基于粗铜精炼废渣中钴的回收研究

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1、中南大学硕士学位论文粗铜精炼废渣中钴的回收研究姓名：张阳申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：满瑞林20100528硕士学位论文摘要非洲铜钴矿经火法冶炼产生的炉渣中含有一定量的钴、铜、锌等有价成分，回收炉渣中的这些有价金属将具有可观的经济价值和环保效益。本文从炉渣的矿物学、热力学等方面对铜冶废渣中有价金属的溶出、分离、回收等工艺与理论进行了系统研究，提出了“选择性浸出、高效分离"的综合回收铜冶炉渣中钴、锌、铜的方案。论文的主要研究内容和结果如下：(1)分析表明实验矿渣含钴4．087％、铜1．34

2、9％、锌1．700％、铁28．430％、硅15．380％和铝3．220％，这种炉渣为非洲产出的粗铜精炼渣，具有高硅、高铁的特性。本文采用常压氧化酸浸一中和调浆的方法选择性浸出回收铜冶炉废渣中的钴、锌、铜等有价金属。论文考察并优化了影响选择性浸出的相关参数(如温度、酸度等)，对有关理论进行研究，得到的最优浸出条件为：在添加剂TCl存在的条件下，温度为95℃，浸出剂硫酸用量为17．69／209渣，氧化剂氯酸钠用量为2．59／209渣，浸出时间3小时，以氢氧化钙乳液为调浆剂中和调节浸出矿浆，并保持一小时内

3、不变为反应终点，调浆过程促成硅、铁的聚沉，过滤洗涤后得到含铁和硅极少的滤液。本研究突破了在高硅铜冶渣湿法浸出回收有价金属过程中容易形成硅胶所造成难过滤的瓶颈；同时在这一调浆过程中能有效地去除铁和大部分硅，得到含锌、铜和钴极少的滤饼及富含锌、铜和钴的滤液，钴、锌和铜的浸出率分别达97．7％、97．3％、89．1％，而硅、铁的浸出率仅为3．2％和0．02％，实现了浸出一调浆过程的选择性。分析表明滤饼的主要成分为黄钠铁矾、硫酸钙和二氧化硅，其浸出一调浆过程实现了铁橄榄石结构的转变，得到的固相渣容易过滤并有

4、效抑制了溶液中硅胶的出现。(2)采用碳酸氢铵中和水解深度除铝，溶液中铝的脱除率接近100％，钻的损失率小于O．33％，锌、铜损失率小于1．1％。用氢氧化钠溶液调节pH至7．5水解共沉铜、锌、钴使之与钙、镁分离，将共沉淀渣用酸反溶后，使用萃取剂X1萃取分离铜，X2萃取分离锌，草酸铵沉钴，钴、锌、铜的总回收率分别达94．7％，92．6％，85．7％．该法简单、经济、能耗低，矿渣不需焙烧预处理，其浸出调浆过硕士学位论文摘要程具有选择性，有价金属(尤其是钴)回收率较高。该方法可推广应用从铜冶炼废渣中回收钴、

5、锌和铜等有价金属。关键词铜冶炉渣，钴，选择性浸出，硅铁聚沉，萃取Il硕士学位论文ABSTRA(了rABSTRACTBasemetalssuchascobalt，zincandcopperarepresentinAfricancoppersmelterslagduringthepyrometallurgyprocess，itisveryimportantforeconomyandenvironmentalprotectiontorecoverthesemetals，thetheorywasstudie

6、dindetailinmineralogy’thermodynamicsandSOoninthispaper,aflowsheettorecovercobalt，znicandcopperintheslagwaspresented，whichis“Selectiveleachingslags_-Effectiverefiningandseparatingcobalt，zincandcoppeF'．Themainpointsandcotentofthispaperareindicatedasfollo

7、wing：(1)Thecoppersmeltslagassaying4．087％cobalt，1．349％copper,1．7％zinc．15．38％siliconand28．43％ironisproducedbypyrometallurgyoperations．TheslagisoriginatedfromAfricawithcharacterofhighsiliconandiron，meanwhilecobaltisrichintheslag，SOitiseconomicaltorecovery

8、cobaltfromtheslag．Afeasiblehydrometallurgicalmethodforselectiveleachingatatmosphericpressure一一neutralizingcoagulationtorecoverycobalt，zincandcopperintheslagwasshownonthispaper．Fourkeyparameters，namelysulfuricacidaddition，sodiumchloratea