
• 4.6 提高镉浸取率的方法
• 4.6.1 二次浸取提高浸取率
• 4.6.2 加入氧化剂提高浸取率
• 4.7 本章小结
• 第5章 浸出渣的再次浸出特性研究及其资源化
• 5.1 扩大浸出实验及浸出渣毒性实验
• 5.1.1 扩大浸出实验
• 5.1.2 残渣毒性实验
• 5.2 浸取残渣资源化
• 5.2.1 浸出残渣组成
• 5.2.2 回收铅工艺流程
• 5.3 本章小结
• 第6章 结论及展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果