用甘氨酸溶液从铜-钢双金属废料中浸出铜

发布时间：2020-11-15 02:32

　　 研究了用碱性甘氨酸溶液从铜-钢双金属废料中选择性浸出铜,考察了溶液初始Cu~(2+)浓度、甘氨酸浓度、体系pH、温度、空气流量和搅拌速度对铜浸出率的影响。结果表明:在温度50℃、初始Cu~(2+)浓度0.20 mol/L、甘氨酸浓度4 mol/L、体系pH=10.60、空气流量1.0 L/min和搅拌速度300 r/min条件下,铜浸出效果较好;Cu~(2+)浸出反应级数为0.46,表观反应活化能为47.7 kJ/mol,浸出速率受化学反应控制。
【部分图文】：

在Cu2+浓度0.20 mol/L、体系pH=11.60、Gly浓度4.0 mol/L、空气流量1.0 L/min、搅拌速度300 r/min条件下浸出3 h,温度对铜浸出速率的影响试验结果如图1所示。由图1看出,随温度升高,铜浸出速率迅速提高。根据范特荷甫规则,温度升高,浸出时参加反应的活化分子数增多,分子间碰撞机会增加,反应速率常数增大,有利于铜的溶解;温度达到一定时,Gly不稳定发生分解生成NH3。NH3为铜的配合剂,与Cu2+配合成稳定的Cu(NH3) 4 2+ ,进一步促进铜的溶解。综合考虑,确定温度以50 ℃为宜。

在温度50 ℃、体系pH=11.60、Gly浓度4.0 mol/L、空气流量1.0 L/min、搅拌速度300 r/min条件下,浸出剂中初始Cu2+浓度对铜浸出速率的影响试验结果如图2所示。由图2看出:初始Cu2+浓度小于0.25 mol/L时,铜浸出速率随Cu2+浓度升高而提高;Cu2+浓度大于0.25 mol/L后,铜浸出速率稍有下降。从反应式(4)可知,Cu2+浓度升高可促进反应向右移动,使浸出速率增大;但随Cu2+浓度继续提高,浸出液中的甘氨酸铜浓度也增大,使反应向右趋势变小,浸出速率稍有下降。综合考虑,确定初始Cu2+浓度以0.20 mol/L为宜。

铜浸出过程中,甘氨酸主要提供甘氨酸根离子,甘氨酸根离子与Cu2+、Cu+分别配合形成CuL2和CuL-2。在温度50 ℃、Cu2+浓度0.20 mol/L、体系pH=11.60、空气流量1.0 L/min、搅拌速度300 r/min条件下,Gly浓度对铜浸出速率的影响试验结果如图3所示。由图3看出:铜浸出速率随Gly浓度增大先升高后降低;Gly浓度为4.0 mol/L时,铜浸出速率最高。随Gly浓度进一步增大,甘氨酸根离子活度降低,同时溶液黏度增加,甘氨酸根离子扩散到铜合金表面和CuL-2离开铜合金进入溶液主体的速率降低,导致铜浸出速率降低。
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本文编号：2884239