黄铁矾法除铁动力学研究及应用(Ⅰ)——草黄铁矾沉淀的研究

本文对硫酸铁溶液中除铁作了热力学分析和计算,利用化学成分分析、X-衍射、电镜检查等手段,考察了草黄铁矾的单独沉淀及与钾铁矾、钠铁矾、铵铁矾的共沉淀,确定了影响草铁矾与碱矾共沉淀的主要因素和一定条件下草矾与碱矾共沉的比例。     

低污染钾铁矾法除铁

低污染铁矾法是常规铁矶法的发展。本文在钾铁矾法除铁动力学研究基础上,探讨了低污染钾铁矾法除铁。     

碱性焙烧再次沉矾法回收黄铁矾渣中的铟

从湿法炼锌的富铟铁钒渣中回收海绵铟.将黄铁矾渣碱性焙烧、稀酸浸出、再次沉矾、二次铁矾渣经焙烧、酸浸、还原可得海绵铟.主要考察了铁钒渣650℃焙烧时的碱渣配比、焙烧时间,焙烧渣浸出温度和再次沉矾时间等因素的影响.结果 表明,碳酸钠和黄铁矾渣的质量比为0.36,焙烧90 min后,用1 mol/L稀硫酸在85℃C下浸取150 min,浸出液在90℃下经14h再次沉矾,铟含量可提高23倍.二次矾渣600℃C焙烧后用1.0 mol/L稀盐酸浸出,浸出液直接用铝板置换,可得到93％以上的海绵铟,铟的直收率85％.     

低污染钠、铵铁矾法除铁

本文在钠铁矾、铵铁矾沉淀除铁动力学研究的基础上,研究了含钠、铵等沉矾离子及三价铁离子的锌焙砂高酸浸出液的预中和、以及中和后溶液的钠铁矾、铵铁矾沉淀除铁,探讨了湿法炼锌低污染钠、铵铁矾法除铁的途径及有效性。     

红土镍矿黄铵铁矾法除铁及杂质铁的高值化利用

以红土镍矿为原料,采用硫酸铵焙烧—水浸—黄铵铁矾法除铁,然后再以黄铵铁矾水解所得Fe2O3为原料,加入一定比例的Li2CO3、NH4H2PO4和蔗糖进行还原焙烧制备锂离子电池正极材料LiFePO4/C。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和化学分析等手段对实验样品进行了分析和表征。研究了工艺参数对除铁率和黄铵铁钒形貌以及黄铵铁钒形貌对磷酸铁锂电化学性能的影响。结果表明,最佳造矾条件为:反应时间4h、反应温度95℃、终点pH值2.5、搅拌速度400r/min,在此条件下浸出液除铁率超过98.35%;煅烧温度750℃、煅烧时间10h时制备的片状磷酸铁锂具有较好的电化学性能,在0.1C倍率下的首次放电比容量为164.12mA·h/g,0.1C、0.5C、1C、2C、5C倍率下循环10周的容量保持率较高。研究结果可为红土镍矿资源的高效、综合利用提供新技术及理论支持。     

细菌对铁矾类沉淀物形成的影响研究

铁矾类沉淀物的形成对细菌浸矿以及后续的浸出液净化除铁效率都有很大的影响.考察了细菌作用下,不同初始pH值、亚铁的初始量等因素对铁矾类沉淀物形成速率及产物组成的影响,并与无菌条件铁矾类沉淀进行对比,总结了细菌作用下,铁矾类沉淀物的形成动力学规律及产物组成差异.结果表明,细菌作用下,铁矾类沉淀物形成速率明显加快,并且产物组成与无菌时有很大差异.     

黄钾铵铁矾的热分解过程及其产物

考察黄钾铵铁矾对硫酸盐体系中锌、铟的吸附性能.在铁、锌、铟共存的硫酸盐体系中采用黄钾铵铁矾法除铁,得到了含锌、铟的黄钾铵铁矾,通过TG/DTA和XRD对黄钾铵铁矾及其热分解产物进行表征.结果表明,黄钾铵铁矾对锌铟有一定吸附作用,当98.5%的铁形成黄钾铵铁矾沉淀时,锌铟的共沉淀率分别为0.53%和98.9%.黄钾铵铁矾在217～900℃间有二个明显的分解发生,不同温度下所得产物具有不同的晶型及组成.第一步和第二步的热分解活化能、频率因子(1nA)和热分解机理函数[g(α)]分别为175.0kJ/mol,26.0,α2和224.0kJ/mol,23.3和[1-(1-α)1/3]2.     

红土镍矿制备黄钠铁矾的研究

为确定红土镍矿酸化焙烧溶出液中硫酸镍溶液除铁的工艺条件,以低品位红土镍矿硫酸铵焙烧熟料溶出液为研究对象,Na2CO3为造矾试剂制备了黄钠铁矾。造矾最佳试验条件为:反应温度95℃、反应时间4 h、终点p H值为2.5,除铁率在99.5%以上,并采用XRD、SEM和化学分析手段对黄钠铁矾进行了物化表征,显示在此条件下所得到的黄钠铁矾具有分散性良好、外形规则的,包含多个光滑颗粒的花球状的结构。     

用黄钾铁矾法从某铀矿浓酸浸出液中除铁的研究

本文论述了黄钾铁矾除铁法的基本原理以及用于处理某铀矿石的浓酸熟化－淋滤浸出液中除铁的研究结果。结果表明：该法可有效地应用于铀水冶工艺过程。     

有菌与无菌条件下铁矾形成动力学的对比

针对紫金山次生硫化铜矿石生物堆浸过程中,由于铁离子浓度过高引起沉淀,严重影响后续铜离子分离效率的情况,系统研究有菌与无菌条件下铁矾形成过程的动力学,考察铁矾形成过程中,铁矾生成量、pH值、电位等的变化情况,总结了有菌和无菌条件下铁沉淀物的形成规律.结果表明,细菌的参与,明显促进了铁矾的形成,有菌条件下产物为黄铵铁矾,而无菌条件下主要生成Fe(OH)3胶体.有菌条件下,pH值是影响铁矾形成的重要因素之一.     

一种新的铀回收工艺:铁矾-过氧化氢两步沉淀法

铀矿石堆浸浸出液用沉淀法回收铀时，对最终沉淀黄饼产品质量影响最大的杂质元素是Fe和Al等。首先，浸出液在pH=1．8左右以铁矾沉淀法除铁，产生的铁矾沉淀物为结晶体，易于过滤和洗涤，铀的夹带损失小。除铁后的浸出液在pH为2．8～3．5范围内用过氧化氢选择性地沉淀铀，此时铝不沉淀，从而使铀与包括铝在内的其它杂质离子有效地分离。所得到的黄饼为结晶的水合过氧化铀，过滤性能好，铀含量高，杂质含量低，产品质量能稍足新的黄饼一级品标准。新工艺经工业生产验证，具有投资省，操作简单，总回收率高，处理量大，试剂消耗低，生产成本低等优点。     

赤铁矿沉铁过程中铁矾的形成及转化

赤铁矿沉铁工艺因铁渣铁含量高,渣量小,铁渣无二次污染等特点备受国内外关注。本文研究了赤铁矿法沉铁过程中Na2SO4的存在对赤铁矿除铁过程和赤铁矿渣品质的影响规律,实验结果表明：升高温度、延长反应时间、添加晶种、控制钠离子浓度可提高除铁率且有利于铁矾向赤铁矿转变。当反应温度为180℃、晶种15g/L、硫酸钠浓度为0.15mol/L的条件下,除铁率达到96%左右,渣含铁高于62%,硫、钠的含量为1.42%、0.067%,获得了高品质的赤铁矿渣。     

闪锌矿常压酸浸制取硫酸锌除铁工艺研究

研究了闪锌矿常压酸浸制取硫酸锌的除铁工艺,实验结果表明,闪锌矿酸浸液经过滤,调节溶液pH值为1．5－2．0,控制温度在90℃以上,加入NH4^ 以及少量活性炭,同时通氧气,反应4h,通过生成黄钾铁矾可以初步除去溶液中的铁;过滤分离黄钾铁矾,控制溶液温度为80－85℃,pH值为4,再加双氧水溶液深度氧化除铁,氧化4h,除铁率大于99％,溶液中最终铁离子浓度低于0．01g/L。     

有色冶炼中铁矾渣的资源化利用

分析了铁矾渣物相组成,对铁矾渣综合利用方法进行了阐述,分析了高温焙烧分解、酸法浸出、碱法浸出工艺的特点、铁矾渣处理新思路以及工业化应用情况。建议根据各种废弃渣的特性,有效利用其资源,与铁矾渣进行协同处理,有利于实现无害化、资源化、减量化处置铁矾渣等其他废弃渣。     

铁矾渣热分解过程研究

采用DSC-TG和XRD分析方法对铁矾渣热分解过程进行了研究。结果表明: 铁矾渣的热分解包括脱水、脱氨、氧化和晶型转变等复杂步骤; 经750 ℃焙烧, 铁矾渣呈红棕色, 最终产物主要为ZnFe₂O₄和Fe₂O₃; 基于Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法得到铁矾渣在350～450 ℃和630～720 ℃温度区间热分解反应的活化能分别约为260和230 kJ/mol, 频率因子分别为3.07×10¹⁹和1.29×10¹²。     

热酸浸出-铁矾法炼锌工艺中富集锗的研究

进行了"热酸浸出-铁矾法炼锌工艺中锗和银的富集和回收"的实验室扩大试验,在10个循环试验中,工艺流程畅通,以黄钾铁矾沉铁代替通常的钠或铵铁矾沉铁使锗在矾渣中的损失减少到5.0%以下,锗和银均富集于高酸浸出渣中,其品位分别为0.0325%和0.162%.     

黄铵铁矾的制备及其形貌对锂离子电池磷酸铁锂正极材料性能的影响

为探索出红土镍矿杂质Fe高附加值利用的研究,以红土镍矿的硫酸铵焙烧熟料溶出液作为研究对象,以NH4HCO3作为造矾剂制备黄铵铁矾,矾水解后获得锂离子电池正极材料LiFePO4的原料Fe2O3,Fe2O3中加入Li2CO3、磷酸二氢铵NH4H2PO4及蔗糖煅烧制备出锂离子电池正极材料LiFePO4/C。获得最佳造矾条件为:反应时间4 h、反应温度95℃、终点pH值2.5、搅拌速度400 r/min,除铁率在98.35%以上,并采用XRD、SEM和化学分析手段对黄铵铁矾进行了表征;煅烧温度750℃、煅烧时间10 h制备的片状磷酸铁锂在0.1C倍率下的首次放电比容量164.12 mAh/g,0.1C、0.5C、1C、2C、5C倍率下循环10周的容量保持率较颗粒状磷酸铁锂高,表明片状磷酸铁锂有较好的电化学性能。由红土镍矿中的铁元素合成了高附加值锂离子电池LiFePO4正极材料,为红土镍矿资源高效、综合利用提供新技术及理论支持。     

硅酸盐水泥与铁矾渣反应产物研究

研究了铁矾渣与石灰和水泥的反应产物,并研究了水泥对重金属离子的固化能力。研究发现石灰加入量为10%时,铁矾渣完全分解。水泥也可将铁矾渣分解,分解产物也为氧化铁和石膏。用水泥对铁矾渣进行固化处理,固化体的浸出毒性符合国家标准要求。     

热酸浸出—铁矾法炼锌工艺中富集锗的研究

进行了“热酸浸出—铁矾法炼锌工艺中锗和银的富集和回收”的实验室扩大试验 ,在 10个循环试验中 ,工艺流程畅通 ,以黄钾铁矾沉铁代替通常的钠或铵铁矾沉铁使锗在矾渣中的损失减少到 5 0 %以下 ,锗和银均富集于高酸浸出渣中 ,其品位分别为 0 0 32 5 %和 0 16 2 %.     

神经网络技术在湿法炼锌矾法除铁中的应用

分析了在湿法炼锌中矾法除铁的影响因素, 据此设计了神经网络模型, 改进了算法, 采用分割式网络结构, 并用以预测沉矾的终点, 仿真结果表明, 该学习算法能比较准确地反映溶液中铁离子与酸浓度的变化。