扩散渗析法在湿法冶金中的应用

扩散渗析是处理湿法冶金过程中酸性废液的有效方法.介绍废酸在阴离子交换膜中扩散行为的研究进展及扩散渗析法在湿法冶金中的应用情况,并简要评述扩散渗析法在湿法冶金中的应用前景.     

钢铁厂烧结机头灰中铅的配位浸出行为与综合回收

针对钢铁厂烧结机头灰中富含铅、铁、碳、钾、氯等多种有价元素的特点,根据氯离子与铅配位的特性,采用配位浸出的方式实现铅与铁、碳等元素的选择性分离回收。SEM-EDS、XRD等研究分析表明,烧结机头灰中铅主要以絮状的KPb2Cl5等物相吸附于铁氧化合物、硅铝酸盐和碳颗粒表面,铁主要以Fe2O3和Fe3O4物相存在。实验考察了溶液pH值、温度、氯离子浓度、浸出时间和液固比等因素对铅浸出率的影响。研究表明,在溶液pH值为3.0,浸出温度为80℃,氯离子浓度为6 mol/L,液固比(mL/g)为10:1,浸出时间为2 h的优化条件下,烧结机头灰中铅化合物与氯发生配位溶解反应生成PbCl2 i i-(i=1~4)等易溶解的络合离子,实现铅的浸出,铅浸出率为95.7%;而烧结机头灰中对钢铁冶炼有用的铁、碳、硅、铝等元素不被浸出,富集在浸出渣中,较好地实现了选择性浸出。浸出液中的铅经冷却结晶、洗涤纯化后,获得纯度为99%的氯化铅产品。     

Metral54-100萃取分离铜、镍的密度泛函研究

采用密度泛函理论DFT/B3LYP/6-31G+(d, p)方法计算不同配位形态的铜、镍萃合物的结合能、全局活性指数、局部活性指数和红外光谱，探讨了1-苯基-1,3癸二酮(Mextral54-100)萃取Cu(II), Ni(II)的行为及机理。结果表明，Mextral54-100对Cu(II)的萃取能力大于Ni(II)。在反萃过程中，铜的萃合物更易被反萃。萃合物羰基表现出最高的反应活性，为活性中心。萃合物中氨分子的取代数越多，萃合物构型近似于稳定的八面体结构。配体氨逐一被萃取剂的羰基取代，有效避免共萃氨。Mextral54-100从铜、镍氨混合溶液中萃取–反萃Cu(II)和Ni(II)的实验结果与理论预测结果吻合，进一步通过FT-IR证实了理论计算结果的准确性，密度泛函理论有望成为一种研究萃取分离性能的新方法。     

三氧化二钒的非等温氧压碱溶动力学研究

研究了化学纯V2O3在氧压碱浸过程中钒的非等温溶解动力学。考察了搅拌转速(200～1000 r.min-1)、氧分压(200～700 kPa)、NaOH浓度(0.1～2.0 mol.L-1)和升温速率(1.31～4.01 K.min-1)对钒溶解率的影响。实验结果表明,降低升温速率或增大氧气压力,可以提高钒浸出率;搅拌转速在800 r.min-1以上或NaOH浓度高于0.5 mol.L-1时对反应速率的影响可以忽略。采用一种非等温动力学模型来描述该反应过程,得到了4种不同升温速率下碱液浸取提钒的动力学方程式。动力学分析结果显示,在室温与423 K之间,该浸出过程的平均表观活化能E为36.62～37.52 kJ.mol-1。从而证实了在实验条件下,溶解过程的控制步骤为化学反应与扩散混合控制。反应中氧分压和NaOH浓度的反应级数分别为0.74和0。     

高铁硫化锌精矿的真空铁还原

开展了真空下铁还原高铁硫化锌精矿的热力学分析和试验研究.在整个还原过程中锌以单质形式冷凝回收,直收率达95%左右,矿物中的硫主要以FeS的形式固定.通过试验研究确定了真空下铁还原高铁硫化锌精矿较好的工艺条件.     

含铟锌浸渣中铟浸出动力学研究

本文以含铟锌浸渣为对象,研究其在硫酸溶液中的浸出动力学。考察了搅拌转速、硫酸浓度、三价铁浓度、反应温度和矿物粒度等实验条件对铟浸出速率的影响。结果表明：其浸出过程可用没有固体产物层生成的“未反应核收缩模型”描述;浸出反应的表观活化能为 J/mol;对硫酸浓度与三价铁浓度的表观反应级数分别为0.985与-0.096;含铟锌浸渣的浸出过程受化学反应控制。     

Zn2+-Mg2+-H2O系中和沉锌热力学分析及应用

湿法炼锌废电解液在冷冻结晶除镁时会生成大量ZnSO₄?7H₂O和MgSO₄?7H₂O组成的结晶产物,采用中和水解法实现结晶产物中锌、镁的分离回收。根据配位化学热力学平衡原理,绘制了298K时Zn^₂₊-Mg^₂₊-H₂O系热力学平衡图。结果表明：在pH为6.0~12.0范围内,锌离子优先沉淀析出;pH=8.0时,Zn(OH)_2(s)的条件溶度积pKs=15.6,溶液中[Zn]_T≤1.0×10^_-5mol/L。实验数据表明,在温度60℃、pH为7.0、反应时间80min的最优条件下,锌沉淀率达到100%,镁不沉淀;硫酸镁溶液经蒸发结晶得到MgSO₄?6H₂O,沉锌产物经稀硫酸浸出获得硫酸锌溶液和石膏产品。     

复杂高铅低铁硫化锌精矿氧压浸出

以选矿尾矿经二次选矿获得的铅锌混合精矿为主要研究对象,针对其含铅高、铁较低的特点。对比研究了不同硫化锌精矿的氧压浸出效果,分析了高铅低铁硫化锌精矿的氧压浸出行为。结果表明,低铁锌精矿需在二段补加5 g/L的铁传递氧,锌浸出率达99%以上,铜浸出率约90%。铁大多以二价铁的形式随锌进入到浸出液,少部分入渣,以黄铁矿的形式存在,并有少量的铁氧化物;铅、银、硅沉淀入渣并在渣中富集,浸出渣可实现铅、银等有价金属的回收,精矿中的硫主要以单质硫的形式入渣。在两段氧压逆流浸出中,二段浸出液中铜会沉淀进入一段渣,在系统里循环累积,直至平衡,终渣含铜0.16%,一段浸出液含铜1.00 g/L,具有较高回收价值。     

有机磷(膦)类萃取剂的量化指数计算方法的选择

随着密度泛函理论的发展,密度泛函(DFT)方法能计算出比较精确的物质微观结构信息,广泛用于计算分子的量化信息。简要综述了密度泛函理论的基本框架及其发展过程,介绍了基组选择的方法,探讨了基组对机磷(膦)类萃取剂计算结果的影响。采用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-31+G(d,p)、6-31+G(d)、6-31 G(d,p)、6-31 G(d)、6-31+G基组下,分别对二(1-甲基己基)膦酸(P215)进行了几何结构全优化,考察了不同基组对键长、振动频率、总能量、CPU使用时间的影响,发现键长对计算条件不太敏感,在6-31 G(d,p)水平上计算出的振动频率更接近实验值,总能量最低,结构最稳定,CPU耗时适中。分析结果表明,采用B3LYP/6-31+G(d,p)研究有机磷(膦)类萃取剂原子的键长、红外光谱等量化指数的变化规律是比较合适的方法。     

低品位含钒石煤酸浸提钒工艺研究

在我国,含钒品位低于0.8%的石煤不但超过总量的60%,而且在高品位的矿山中也总夹杂着低品位的矿层或者矿带。为此,选取了贵州某地品位为0.60%的石煤为原料,采用硫酸+助浸剂R1+氧化剂R2体系进行了酸浸提钒试验研究。结果发现,该低品位石煤在一定条件下浸出率可达90%,并且在当前的市场条件下具有一定的经济价值。