铜阳极泥微波/超声波辅助浸出新工艺及理论研究
发布时间：2021-05-11 14:28
铜阳极泥是铜电解精炼过程中产出的一种重要的副产品,含有大量的稀有金属和贵金属,是提取稀贵金属的重要原料。传统铜阳极泥预处理工艺可分为四类:火法工艺、半湿法工艺、选冶联合工艺和全湿法工艺。传统工艺主要存在生产周期长、有价金属回收率低、环境污染、设备腐蚀严重等缺点。因此,采用先进绿色的工艺技术和高效设备、加速生产、提高有价金属回收率、减少环境污染是铜阳极泥预处理工艺的发展趋势。本文以高镍和高铅铜阳极泥为原料,分别进行了常压浸出、超声波辅助浸出、微波辅助浸出和微波-超声波辅助浸出预处理实验研究,提出微波预处理-加压浸出新工艺,采用新工艺预处理后的阳极泥质量显著减少,贵金属得到高度富集,有利于提高贵金属的回收率,减少环境污染,实现了贵贱金属的高效分离;并且进行了微波、超声波辅助浸出过程的理论研究,为微波、超声波技术的冶金工业应用提供了理论基础;同时采用萃取-亚硫酸钠还原工艺从含Cu、Se、Te浸出液中回收有价金属。研究结果表明:高镍铜阳极泥常压浸出最优条件为硫酸浓度1.5 mo1·L-1,浸出温度70℃,固液比0.20 g·mL-1,浸出时间60 min,通气速率0.2 L·min-1,双氧水...
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 铜阳极泥概述
1.1.1 粗铜的电解精炼
1.1.2 阳极泥的形成
1.2 铜阳极泥的化学性质与组成
1.2.1 铜阳极泥的化学性质
1.2.2 铜阳极泥的化学组成
1.2.3 铜阳极泥的物相组成
1.3 铜阳极泥的处理工艺及研究发展
1.3.1 铜阳极泥传统火法处理工艺
1.3.2 铜阳极泥湿法处理工艺
1.3.3 铜阳极泥选冶联合处理工艺
1.3.4 铜阳极泥处理新工艺
1.4 微波技术及其在矿冶领域中的应用
1.4.1 微波概述
1.4.2 微波作用的原理
1.4.3 微波技术在矿冶领域的应用
1.5 超声波技术及其在冶金领域中的应用
1.5.1 超声波概述
1.5.2 超声波的作用原理
1.5.3 超声波技术在冶金领域中的应用
1.6 论文的研究意义与内容
1.6.1 论文的研究意义
1.6.2 论文的研究内容
第2章 实验材料与方法
2.1 实验材料
2.2 实验仪器与试剂
2.2.1 实验仪器
2.2.2 实验试剂
2.3 实验方法
2.3.1 电感耦合等离子体原子发射光谱法
2.3.2 原子吸收光谱分析
2.3.3 X射线衍射分析
2.3.4 工艺矿物学分析
第3章 铜阳极泥物相研究
3.1 高镍铜阳极泥物相分析
3.1.1 化学成分分析
3.1.2 粒度分布特征
3.1.3 XRD物相分析
3.1.4 扫描电镜分析
3.2 高铅铜阳极泥物相分析
3.2.1 化学成分分析
3.2.2 粒度分布特征
3.2.3 XRD物相分析
3.2.4 扫描电镜分析
第4章 铜阳极泥常压浸出实验研究
4.1 高镍铜阳极泥常压浸出影响因素
4.1.1 硫酸浓度对常压浸出的影响
4.1.2 浸出温度对常压浸出的影响
4.1.3 固液比对常压浸出的影响
4.1.4 浸出时间对常压浸出的影响
4.1.5 通气速率对常压浸出的影响
4.1.6 双氧水浓度对常压浸出的影响
4.1.7 最优化实验
4.2 高铅铜阳极泥常压浸出影响因素
4.2.1 硫酸浓度对常压浸出的影响
4.2.2 浸出温度对常压浸出的影响
4.2.3 固液比对常压浸出的影响
4.2.4 浸出时间对常压浸出的影响
4.2.5 通气速率对常压浸出的影响
4.2.6 双氧水浓度对常压浸出的影响
4.2.7 最优化实验
4.3 本章小结
第5章 铜阳极泥超声波辅助浸出实验研究
5.1 高镍铜阳极泥超声波辅助浸出影响因素
5.1.1 超声波功率及时间对超声波浸出的影响
5.1.2 硫酸浓度对超声波浸出的影响
5.1.3 浸出温度对超声波浸出的影响
5.1.4 固液比对超声波浸出的影响
5.1.5 通气速率对超声波浸出的影响
5.1.6 双氧水浓度对超声波浸出的影响
5.1.7 最优化实验
5.2 高铅铜阳极泥超声波辅助浸出影响因素
5.2.1 超声波功率及时间对超声波浸出的影响
5.2.2 硫酸浓度对超声波浸出的影响
5.2.3 浸出温度对超声波浸出的影响
5.2.4 固液比对超声波浸出的影响
5.2.5 通气速率对超声波浸出的影响
5.2.6 双氧水浓度对超声波浸出的影响
5.2.7 最优化实验
5.3 本章小结
第6章 铜阳极泥微波辅助浸出实验研究
6.1 高镍铜阳极泥微波辅助浸出影响因素
6.1.1 微波功率及时间对微波浸出的影响
6.1.2 固液比对微波浸出的影响
6.1.3 目标温度对微波浸出的影响
6.1.4 硫酸浓度对微波浸出的影响
6.1.5 双氧水浓度对微波浸出的影响
6.1.6 最优化实验
6.2 高镍铜阳极泥微波浸出渣加压浸出
6.2.1 硫酸浓度对加压浸出的影响
6.2.2 温度时间对加压浸出的影响
6.2.3 固液比对加压浸出的影响
6.2.4 微波预处理对加压浸出的影响
6.2.5 微波预处理动力学分析
6.2.6 未微波预处理动力学分析
6.3 高铅铜阳极泥微波浸出预处理研究
6.3.1 微波功率及时间对微波浸出的影响
6.3.2 固液比对微波浸出的影响
6.3.3 目标温度对微波浸出的影响
6.3.4 硫酸浓度对微波浸出的影响
6.3.5 双氧水浓度对微波浸出的影响
6.3.6 最优化实验
6.4 本章小结
第7章 铜阳极泥微波-超声波浸出实验研究
7.1 高镍铜阳极泥微波-超声波浸出响应曲面分析
7.1.1 响应曲面法
7.1.2 模型精确性验证
7.1.3 响应曲面和等高线图
7.1.4 优化结果
7.2 高铅铜阳极泥微波-超声波浸出实验
7.2.1 对比实验
7.2.2 超声波模式的影响
7.3 本章小结
第8章 铜阳极泥微波、超声波浸出理论研究
8.1 铜阳极泥微波辅助浸出理论研究
8.1.1 传统浸出与微波辅助浸出对比实验
8.1.2 微波场下温度变化
8.1.3 微波辅助浸出模型
8.2 铜阳极泥超声波辅助浸出理论研究
8.2.1 传统浸出与超声波辅助浸出对比实验
8.2.2 动力学分析实验
8.2.3 扫描电镜分析
8.3 技术分析
8.3.1 工艺分析
8.3.2 能耗分析
8.4 本章小结
第9章 含铜、硒碲浸出液回收实验研究
9.1 浸出液元素分析
9.2 实验流程
9.2.1 铜的分离工序
9.2.2 亚硫酸钠还原硒、碲工序
9.3 还原产物的性质
9.4 本章小结
第10章 结论
参考文献
致谢
攻读博士期间成果目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]铜阳极泥全湿法处理过程中贵贱金属的行为[J]. 金哲男,马致远,杨洪英,刘新建. 东北大学学报(自然科学版). 2015(09)
[2]采用亚硫酸钠还原法从沉金后液中回收稀贵金属[J]. 张福元,郑雅杰,孙召明,马亚赟,董俊斐. 中国有色金属学报. 2015(08)
[3]响应曲面法优化铜阳极泥微波浸出硒工艺[J]. 马致远,杨洪英. 中南大学学报(自然科学版). 2015(07)
[4]Ultra fast microwave-assisted leaching for the recovery of copper and tellurium from copper anode slime[J]. Zhi-yuan Ma,Hong-ying Yang,Song-tao Huang,Yang Lü,Liu Xiong. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2015(06)
[5]基于田口法的铜阳极泥微波浸出工艺[J]. 马致远,杨洪英,陈国宝,吕阳,佟琳琳. 中国有色金属学报. 2014(08)
[6]高铅铜阳极泥的工艺矿物学[J]. 杨洪英,李雪娇,佟琳琳,陈国宝. 中国有色金属学报. 2014(01)
[7]铜阳极泥选冶富集金银的粗选研究[J]. 陈国宝,杨洪英,郭军,李雪娇. 贵金属. 2013(03)
[8]脱除铜阳极泥中贱金属的预处理工艺[J]. 刘伟锋,杨天足,刘又年,陈霖,张杜超,王安. 中南大学学报(自然科学版). 2013(04)
[9]铜阳极泥的工艺矿物学[J]. 李雪娇,杨洪英,佟琳琳,陈国宝. 东北大学学报(自然科学版). 2013(04)
[10]高镍铜阳极泥预处理富集金银的研究[J]. 杨洪英,陈国宝,彭驭风,李雪娇. 东北大学学报(自然科学版). 2013(03)
博士论文
[1]碱性氧化法处理铜/铅阳极泥的研究[D]. 刘伟锋.中南大学 2011
[2]铜阳极泥加压酸浸预处理工艺及机理研究[D]. 张博亚.昆明理工大学 2008
硕士论文
[1]高铅铜阳极泥超声波微波预处理新工艺研究[D]. 吕阳.东北大学 2014
[2]铜阳极泥提取硒、碲的实验研究[D]. 章尚发.昆明理工大学 2013
[3]高铅铜阳极泥选冶新工艺的研究[D]. 池文荣.东北大学 2013
[4]高镍铜阳极泥中硒、碲、铜的脱除研究[D]. 钟先林.东北大学 2013
[5]从铜阳极泥中提取金银的研究[D]. 孟智广.昆明理工大学 2013
[6]碱性加压氧化处理铅阳极泥的工艺研究[D]. 王安.中南大学 2011
[7]从高含硒、碲和贵金属富料中分离提取硒、碲研究[D]. 钟勇.昆明理工大学 2010
[8]大冶铜阳极泥处理过程中有价金属元素物质流分析研究[D]. 钟菊芽.中南大学 2010
[9]超声波辅助不同重金属浸出和沉降过程及机理的研究[D]. 蔡婷婷.华南理工大学 2010
[10]铜阳极泥预处理富集金银新工艺研究[D]. 汪蓓.中南大学 2009
本文编号：3181570
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 铜阳极泥概述
1.1.1 粗铜的电解精炼
1.1.2 阳极泥的形成
1.2 铜阳极泥的化学性质与组成
1.2.1 铜阳极泥的化学性质
1.2.2 铜阳极泥的化学组成
1.2.3 铜阳极泥的物相组成
1.3 铜阳极泥的处理工艺及研究发展
1.3.1 铜阳极泥传统火法处理工艺
1.3.2 铜阳极泥湿法处理工艺
1.3.3 铜阳极泥选冶联合处理工艺
1.3.4 铜阳极泥处理新工艺
1.4 微波技术及其在矿冶领域中的应用
1.4.1 微波概述
1.4.2 微波作用的原理
1.4.3 微波技术在矿冶领域的应用
1.5 超声波技术及其在冶金领域中的应用
1.5.1 超声波概述
1.5.2 超声波的作用原理
1.5.3 超声波技术在冶金领域中的应用
1.6 论文的研究意义与内容
1.6.1 论文的研究意义
1.6.2 论文的研究内容
第2章 实验材料与方法
2.1 实验材料
2.2 实验仪器与试剂
2.2.1 实验仪器
2.2.2 实验试剂
2.3 实验方法
2.3.1 电感耦合等离子体原子发射光谱法
2.3.2 原子吸收光谱分析
2.3.3 X射线衍射分析
2.3.4 工艺矿物学分析
第3章 铜阳极泥物相研究
3.1 高镍铜阳极泥物相分析
3.1.1 化学成分分析
3.1.2 粒度分布特征
3.1.3 XRD物相分析
3.1.4 扫描电镜分析
3.2 高铅铜阳极泥物相分析
3.2.1 化学成分分析
3.2.2 粒度分布特征
3.2.3 XRD物相分析
3.2.4 扫描电镜分析
第4章 铜阳极泥常压浸出实验研究
4.1 高镍铜阳极泥常压浸出影响因素
4.1.1 硫酸浓度对常压浸出的影响
4.1.2 浸出温度对常压浸出的影响
4.1.3 固液比对常压浸出的影响
4.1.4 浸出时间对常压浸出的影响
4.1.5 通气速率对常压浸出的影响
4.1.6 双氧水浓度对常压浸出的影响
4.1.7 最优化实验
4.2 高铅铜阳极泥常压浸出影响因素
4.2.1 硫酸浓度对常压浸出的影响
4.2.2 浸出温度对常压浸出的影响
4.2.3 固液比对常压浸出的影响
4.2.4 浸出时间对常压浸出的影响
4.2.5 通气速率对常压浸出的影响
4.2.6 双氧水浓度对常压浸出的影响
4.2.7 最优化实验
4.3 本章小结
第5章 铜阳极泥超声波辅助浸出实验研究
5.1 高镍铜阳极泥超声波辅助浸出影响因素
5.1.1 超声波功率及时间对超声波浸出的影响
5.1.2 硫酸浓度对超声波浸出的影响
5.1.3 浸出温度对超声波浸出的影响
5.1.4 固液比对超声波浸出的影响
5.1.5 通气速率对超声波浸出的影响
5.1.6 双氧水浓度对超声波浸出的影响
5.1.7 最优化实验
5.2 高铅铜阳极泥超声波辅助浸出影响因素
5.2.1 超声波功率及时间对超声波浸出的影响
5.2.2 硫酸浓度对超声波浸出的影响
5.2.3 浸出温度对超声波浸出的影响
5.2.4 固液比对超声波浸出的影响
5.2.5 通气速率对超声波浸出的影响
5.2.6 双氧水浓度对超声波浸出的影响
5.2.7 最优化实验
5.3 本章小结
第6章 铜阳极泥微波辅助浸出实验研究
6.1 高镍铜阳极泥微波辅助浸出影响因素
6.1.1 微波功率及时间对微波浸出的影响
6.1.2 固液比对微波浸出的影响
6.1.3 目标温度对微波浸出的影响
6.1.4 硫酸浓度对微波浸出的影响
6.1.5 双氧水浓度对微波浸出的影响
6.1.6 最优化实验
6.2 高镍铜阳极泥微波浸出渣加压浸出
6.2.1 硫酸浓度对加压浸出的影响
6.2.2 温度时间对加压浸出的影响
6.2.3 固液比对加压浸出的影响
6.2.4 微波预处理对加压浸出的影响
6.2.5 微波预处理动力学分析
6.2.6 未微波预处理动力学分析
6.3 高铅铜阳极泥微波浸出预处理研究
6.3.1 微波功率及时间对微波浸出的影响
6.3.2 固液比对微波浸出的影响
6.3.3 目标温度对微波浸出的影响
6.3.4 硫酸浓度对微波浸出的影响
6.3.5 双氧水浓度对微波浸出的影响
6.3.6 最优化实验
6.4 本章小结
第7章 铜阳极泥微波-超声波浸出实验研究
7.1 高镍铜阳极泥微波-超声波浸出响应曲面分析
7.1.1 响应曲面法
7.1.2 模型精确性验证
7.1.3 响应曲面和等高线图
7.1.4 优化结果
7.2 高铅铜阳极泥微波-超声波浸出实验
7.2.1 对比实验
7.2.2 超声波模式的影响
7.3 本章小结
第8章 铜阳极泥微波、超声波浸出理论研究
8.1 铜阳极泥微波辅助浸出理论研究
8.1.1 传统浸出与微波辅助浸出对比实验
8.1.2 微波场下温度变化
8.1.3 微波辅助浸出模型
8.2 铜阳极泥超声波辅助浸出理论研究
8.2.1 传统浸出与超声波辅助浸出对比实验
8.2.2 动力学分析实验
8.2.3 扫描电镜分析
8.3 技术分析
8.3.1 工艺分析
8.3.2 能耗分析
8.4 本章小结
第9章 含铜、硒碲浸出液回收实验研究
9.1 浸出液元素分析
9.2 实验流程
9.2.1 铜的分离工序
9.2.2 亚硫酸钠还原硒、碲工序
9.3 还原产物的性质
9.4 本章小结
第10章 结论
参考文献
致谢
攻读博士期间成果目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]铜阳极泥全湿法处理过程中贵贱金属的行为[J]. 金哲男,马致远,杨洪英,刘新建. 东北大学学报(自然科学版). 2015(09)
[2]采用亚硫酸钠还原法从沉金后液中回收稀贵金属[J]. 张福元,郑雅杰,孙召明,马亚赟,董俊斐. 中国有色金属学报. 2015(08)
[3]响应曲面法优化铜阳极泥微波浸出硒工艺[J]. 马致远,杨洪英. 中南大学学报(自然科学版). 2015(07)
[4]Ultra fast microwave-assisted leaching for the recovery of copper and tellurium from copper anode slime[J]. Zhi-yuan Ma,Hong-ying Yang,Song-tao Huang,Yang Lü,Liu Xiong. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2015(06)
[5]基于田口法的铜阳极泥微波浸出工艺[J]. 马致远,杨洪英,陈国宝,吕阳,佟琳琳. 中国有色金属学报. 2014(08)
[6]高铅铜阳极泥的工艺矿物学[J]. 杨洪英,李雪娇,佟琳琳,陈国宝. 中国有色金属学报. 2014(01)
[7]铜阳极泥选冶富集金银的粗选研究[J]. 陈国宝,杨洪英,郭军,李雪娇. 贵金属. 2013(03)
[8]脱除铜阳极泥中贱金属的预处理工艺[J]. 刘伟锋,杨天足,刘又年,陈霖,张杜超,王安. 中南大学学报(自然科学版). 2013(04)
[9]铜阳极泥的工艺矿物学[J]. 李雪娇,杨洪英,佟琳琳,陈国宝. 东北大学学报(自然科学版). 2013(04)
[10]高镍铜阳极泥预处理富集金银的研究[J]. 杨洪英,陈国宝,彭驭风,李雪娇. 东北大学学报(自然科学版). 2013(03)
博士论文
[1]碱性氧化法处理铜/铅阳极泥的研究[D]. 刘伟锋.中南大学 2011
[2]铜阳极泥加压酸浸预处理工艺及机理研究[D]. 张博亚.昆明理工大学 2008
硕士论文
[1]高铅铜阳极泥超声波微波预处理新工艺研究[D]. 吕阳.东北大学 2014
[2]铜阳极泥提取硒、碲的实验研究[D]. 章尚发.昆明理工大学 2013
[3]高铅铜阳极泥选冶新工艺的研究[D]. 池文荣.东北大学 2013
[4]高镍铜阳极泥中硒、碲、铜的脱除研究[D]. 钟先林.东北大学 2013
[5]从铜阳极泥中提取金银的研究[D]. 孟智广.昆明理工大学 2013
[6]碱性加压氧化处理铅阳极泥的工艺研究[D]. 王安.中南大学 2011
[7]从高含硒、碲和贵金属富料中分离提取硒、碲研究[D]. 钟勇.昆明理工大学 2010
[8]大冶铜阳极泥处理过程中有价金属元素物质流分析研究[D]. 钟菊芽.中南大学 2010
[9]超声波辅助不同重金属浸出和沉降过程及机理的研究[D]. 蔡婷婷.华南理工大学 2010
[10]铜阳极泥预处理富集金银新工艺研究[D]. 汪蓓.中南大学 2009
本文编号：3181570
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