保护电沉积处理铜氰废水回收铜和氰化物的研究
发布时间：2021-04-30 22:28
黄金主要采用氰化浸出工艺从矿石中直接提取冶炼,但由于伴生矿物的存在,氰化浸出过程中会产生大量含铜氰化废水。氰化浸出液中铜离子的大量存在会显著降低金的浸出速度并增加氰耗,导致铜氰废水无法直接返回氰化工序使用,只能对其进行适当处理后排放。采用常规净化工艺处理时,废水中的有价金属元素和氰化物无法得到回收利用,且药剂消耗量大、处理成本高;酸化法（AVR）等处理工艺虽可实现氰化物的回收利用,但仍存在着成本高、处理后废水无法直接回用等问题,且废水中的有价金属铜无法有效回收;而采用传统的电沉积工艺可有效回收废水中有价金属铜,但此过程中氰化物会发生严重的氧化分解,无法实现有价金属元素和氰化物的同时回收。为实现含铜氰化废水的综合利用,本文研发了一种具有良好应用前景的保护电沉积处理铜氰废水技术,即通过在废水中添加适量保护剂（次亚磷酸钠）的方法抑制电沉积回收金属铜过程中氰化物的氧化分解。在此基础上,采用溶剂萃取-保护电沉积工艺,成功实现低浓度铜氰废水中有价元素铜和氰化物的同时回收和废水的循环使用。此外,本文对氰化物及次亚磷酸盐的电极反应机理也进行了研究。对不同条件下溶液中铜氰离子的配合形式和阴极析出电位进行...
【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】：131 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 铜氰废水的产生及危害
1.3 铜氰废水的处理工艺及研究现状
1.3.1 自然降解法
1.3.2 碱性氯化法
1.3.3 SO_2-空气法
1.3.4 过氧化氢法
1.3.5 直接电解法
1.3.6 微生物降解法
1.3.7 酸化法
1.3.8 硫酸锌-硫酸法
1.4 改进电沉积工艺研究现状
1.4.1 电积-酸化工艺
1.4.2 离子交换膜电解法
1.4.3 保护电沉积工艺
1.5 次亚磷酸钠的性质及应用
1.6 含氰废水中铜富集工艺研究现状
1.6.1 活性炭吸附法
1.6.2 电渗析法
1.6.3 离子交换法
1.6.4 溶剂萃取法
1.7 季铵盐在碱性溶液萃取中的应用
1.8 本文研究的意义及内容
1.8.1 本文研究的意义
1.8.2 主要研究内容
第2章 实验研究方法
2.1 实验原料
2.2 实验设备
2.3 电沉积实验研究方法
2.3.1 电解液的配制
2.3.2 电沉积实验过程
2.3.3 电沉积实验装置
2.3.4 电沉积实验数据分析
2.4 溶剂萃取实验研究方法
2.4.1 有机相的配制
2.4.2 水相的配制
2.4.3 萃取与反萃实验过程
2.4.4 溶剂萃取机理研究方法
2.5 氰化浸出研究方法
2.6 电化学研究方法
2.6.1 电化学测试装置
2.6.2 循环伏安测试
2.6.3 恒电位电解
2.6.4 电化学阻抗分析
2.7 分析检测方法
2.7.1 溶液中铜含量的测定
2.7.2 氰化物含量的测定
2.7.3 铜中磷含量的测定
2.7.4 物相及显微组织分析
第3章 铜氰配合物溶液的相关热力学研究
3.1 引言
3.2 铜氰配合形式计算方法
3.3 铜氰配合形式计算结果与分析
3.3.1 温度对配合形式的影响
3.3.2 游离CN/Cu物质的量比对配合形式的影响
3.3.3 溶液pH值对配合形式的影响
3.4 阴极析出电极计算方法
3.5 阴极析出电位计算结果与分析
3.5.1 温度对析出电位的影响
3.5.2 游离CN/Cu物质的量比对阴极析出电位的影响
3.5.3 pH值对阴极析出电位的影响
3.6 本章小结
第4章 铜氰废水的电沉积回收研究
4.1 引言
4.2 直接电沉积处理研究
4.2.1 温度对直接电沉积回收效果的影响
4.2.2 CN/Cu物质的量比对直接电沉积回收效果的影响
4.2.3 电流密度对直接电沉积回收效果的影响
4.3 保护电沉积处理研究
4.3.1 次亚磷酸钠用量对保护电沉积回收效果的影响
4.3.2 温度对保护电沉积回收效果的影响
4.3.3 电流密度对保护电沉积回收效果的影响
4.3.4 初始pH值对保护电沉积回收效果的影响
4.3.5 电解产物分析与检测
4.4 电沉积余液氰化浸出研究
4.4.1 金精矿的化学及物相分析
4.4.2 氰化浸出实验研究
4.5 实际工业废水保护电沉积处理研究
4.5.1 废水中铜氰离子的配合形式
4.5.2 工业废水保护电沉积实验研究
4.5.3 阳极产物分析
4.5.4 电位-时间曲线
4.6 本章小结
第5章 铜氰废水的溶剂萃取分离富集研究
5.1 引言
5.2 铜氰废水的萃取工艺研究
5.2.1 稀释剂组成对铜萃取率的影响
5.2.2 萃取剂浓度对铜萃取率的影响
5.2.3 萃取平衡等温线的绘制
5.2.4 水相pH值对铜萃取率的影响
5.2.5 温度对铜萃取率的影响
5.2.6 阴离子杂质对铜萃取率的影响
5.2.7 锌离子的萃取回收研究
5.2.8 水相CN/Cu比对铜萃取率的影响
5.2.9 TBP对铜萃取率的影响
5.2.10 季铵盐萃取机理的研究
5.3 负载有机相的反萃取工艺研究
5.3.1 反萃剂的选择
5.3.2 反萃剂浓度对反萃取效果的影响
5.3.3 NaCN浓度对反萃取效果的影响
5.3.4 水相初始pH值对反萃取效果的影响
5.3.5 温度对反萃取效果的影响
5.3.6 逆流反萃取级数研究
5.4 萃取余液的氰化浸出研究
5.4.1 浮选金精矿的氰化浸出研究
5.4.2 原矿直接氰化浸出研究
5.5 反萃液的电沉积回收研究
5.5.1 NH_4SCN对电沉积过程的影响
5.5.2 反萃液浓度对氰化物回收的影响
5.6 实际低浓度工业废水的综合回收研究
5.6.1 低浓度废水萃取电沉积实验过程
5.6.2 综合回收实验结果分析
5.7 本章小结
第6章 阳极反应机理及强化保护电沉积工艺研究
6.1 引言
6.2 氰化物阳极氧化机理研究
6.2.1 阳极反应过程循环伏安研究
6.2.2 不同极化电位下阳极产物分析
6.2.3 氰化物氧化分解的电极反应过程
6.2.4 温度对阳极反应过程的影响
6.2.5 CN/Cu物质的量比对阳极反应过程的影响
6.2.6 初始NaOH浓度对阳极反应过程的影响
6.2.7 不同反应物浓度下伏安研究
6.2.8 不同扫描速度下循环伏安研究
6.3 次亚磷酸盐抑制机理研究
6.3.1 次亚磷酸盐对阳极反应过程的影响
6.3.2 阳极反应过程交流阻抗研究
6.3.3 次亚磷酸盐浓度对阳极反应过程的影响
6.4 强化保护电沉积实验研究
6.4.1 电沉积实验装置
6.4.2 实验方法
6.4.3 实验结果与讨论
6.5 本章小结
第7章 结论
参考文献
致谢
攻读博士学位期间取得的学术成果
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]用化学沉淀法处理高铜氰化贫液[J]. 李淑梅,舒方霞,丛自范,刘凯华. 湿法冶金. 2016(06)
[2]含氰废水的电化学处理技术研究进展[J]. 宋永辉,雷思明. 黄金科学技术. 2016(04)
[3]臭氧氧化法处理含氰废水工艺的系统优化[J]. 吴铃,楚金澄,李延吉. 黄金. 2016(07)
[4]SO2/Air法处理含氰尾矿浆氧化反应器的设计与应用[J]. 梅治福,丁成,王莹,费运良. 黄金. 2015(12)
[5]SO2—空气法处理氰化矿浆的试验研究[J]. 孙聪,王为振,常耀超,李云. 矿冶. 2015(05)
[6]改性季铵盐从高碱度溶液中萃取钒的研究[J]. 陈金清,林凯,熊家任,段敏,黄亚祥. 有色金属科学与工程. 2015(02)
[7]硫酸锌沉淀法处理高铜氰化废水的动力学研究[J]. 雷思明,宋永辉,屈学化,兰新哲. 黄金. 2015(03)
[8]含铜金矿氰化浸金回收过程中铜的行为[J]. 黄志华. 矿产综合利用. 2015(01)
[9]硫酸锌沉淀法处理高铜氰化废水的研究[J]. 宋永辉,屈学化,吴春晨,兰新哲,周军. 稀有金属. 2015(04)
[10]紫金山金矿吸附贫液过氧化氢除氰沉铜半工业试验研究[J]. 林斌,巫銮东,谭希发. 黄金. 2014(04)
博士论文
[1]全球经济变革中黄金的地位与趋势[D]. 韩美玲.中国地质大学（北京） 2011
硕士论文
[1]电渗析在含氰金矿废水资源化处理中的应用研究[D]. 郑云.中国海洋大学 2015
本文编号：3169599
【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】：131 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 铜氰废水的产生及危害
1.3 铜氰废水的处理工艺及研究现状
1.3.1 自然降解法
1.3.2 碱性氯化法
1.3.3 SO_2-空气法
1.3.4 过氧化氢法
1.3.5 直接电解法
1.3.6 微生物降解法
1.3.7 酸化法
1.3.8 硫酸锌-硫酸法
1.4 改进电沉积工艺研究现状
1.4.1 电积-酸化工艺
1.4.2 离子交换膜电解法
1.4.3 保护电沉积工艺
1.5 次亚磷酸钠的性质及应用
1.6 含氰废水中铜富集工艺研究现状
1.6.1 活性炭吸附法
1.6.2 电渗析法
1.6.3 离子交换法
1.6.4 溶剂萃取法
1.7 季铵盐在碱性溶液萃取中的应用
1.8 本文研究的意义及内容
1.8.1 本文研究的意义
1.8.2 主要研究内容
第2章 实验研究方法
2.1 实验原料
2.2 实验设备
2.3 电沉积实验研究方法
2.3.1 电解液的配制
2.3.2 电沉积实验过程
2.3.3 电沉积实验装置
2.3.4 电沉积实验数据分析
2.4 溶剂萃取实验研究方法
2.4.1 有机相的配制
2.4.2 水相的配制
2.4.3 萃取与反萃实验过程
2.4.4 溶剂萃取机理研究方法
2.5 氰化浸出研究方法
2.6 电化学研究方法
2.6.1 电化学测试装置
2.6.2 循环伏安测试
2.6.3 恒电位电解
2.6.4 电化学阻抗分析
2.7 分析检测方法
2.7.1 溶液中铜含量的测定
2.7.2 氰化物含量的测定
2.7.3 铜中磷含量的测定
2.7.4 物相及显微组织分析
第3章 铜氰配合物溶液的相关热力学研究
3.1 引言
3.2 铜氰配合形式计算方法
3.3 铜氰配合形式计算结果与分析
3.3.1 温度对配合形式的影响
3.3.2 游离CN/Cu物质的量比对配合形式的影响
3.3.3 溶液pH值对配合形式的影响
3.4 阴极析出电极计算方法
3.5 阴极析出电位计算结果与分析
3.5.1 温度对析出电位的影响
3.5.2 游离CN/Cu物质的量比对阴极析出电位的影响
3.5.3 pH值对阴极析出电位的影响
3.6 本章小结
第4章 铜氰废水的电沉积回收研究
4.1 引言
4.2 直接电沉积处理研究
4.2.1 温度对直接电沉积回收效果的影响
4.2.2 CN/Cu物质的量比对直接电沉积回收效果的影响
4.2.3 电流密度对直接电沉积回收效果的影响
4.3 保护电沉积处理研究
4.3.1 次亚磷酸钠用量对保护电沉积回收效果的影响
4.3.2 温度对保护电沉积回收效果的影响
4.3.3 电流密度对保护电沉积回收效果的影响
4.3.4 初始pH值对保护电沉积回收效果的影响
4.3.5 电解产物分析与检测
4.4 电沉积余液氰化浸出研究
4.4.1 金精矿的化学及物相分析
4.4.2 氰化浸出实验研究
4.5 实际工业废水保护电沉积处理研究
4.5.1 废水中铜氰离子的配合形式
4.5.2 工业废水保护电沉积实验研究
4.5.3 阳极产物分析
4.5.4 电位-时间曲线
4.6 本章小结
第5章 铜氰废水的溶剂萃取分离富集研究
5.1 引言
5.2 铜氰废水的萃取工艺研究
5.2.1 稀释剂组成对铜萃取率的影响
5.2.2 萃取剂浓度对铜萃取率的影响
5.2.3 萃取平衡等温线的绘制
5.2.4 水相pH值对铜萃取率的影响
5.2.5 温度对铜萃取率的影响
5.2.6 阴离子杂质对铜萃取率的影响
5.2.7 锌离子的萃取回收研究
5.2.8 水相CN/Cu比对铜萃取率的影响
5.2.9 TBP对铜萃取率的影响
5.2.10 季铵盐萃取机理的研究
5.3 负载有机相的反萃取工艺研究
5.3.1 反萃剂的选择
5.3.2 反萃剂浓度对反萃取效果的影响
5.3.3 NaCN浓度对反萃取效果的影响
5.3.4 水相初始pH值对反萃取效果的影响
5.3.5 温度对反萃取效果的影响
5.3.6 逆流反萃取级数研究
5.4 萃取余液的氰化浸出研究
5.4.1 浮选金精矿的氰化浸出研究
5.4.2 原矿直接氰化浸出研究
5.5 反萃液的电沉积回收研究
5.5.1 NH_4SCN对电沉积过程的影响
5.5.2 反萃液浓度对氰化物回收的影响
5.6 实际低浓度工业废水的综合回收研究
5.6.1 低浓度废水萃取电沉积实验过程
5.6.2 综合回收实验结果分析
5.7 本章小结
第6章 阳极反应机理及强化保护电沉积工艺研究
6.1 引言
6.2 氰化物阳极氧化机理研究
6.2.1 阳极反应过程循环伏安研究
6.2.2 不同极化电位下阳极产物分析
6.2.3 氰化物氧化分解的电极反应过程
6.2.4 温度对阳极反应过程的影响
6.2.5 CN/Cu物质的量比对阳极反应过程的影响
6.2.6 初始NaOH浓度对阳极反应过程的影响
6.2.7 不同反应物浓度下伏安研究
6.2.8 不同扫描速度下循环伏安研究
6.3 次亚磷酸盐抑制机理研究
6.3.1 次亚磷酸盐对阳极反应过程的影响
6.3.2 阳极反应过程交流阻抗研究
6.3.3 次亚磷酸盐浓度对阳极反应过程的影响
6.4 强化保护电沉积实验研究
6.4.1 电沉积实验装置
6.4.2 实验方法
6.4.3 实验结果与讨论
6.5 本章小结
第7章 结论
参考文献
致谢
攻读博士学位期间取得的学术成果
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]用化学沉淀法处理高铜氰化贫液[J]. 李淑梅,舒方霞,丛自范,刘凯华. 湿法冶金. 2016(06)
[2]含氰废水的电化学处理技术研究进展[J]. 宋永辉,雷思明. 黄金科学技术. 2016(04)
[3]臭氧氧化法处理含氰废水工艺的系统优化[J]. 吴铃,楚金澄,李延吉. 黄金. 2016(07)
[4]SO2/Air法处理含氰尾矿浆氧化反应器的设计与应用[J]. 梅治福,丁成,王莹,费运良. 黄金. 2015(12)
[5]SO2—空气法处理氰化矿浆的试验研究[J]. 孙聪,王为振,常耀超,李云. 矿冶. 2015(05)
[6]改性季铵盐从高碱度溶液中萃取钒的研究[J]. 陈金清,林凯,熊家任,段敏,黄亚祥. 有色金属科学与工程. 2015(02)
[7]硫酸锌沉淀法处理高铜氰化废水的动力学研究[J]. 雷思明,宋永辉,屈学化,兰新哲. 黄金. 2015(03)
[8]含铜金矿氰化浸金回收过程中铜的行为[J]. 黄志华. 矿产综合利用. 2015(01)
[9]硫酸锌沉淀法处理高铜氰化废水的研究[J]. 宋永辉,屈学化,吴春晨,兰新哲,周军. 稀有金属. 2015(04)
[10]紫金山金矿吸附贫液过氧化氢除氰沉铜半工业试验研究[J]. 林斌,巫銮东,谭希发. 黄金. 2014(04)
博士论文
[1]全球经济变革中黄金的地位与趋势[D]. 韩美玲.中国地质大学（北京） 2011
硕士论文
[1]电渗析在含氰金矿废水资源化处理中的应用研究[D]. 郑云.中国海洋大学 2015
本文编号：3169599
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