离子交换法回收钼冶炼废酸中钼和铼研究

发布时间：2020-04-25 09:57

【摘要】：铼(Re)是一种具有密度大、沸点高、熔点高、催化活性好、延展性和成型性优良的稀散金属,在高温合金制备、加氢催化剂等领域具有不可替代的作用。钼具有优异的物化性能,主要用作钢铁领域的合金钢、不锈钢的添加剂。铼无独立矿床,主要伴生在辉钼矿中,作为钼冶炼的副产品进行回收。在现有的钼冶炼工艺中,铼主要在钼冶炼烟尘和冶炼废酸中富集。为了保证钼的收率,烟尘往往返回到焙烧工序,钼冶炼废酸就成为回收铼的重要的原料之一。萃取法和离子交换法是从钼冶炼废酸中回收铼的主要方法,其中萃取法较为成熟,也有工业应用,但萃余液有机物含量超标,水处理难度大。基于此,本研究针对现有钼冶炼废酸中铼(VII)、钼(VI)回收利用技术存在的问题,采用离子交换法对钼冶炼废酸中铼(VII)、钼(VI)进行回收利用,对回收工艺条件进行优化,以期获得较高的利用率,为钼冶炼废酸中钼和铼回收提供技术支持。对萃淋树脂静态吸附铼过程进行了研究,含Re浓度为200 mg/L的高铼酸铵溶液和萃淋树脂的体积比为150:1;pH值的增大,对萃淋树脂吸附Re的过程不利,较小的溶液pH值区间对吸附有利;温度的升高,对萃淋树脂吸附Re离子的过程不利,常温进行吸附即可;溶液中杂质离子SO_3~(2-)、SO_4~(2-)和F~-变化均会降低萃淋树脂对铼的吸附率,同浓度下SO_3~(2-)对Re的吸附过程影响很大。对萃淋树脂动态吸附和解吸附铼的工艺进行了优化,适宜的动态吸附条件为:钼冶炼废酸pH值为0到1.5,流速为0.5 BV/h,吸附于常温下进行,铼动态吸附率达到96.63%;适宜的动态解吸条件为:氨水浓度2.5%,流速为1 BV/h,解吸附在常温下进行,其解吸率达到98.31%,铼最高被富集到12 g/L。采用萃淋树脂吸附铼,吸附后液中有机物含量为41 mg/L,较萃取后液的403 mg/L降低,吸附后溶液中有机物含量下降89.83%。对D314树脂静态吸附钼的过程进行了研究,含Mo浓度为1 g/L的钼酸铵溶液和D314树脂树脂的体积比为150:1;适宜的吸附溶液pH值为4左右;温度升高,对D314树脂吸附Mo过程有利,考虑过程的经济性,选择适宜的吸附温度为常温;溶液中杂质离子SO_3~(2-)、SO_4~(2-)和F~-变化均会降低D314树脂对Mo的吸附率,其中同浓度下SO_3~(2-)对Mo的吸附过程影响最大。对D314树脂动态吸附和解吸附钼工艺进行了优化,得到适宜的动态吸附工艺参数为:钼冶炼废酸pH值为4左右,流速为0.5 BV/h,吸附在常温下进行,钼动态吸附率达到90.63%;适宜的动态解吸附钼的条件为:氨水浓度10%,流速为1.5 BV/h,解吸附在常温下进行,其解吸率达到98.81%,钼最高被富集到70 g/L。对萃淋树脂吸附铼过程的热力学及动力学进行了研究,热力学研究表明:Re的吸附过程是放热过程,温度升高对铼的吸附过程不利,Freundlich等温方程能较好反映萃淋树脂对Re的吸附平衡关系。动力学研究表明:准二级动力学模型能较好的拟合萃淋树脂对Re的吸附过程,颗粒扩散是该过程的主要控速步骤;对D314树脂吸附钼过程的热力学及动力学进行了研究,热力学研究表明:Mo的吸附过程是吸热过程,温度升高对钼的吸附过程有利,Langmuir等温方程能较好地反映D314树脂对Mo的吸附平衡关系。动力学研究表明:准二级动力学模型能较好拟合Mo吸附过程,颗粒扩散是该过程的主要控速步骤。
【图文】：

技术路线图,亲和力,吸附解吸,解吸附

在解吸过程中，当钼的阴离子形式与树脂的亲和力小于洗脱液中阴离的亲和力时，，发生钼解吸附反应。Mo 吸附解吸附的主要反应可表示Mo 吸附反应：2R＋Cl-(树脂)+MoO42-(溶液) → (2R＋)MoO42-(树脂）+2Cl-(溶液)Mo 解吸反应：2R＋)MoO42-(树脂)+2A-(溶液）→2R＋A－(树脂) +MoO42-(溶液)研究工艺流程本论文研究的技术路线图如图 2.1 所示。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X758;TF841

【参考文献】