锌浸渣还原浸出液中铜、铟的分离回收

发布时间：2020-07-20 13:10

【摘要】：在我国湿法炼锌企业中,每年产出的锌浸渣数量巨大,达到了数百万吨每年,锌浸渣中富含有Zn、Cu、In等有价金属,有必要对锌浸渣进行高效的回收利用。然而,锌浸渣中存在的Zn、Cu、In主要以难溶物相的形式存在,本课题组前期采用SO_2还原浸出锌浸渣,实现了渣中有价金属锌、铜、铟的高效浸出;与此同时,在还原浸出锌浸渣的过程中将Fe(Ⅲ)还原成了Fe(Ⅱ),为后续锌、铜和铟与铁的分离创造了有利条件。本文以锌浸渣还原浸出液为研究对象,以有价金属锌、铜和铟高效分离为目的,开展了铁粉还原法沉淀铜、沉铜后液预中和实验和石灰石中和法沉淀铟的实验研究,主要的研究工作及成果如下:1)以锌浸渣还原浸出液为研究对象,研究铁粉与还原浸出液中Cu(Ⅱ)、As(Ⅲ)的反应行为;分别考察了反应时间、反应温度、铁粉加入系数对反应行为的影响,实验结果表明,增大铁粉的加入系数、提高反应温度、延长反应的时间能促进Cu_2O和Cu_3As的形成。当控制反应的铁粉加入系数1.2,控制反应的时间为25min,反应温度70℃的实验条件下,铜、砷的沉淀率能达到99%以上。沉铜渣中主要物相为Cu_2O和Cu_3As,Cu_2O和Cu_3As在铁粉表面呈点状、散乱分布,未对铁粉表面形成致密包裹,反应充分进行。2)针对沉铜后液酸度过高的问题采用石灰石作为中和剂,进行预中和工艺处理后,达到了产出石膏渣、降低酸度的目标。在预中和处理实验过程中,取实验用沉铜后液1L,设定反应的温度为70℃,控制搅拌转速400r/min,在反应时间为30min的实验条件下,考察了CaCO_3加入量与pH的关系、溶液终点pH对渣量的影响以及溶液终点pH对渣中Zn、In含量的影响。在采用石灰石作为实验用中和剂对沉铜后液进行预中和处理的过程中,反应在消耗溶液中硫酸的同时,最大限度降低了Zn、In的损失,达到了预期目标。当调节pH到2时,有价金属损失率低,渣中Zn、In含量分别为0.028%和0.00202%,有利于Zn、In的综合回收;使用石灰石作为预中和剂,生产成本低,石膏渣产率约为60g/L,可以作为建筑材料进行回收使用。3)利用石灰石中和还原浸出液中游离的硫酸,调节还原浸出液pH使铟水解沉淀。分别考察了石灰石中和终点pH、反应时间、反应温度对铟沉淀行为的影响。中和沉铟的实验结果表明,在最佳反应条件:溶液终点pH=4.5、反应温度85℃、反应时间120min、添加晶种5g/L、搅拌转速400r/min之下,铟的沉淀率达到了98%,锌的损失率为2.9%。铟在渣中得到了充分的富集,沉铟渣中铟含量达到了3600g/t。沉铟渣的主要物相为CaSO_4·2H_2O和In(OH)_3,In(OH)_3呈散乱状分布在CaSO_4·2H_2O表面。针对锌浸渣还原浸出液中铜、铟的分离回收,分别将铜富集到沉铜渣中,将铟水解富集到石膏铟渣中,为整个湿法炼锌流程中铜、铟的分离回收创造了有利条件。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TF811;TF843.1
【图文】：

还原铁

第三章铁粉还原沉淀Cu、As实验研究33对沉铜渣进行检测可知，反应产物中Cu3As的衍射峰与铁粉加入系数为0.7时进行比较，没有明显增强效果，但在铁粉加入系数为1.0时，反应产物Cu2O具有的特征衍射峰进一步增强；可以推测这是因为铁粉加入量较少情况下化学反应生成Cu2O的结晶度较差或含量较低，因此反应产物中Cu2O的特征衍射峰不明显。随着铁粉加入系数的进一步提高，在实验过程中当铁粉加入系数由1.0提高到1.2时，这时候加入的铁粉处于过量的情况下，由XRD检测可知，在铁粉加入系数为1.2时的反应产物为晶型很好的Cu3As和Cu2O，在铁粉加入系数为1.2时反应产物中Cu3As的衍射峰与铁粉加入系数为1.0时进行比较，并没有明显的增强效果，但当铁粉加入系数达到了1.2时，反应产物中具有的产物Cu2O具有的特征衍射峰进一步进行了增强；可以推测在铁粉的加入系数较为过量时，可以促进了Cu3As和Cu2O的大量沉淀，以及沉淀物晶型的稳定形成。图3-5铁粉加入系数实验沉铜渣SEM图：(a):0.7;(b):0.8;(c):1.0;(d):1.1;(e):1.2;(f):1.4;在不同铁粉加入系数对沉铜过程的影响实验中，不同的铁粉加入系数试验所产生的沉铜渣的SEM检测如图3-5所示，对实验过程中铁粉加入系数0.7、1.0、1.2的沉铜渣进行SEM分析可知，铁粉加入系数较低时生成物主要是团球状物

昆明理工大学硕士学位论文36显变化，同时渣中的Cu3As的物相衍射峰强度也没有增强。所以在XRD的图谱中呈现出Cu2O、Cu3As随着反应时间的延长衍射峰强度并没有明显的增强趋势。20304050607010min15min2-Theta(°)Intensity★★★★★▲★▲★★★★▲▲Cu2O★Cu3As5min★★★★★▲★▲★★★★▲★★★★★▲★▲★★★★▲图3-8不同反应时间下沉铜渣的XRD图图3-9不同反应时间下沉铜渣的SEM图:(a):5min;(b):10min;(c):15min;(d):20min;(e):25min;对沉铜渣的SEM分析结果如图3-9所示，由SEM图可见丝絮状Cu2O较球

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本文编号：2763486