新型硅胶-聚合胺树脂在模拟氯化镍电解液中深度除铜

研究了新型硅胶-聚合胺复合材料树脂SP-C在模拟氯化镍电解液中深度净化除铜工艺。在Ni²⁺ 70 g/L、Cu²⁺ 0.5～2.0 g/L、pH 1～4、温度20～60 ℃的氯化镍电解液中, 考察了该树脂对铜的吸附性能, 结果表明: 随料液pH值增大以及温度升高, 铜的交换容量增大; 料液Cu²⁺浓度对交换容量影响较小; 最佳吸附条件为: 料液pH=4、接触时间30 min, 温度60 ℃。对比研究了盐酸、硫酸两种解析液, 硫酸显示出更好的解析效果, 最佳解析条件为: H₂SO₄ 2 mol/L、解析接触时间40 min。最佳工艺条件下每毫升湿树脂铜的工作交换容量及饱和交换容量分别0.453 mmol和0.540 mmol, 铜的解析峰值液浓度为28 g/L。     

高锰酸钾改性对颗粒活性炭吸附Cu2+的影响

采用KMnO₄溶液在回流状态下对颗粒活性炭进行了改性。考察了KMnO₄ 溶液浓度对Cu²⁺吸附率-pH曲线及pH的影响,并研究了KMnO₄ 改性对颗粒活性炭吸附和解吸Cu²⁺性能的影响。结果表明,KMnO₄ 改性使颗粒活性炭对 Cu²⁺吸附率-pH曲线及pH向低pH偏移。当KMnO₄溶液浓度为0.03 mol/L时,改性颗粒活性炭效果最好;KMnO₄ 改性提高了颗粒活性炭对Cu²⁺的吸附速率,使其投加量节省约3倍;Cu²⁺在改性及未改性活性炭上的吸附遵循Freundlich等温吸附方程,在相同Cu²⁺平衡浓度下,KMnO₄改性活性炭对 Cu²⁺的吸附量提高约 2.7倍;使用 0.35 mol/L的HCl溶液作解吸液,Cu²⁺从KMnO₄改性活性炭上的解吸率为 91.1%,而Cu²⁺从未改性活性炭上的解吸率仅为8.8%。KMnO₄ 改性提高了颗粒活性炭从水中吸附重金属离子的能力,并促进了其解吸再生性能。     

膜技术处理铜电解液最佳条件试验

通过实验研究了影响离子交换膜电解脱铜效率的各种因素, 包括电流密度、极距、阳极室内硫酸起始浓度、电解温度、脱铜程度, 确定了离子交换膜电解脱铜的最佳工艺条件为: 极距20 mm, 阳极室内硫酸浓度10 g/L, 电解温度45 ℃, 当铜离子浓度大于5 g/L时, 采用大电流密度(220 A/m²)电解, 当铜离子浓度小于5 g/L时, 采用小电流密度(160 A/m²)电解。     

用高锰酸钾改性提高竹炭对Cu2+ 的吸附能力

采用KMnO₄溶液在回流状态下对竹炭进行改性,得到改性竹炭。比较研究了 KMnO₄浓度对Cu²⁺ 在竹炭上的吸附率-pH曲线的影响,并研究了KMnO₄改性对竹炭吸附和解吸Cu²⁺ 性能的影响。静态吸附试验表明, KMnO₄ 改性使竹炭对Cu²⁺ 吸附率-pH曲线及pH₅₀向低pH偏移,当 KMnO₄溶液浓度为0.04 mol/L时,改性效果最好; KMnO₄ 改性使其投加量节省约2倍; 竹炭对Cu²⁺ 的吸附均遵循Langmuir单分子层吸附规律, 在相同Cu²⁺ 平衡浓度下,改性后的竹炭对Cu²⁺ 的吸附量提高约53%,升高温度能明显提高改性竹炭对Cu²⁺ 的吸附能力,40 ℃的饱和吸附量是25 ℃的1.69倍。KMnO₄ 改性提高了竹炭从水中吸附重金属离子的能力,并改善了其解吸再生性能。     

铁基镍铬合金膜电解工艺的研究

在盐酸体系中采用膜电解电溶法处理含镍、铬的铁基高温合金。通过优化条件, 确定了膜电解过程的操作条件。研究结果表明, 在电压为1.5 V、平均电流密度为500 A/m²、Ni²⁺离子浓度为1 mol/L、阳极液酸度为1 mol/L、极距为20 mm、温度为35 ℃条件下电解, 电流效率可达90%以上, 能耗为1 200 kW·h/t左右。     

钠基膨润土对重金属离子Cu2+， Zn2+，Cd2+ 的吸附实验

通过等温吸附试验,研究了钠基膨润土对不同浓度的Cu²⁺,Zn²⁺,Cd²⁺的吸附情况,结果表明,钠基膨润土对Cu²⁺,Zn²⁺,Cd²⁺有很好的吸附作用,等温吸附曲线符合Langmuir 方程,吸附容量随金属离子浓度的增加而增大,并趋于平稳,通过吸附实验发现钠基膨润土对重金属离子的吸附具有选择性,吸附容量的大小顺序为Cu²⁺＞Zn²⁺＞Cd²⁺.研究表明,钠基膨润土是一种良好的土壤改良剂,可降低土壤中重金属的有效性,且不产生二次污染.     

壳聚糖基吸附剂制备及其对重金属离子的吸附性能研究

以壳聚糖(CS)为原材料、戊二醛为交联剂,制备了吸附材料壳聚糖/石墨烯(CS/GO)、壳聚糖/纳米二氧化硅(CS/SiO₂)复合微粒。研究了吸附剂CS/GO、CS/SiO₂、交联CS对Cu²⁺、Pb²⁺、Ni²⁺的吸附去除性能。结果表明,3种材料对重金属离子的最大吸附容量顺序为: CS/GO>CS/SiO₂>交联CS; 3种吸附剂材料中CS/GO网络结构最发达,孔隙最多,比表面积最大,吸附性能最好。在模拟废水实验中,当pH=7、吸附剂用量6 g/L、时间30 min条件下,复合颗粒CS/SiO₂对Cu²⁺、Pb²⁺、Ni²⁺的吸附率分别达到99.48%、98.50%和98.49%; CS/GO对Cu²⁺、Pb²⁺、Ni²⁺的吸附率分别达到99.20%、96.76%和99.40%。     

Cl-对铜在压延铜箔上的电结晶行为及其组织形貌的影响

采用循环伏安、计时安培测试研究了在20 g/L CuSO₄+70 g/L H₂SO₄酸性镀液中Cl^-存在对铜沉积还原过程以及Cl^-浓度对铜在压延铜箔基体上电结晶初期行为的影响。研究表明, 加入Cl^-, 铜沉积起始电位大致不变, 并在较低偏压(-0.3～-0.1 V_SCE)下缩短铜结晶初期的形核弛豫时间, 提高阴极还原电流; 在较高的偏压(-0.6～-0.4 V_SCE)下, Cl^-则阻碍铜的结晶沉积。通过扫描电镜还观察了Cl^-浓度、偏压对铜镀层组织形貌特征的影响, 探讨了Cl^-在铜电结晶过程中的作用机理。     

铜冶炼烟尘的综合利用

以铜转炉烟尘为原料, 采用高压酸浸工艺回收有价金属和脱除砷。结果表明, 在硫酸浓度4 mol/L、浸出温度100 ℃、浸出时间2 h条件下, 烟尘中砷、铁和铜浸出率分别为94.14%、93.80%、91.80%, 浸出渣主要物相为硫酸铅(PbSO₄);通过氧压沉砷处理浸出液, 使溶液中铁和砷形成臭葱石(FeAsO₄·2H₂O)而固化;沉砷后液主要物质为Cu²⁺和SO₄^2-, 可用于电解回收铜。该工艺可以实现铜烟尘中有价金属的综合回收, 同时将砷以臭葱石形式固化, 减少对环境的污染。     

铜离子对锡石浮选的影响及其机理研究

为探索Cu²⁺对锡石的活化机理,在苯乙烯膦酸（SPA）浮选体系中进行锡石单矿物浮选试验。结果表明,在pH为2.0~7.4的范围内Cu²⁺对锡石具有活化作用,在pH=4,SPA用量250 mg/L,Cu²⁺用量为4×10^-3 mol/L条件下,锡石的浮选回收率较未添加Cu²⁺时提高了11个百分点。动电位检测和XPS分析结果显示：Cu²⁺可以通过吸附或者取代作用在锡石表面,增加锡石表面与SPA作用的反应位点,进而活化锡石,增加SPA在锡石表面的吸附量。试验结果可以为锡石资源的浮选回收工艺提供指导。     

喷射床电沉积法处理模拟含镍废水

为检验恒电流喷射床微粒电沉积法高效、低成本处理含镍废水的可行性,以实验室模拟酸性含镍废水为研究对象,进行了工艺条件优化研究。结果表明：①Ni²⁺去除率和电流效率随pH值的增大先升后降;电流值增大Ni²⁺去除率上升、电流效率下降;沉积液温度升高,Ni²⁺去除率和电流效率下降;微粒粒径越小,Ni²⁺去除率和电流效率越高;氮气的鼓入可提高电流效率和Ni²⁺去除率。②DO值随pH值和电流强度增大而增大,随温度升高而降低,氮气的鼓入可有效降低DO值。③氮气的鼓入主要通过降低沉积液的DO值来抑制沉积金属镍的返溶,也削弱了因浓差极化导致的Ni²⁺去除率和电流效率下降的问题。④Ni²⁺浓度为1 g/L的废水,在pH=4.5,微粒粒径为1.8 mm,电流强度为15 A,沉积液的温度为25 ℃,有氮气鼓入的情况下,电沉积180 min的Ni²⁺去除率为74.77%,平均电流效率为67.67%,比不鼓入氮气分别高28个百分点和16.66个百分点。由于电沉积可以直接得到金属镍单质,因此,从实践上讲,该方法具有显著的经济和环境效益,亦可作为离子交换或膜分离法前的预处理方法。     

排土场黄铁矿促进黄铜矿浸出研究

为合理利用低品位铜矿石及其废石资源,进行了黄铜矿排土场中黄铁矿促进黄铜矿浸出的反应热力学分析及浸出试验。结果表明,黄铁矿反应所需的溶液电位范围涵盖了Fe²⁺促进黄铜矿浸出的电位范围,无氧条件下黄铁矿促进黄铜矿是可行的;黄铁矿的参与加速降低了Fe³⁺与Fe²⁺浓度之比,促使电位降低,进而促进黄铜矿的浸出;排土场中深部缺氧条件下黄铁矿促进黄铜矿浸出方式以上部浸出液为母液,上部溶液中Fe³⁺、Cu²⁺及Fe ²⁺是黄铁矿促进黄铜矿浸出的前提条件。     

硅胶-聚合胺树脂在模拟硫酸镍电解液中深度净化除铜

用离子交换柱在Ni2+70g/L,Cu2+0.5～2.0g/L,pH=1～4,温度20℃～60℃的模拟硫酸镍电解液中研究硅胶-聚合胺树脂从硫酸镍电解液中深度净化除铜的过程.用H2SO4浓度分别为1.0,1.5,2.0mol/L的解析液考察树脂的解析性能.结果表明,随料液pH增大以及温度升高,树脂对铜的交换容量增大,料液Cu2+浓度对交换容量影响不大.最佳吸附条件为料液pH=4,吸附接触时间30min,温度60℃.最佳解析条件为H2SO42mol/L,解析接触时间40min.最佳工艺条件下,树脂的铜穿漏及饱和交换容量分别为0.378和0.496 mmol/mL-湿树脂,铜解析液峰值浓度可达38g/L以上.     

电解锰渣中氨氮的无废液脱除及稳定化研究

通过调控电解锰渣体系的含水率并辅以热风控制系统,构建半湿式非均相反应体系,研究了生石灰添加量、反应时间及锰渣含水率等因素对脱除电解锰渣中氨氮的影响。结果表明,在氨氮与生石灰(NH₄⁺/CaO)物质的量比为1∶3、含水率22.4%、反应时间260 min时,NH₄⁺-N去除率为95.6%,锰渣浸出液中NH₄⁺-N浓度为37.61 mg/L。此时添加多羟基磷酸盐作为稳定剂,当NH₄⁺/PO₄^3-物质的量比为1∶2时,经稳定化处理后的锰渣浸出液中NH₄⁺-N浓度满足污水综合排放标准(GB 8978—1996)一级标准限值(15 mg/L)。该工艺实现了电解锰渣中氨氮的零废液脱除,具有重要的工业应用价值。     

铜电解液电积脱铜制备高纯阴极铜

利用电积法制备高纯阴极铜, 研究了添加剂、电解液温度、电流密度以及Cu²⁺浓度对电积法脱铜制备高纯阴极铜质量的影响。当添加剂(骨胶: 明胶: 硫脲质量比为6∶4∶5)用量为40 mg/L, 电解液温度为55 ℃, 电流密度为200 A/m², 电解液中Cu²⁺浓度从48.78 g/L降至31.71 g/L时, 电积脱铜得到的阴极铜质量达到了高纯阴极铜标准(GB/T 467-1997); 其电流效率达到99.19%, 高纯阴极铜产率达到38.09%。电积脱铜制备高纯阴极铜不仅增加了阴极铜产量, 而且可大大减少电积时黑铜板和黑铜粉。     

H2SO4-CuSO4-Cl-零排放体系回收废弃铜基镀锡板表面的锡

为了有效回收废弃铜基镀锡电路板表面的锡金属, 试验采用H₂SO₄-CuSO₄-Cl-体系进行退镀处理, 详细考察了铜离子质量浓度、初始硫酸浓度、温度、时间等因素对脱锡率的影响, 并进行了循环试验。试验结果表明, 在铜离子质量浓度0.4 g/L、液固比为57 mL/g、硫酸浓度50 g/L、氯离子浓度3.65 g/L、搅拌速度600 r/min、反应温度70℃、反应时间为12 min的条件下取得了较优的脱锡效果, 镀层锡的脱锡率达到98.54%, 锡进入溶液中转化成Sn2+、Sn4+, 退镀后液添加H₂O₂进一步氧化变成Sn4+, 溶液中的Sn4+大部分水解以β-锡酸沉淀形式分离, 获得干燥的β-锡酸产物, 含锡量高69.34%~69.89%;五次循环试验的脱锡率在98.5%左右, 检测结果表明Cu2+基本没有损失, 退镀液能够形成循环。该体系解决了置换过程中金属铜覆盖在表层从而影响脱锡效果的问题, 提高了脱锡效率, 可高效剥离镀锡层和基板; 该方法能够能循环利用退镀液, Cu2+置换脱锡后变为Cu+, 通过添加H₂O₂, 将退镀后液中的Cu+氧化为Cu2+后能再次脱锡。      

An experimental evaluation of the leaching kinetics of PGM-containing Ni-Cu-Fe-S Peirce Smith converter matte, under atmospheric leach conditions

In a first stage atmospheric leach in a typical Sherritt Ni-Cu matte leach process, a Ni-Cu-Fe-S Peirce Smith converter matte is contacted with recycled copper spent electrolyte (an aqueous copper sulphate/sulphuric acid solution) at 85 °C with the purpose of dissolving nickel, while simultaneously removing copper from solution. In the PGM industry, copper removal is also important because it serves as a leading indicator in the removal of Ir, Rh, and Ru from the spent electrolyte. The matte mainly consists of heazlewoodite, chalcocite/djurleite, a Ni-Cu alloy phase and inert spinel minerals (magnetite and trevorite). Nickel is leached from the matte by two mechanisms: (i) leaching by sulphuric acid and oxygen; and (ii) an anaerobic metal exchange reaction (cementation and metathesis) between cupric ions in solution and nickel in the matte, which is also responsible for the removal of copper from solution.This study investigates the oxidative and non-oxidative leaching of converter matte in a laboratory batch reactor, with attention specifically being given to the effects of initial copper and acid concentrations and their effects on leaching kinetics. Experimental conditions were varied based on a 2^N experimental design. The availability of oxygen for acid-leaching reactions was found to be the most important factor influencing copper removal and nickel extraction. A 63% nickel extraction could be achieved during oxidative tests vs. 22% in a non-oxidative test. This also indicates that cementation did not take place to a significant degree and that nickel leaching mostly took place via leaching by acid and oxygen. It is suspected that the low degree of copper removal can be attributed to the solids/reactants ratio was employed in tests. The initial copper and acid concentrations did not have a significant effect on the rate of nickel extraction or the total amount of nickel extracted. The rate of copper removal was not significantly influenced by the initial copper concentration, but copper removal was affected by the initial acid concentration. In oxidative tests with high initial acid concentrations, the rate at which copper was leached from the matte was faster than the rate of cementation. The results suggest that operating under high initial acid conditions could interfere with copper removal with no significant benefit in terms of nickel extraction. The results allow the regression of rate expressions.     

氢气泡模板法电沉积制备三维多孔铜的工艺参数研究

采用硫酸铜电解液, 在高度阴极极化条件下, 利用阴极析出的氢气泡 “模板”电解沉积制备三维多孔铜。研究了电流密度、电沉积时间以及添加剂(Cl^-、PEG)对多孔铜孔径、孔壁结构以及铜晶粒形貌的影响。结果表明, 在0.4 mol/L CuSO₄、1 mol/L H₂SO₄组成的基础电解液中, 以纯铜作阳极、纯镍作阴极, 当电流密度为3 A/cm²时, 通电25 s可在阴极上制备出平均孔径为53 μm的多孔铜。向电解液中加入Cl^-, 会使多孔铜结构变得致密和光滑, 但会使孔径过度增加; 加入PEG, 微孔结构变得比较规则, 孔径也明显减小, 但多孔铜结构不致密; 在120 mg/L Cl^-和80 mg/L PEG的协同作用下, 可制得孔隙分布均匀、孔壁致密光滑的多孔铜。     

湿法炼锌赤铁矿法沉铁渣中铁和硫的赋存状态

锌铁分离是湿法炼锌工艺中的关键,赤铁矿法产出的渣性质稳定,对环境友好,有着较大的应用潜力.以硫酸亚铁—硫酸锌溶液体系为对象,研究了反应温度和反应时间对溶液中铁含量和赤铁矿沉淀渣中Fe、S含量及赋存状态的影响.结果表明,在反应温度185℃、氧分压0.4 MPa、转速600 r/min、晶种用量25 g/L条件下,反应时间...