复杂高镁低镍硫化矿生物浸出液中镍镁的分离研究

发布时间：2021-10-06 19:15

　　复杂生物浸出液中,有价金属离子浓度低而杂质离子浓度高,且体系pH值较低,浸出液的这些特点给溶液分离带来难题。常规的沉淀分离法会使有价金属夹带在沉淀物中,造成大量损失,增加成本。因此针对生物浸出液的特点,开展高效、低成本分离方法的研究尤为必要。本文针对老挝复杂低品位硫化镍矿生物浸出液体系中杂质镁离子浓度数十倍于有价金属镍离子的特点,开展了在低pH值条件下,沉淀除铁,利用离子交换法富集镍离子并提高镍镁比及萃取法提取镍离子的实验研究,并对相关机理进行了探讨。通过分析4种树脂对镍镁混合溶液的吸附性能,树脂CN-27对镍具有较高的选择性系数,对混合溶液中的镍镁离子吸附质量比为1：10,小于原液中的1：50,可以有效富集镍离子并从浸出液中分离出部分镁离子。在树脂解吸阶段,由于镍离子的解吸酸度大于镁离子的解吸酸度,依靠不同酸度解吸可以进一步将溶液中的镁离子浓度降低。树脂CN-27对镍离子的穿透交换容量为0.487mmol/g树脂（0.613mmol/ml树脂）,饱和交换容量为0.515mmol/g树脂（0.648mmol/ml树脂）；对镁离子的饱和交换容量为0.262mmol/g树脂（0.323mm... 

【文章来源】：北京有色金属研究总院北京市

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 微生物浸出液的特点
    1.2 高镁低镍硫化矿的一些除镁降镁措施
        1.2.1 硫化镍矿的浮选与硫酸预浸出除镁
        1.2.2 细菌耐镁离子驯化
    1.3 常用的分离方法及研究现状
        1.3.1 沉淀法
        1.3.2 离子交换法
        1.3.3 溶剂萃取法
        1.3.4 液膜法
        1.3.5 膜分离法
        1.3.6 分子印迹法
        1.3.7 吸附法
        1.3.8 其他方法
        1.3.9 分离方法比较
    1.4 本研究的目的意义及研究内容
2 实验材料和方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 料液
        2.1.2 离子交换树脂
        2.1.3 萃取剂
        2.1.4 试剂及仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 静态法离子交换实验
        2.2.2 小型离子交换柱的离子交换实验
        2.2.3 镍镁萃取分离实验
        2.2.4 菌种培养
        2.2.5 分析方法
3 离子交换树脂的选择
    3.1 树脂对镍镁混合溶液的吸附性能研究
        3.1.1 不同树脂对镍镁混合溶液的吸附性能
        3.1.2 S930和CN-27树脂对镍离子吸附性能进一步研究
    3.2 不同因素对树脂吸附镍镁离子的影响
        3.2.1 初始pH值对树脂吸附镍镁离子的影响
        3.2.2 交换时间对树脂吸附镍镁离子的影响
        3.2.3 镍镁离子浓度比对树脂吸附镍镁离子的影响
        3.2.4 流速对树脂吸附镍离子的影响
    3.3 本章小结
4 离子交换法初步分离镍镁并富集镍的研究
    4.1 树脂CN-27的表征
        4.1.1 比表面积测定
        4.1.2 扫描电镜和能谱分析(SEM-EDAX)
    4.2 小型离子交换柱中镍镁离子的交换洗脱实验
        4.2.1 非梯度酸解吸实验
        4.2.2 梯度酸解吸实验
    4.3 小型离子交换柱工作交换容量的测定和镍离子的浓缩实验
        4.3.1 小型离子交换柱穿透交换容量的测定和镍离子的浓缩实验
        4.3.2 小型离子交换柱饱和交换容量的测定和饱和解吸曲线的绘制
    4.4 细菌浓度对树脂吸附能力的影响
    4.5 本章小结
5 溶剂萃取法分离镍镁的研究
    5.1 实际溶液探索实验
    5.2 未皂化萃取剂萃取单组分溶液的研究
        5.2.1 萃取剂种类和初始pH值对萃取镁的影响
        5.2.2 萃取剂种类和初始pH值对萃取镍的影响
    5.3 皂化萃取剂萃取单组分溶液的研究
        5.3.1 溶液初始pH值对皂化后P_(204)萃取镍镁离子的影响
        5.3.2 溶液初始pH值对皂化后P_(507)萃取镍镁离子的影响
        5.3.3 萃取剂皂化率对镍镁离子萃取率的影响
        5.3.4 单组分溶液中镍镁离子浓度对各自萃取率的影响
    5.4 不同浓度组合对混合溶液中镍镁的萃取率影响
    5.5 萃取剂Versatic10对镍镁的分离研究
        5.5.1 平衡pH值对Versatic10萃取镍镁离子的影响
        5.5.2 皂化率对Versatic10萃取镍镁离子的影响
        5.5.3 相比对Versatic10萃取镍镁离子的影响
        5.5.4 硫酸浓度对Versatic10反萃的影响
    5.6 萃取剂Cyanex301对镍镁的分离研究
        5.6.1 溶液初始pH值对Cyanex301萃取镍镁离子的影响
        5.6.2 酸度和温度对Cyanex301反萃的影响
    5.7 本章小结
6 实际溶液镍镁分离的研究
    6.1 浸出液沉淀除铁
    6.2 除铁后液离子交换富集并除杂
    6.3 交后液萃取分离镍镁
    6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]选择性浸出硫化镍精矿中的镁[J]. 卢苏君,杨粉娟,马天飞,豆银丽.  有色金属(冶炼部分). 2013(07)
[2]铜镍多金属硫化矿生物浸出研究现状及进展[J]. 杨晓龙,温建康,武彪.  稀有金属. 2012(05)
[3]脱除硫酸锰溶液中杂质镁的研究[J]. 杨超,王文磊,曾德文,阳海棠,陈聪,陈启元.  有色金属(冶炼部分). 2012(08)
[4]铜镍硫化矿浮选过程中MgO脉石矿物的抑制途径探析[J]. 张亚辉,孟凡东,孙传尧.  矿冶. 2012(02)
[5]低浓度钴溶液除铁、钙、镁和P204深度除杂工艺研究[J]. 胡威,黄兴远,李小理.  稀有金属与硬质合金. 2011(03)
[6]D113树脂对镁离子的交换特性[J]. 谢英惠,马广超,刘佳.  河北工业大学学报. 2011(03)
[7]改性层状结晶硅酸钠对钙镁离子交换的动力学研究[J]. 耿卫东,杨雪静,杨亚玲.  无机盐工业. 2011(02)
[8]萃取-反萃法综合回收磷矿浮选尾矿中磷和镁[J]. 黄芳,王华,李军旗,陈义,杨书怀.  环境科学与技术. 2010(04)
[9]电解金属锰合格液中锰镁的萃取分离研究[J]. 何宾宾,梁玉军,杨超,田熙科,皮振邦.  中国锰业. 2010(01)
[10]DNNSA反胶团溶液净化磷酸中镁的研究[J]. 徐碧,刘代俊,余静,曹艳,梁如刚.  化学研究与应用. 2009(04)

博士论文
[1]金川高镁型低品位硫化镍矿生物浸出的应用基础与技术研究[D]. 甄世杰.中南大学 2010

硕士论文
[1]高镁型低品位镍硫化矿的柱浸和堆浸研究[D]. Maurice A. Campbell.中南大学 2009
[2]从低品位矿堆浸液中分离回收铜镍[D]. 孙召明.中南大学 2004



本文编号：3420594