从铜阳极浇铸洗渣回收有价金属的试验研究

作     者：温小椿 

作者单位：江西理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：汪金良

授予年度：2016年

学科分类：080603[工学-有色金属冶金] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 

主      题：铜阳极浇铸洗渣 氧化浸出 热酸浸出 脱模剂 综合回收 

摘      要：铜阳极浇铸洗渣是高温阳极浇铸板冷却冲洗得到的固态沉淀物,其主要成分为硫酸钡、金属铜和氧化亚铜。目前,铜阳极浇铸洗渣往往直接返回熔炼炉或渣选车间,存在铜回收率低、脱模剂无法回收再利用等问题。论文开展了从铜阳极浇铸洗渣回收有价金属的工艺技术研究,以探寻更为经济有效的浇铸洗渣处理流程,对冶炼废渣资源的综合与利用,具有重要的理论意义和应用价值。论文在分析铜阳极浇铸洗渣物相和化学组成的基础上,开展了浸出热力学研究,提出了“氧化酸浸脱铜—热酸浸钡二段循环浸出和“直接热酸浸钡两种不同的钡铜分离技术,试验研究了工艺技术条件,同时研究了从热酸浸出液中再生脱模剂的工艺技术,实现了从铜阳极浇铸洗渣中高效回收有价金属的目标。主要研究内容如下:1、开展了铜阳极浇铸洗渣化学组成和物相分析,并进行了浸出热力学研究,结果表明,浇铸洗渣主要含有铜和钡等有价金属,铜主要以氧化亚铜和单质铜的形态存在,可在低浓度硫酸体系被氧化浸出,而钡主要以硫酸钡形式存在,只有在热的浓H2SO4中才能被浸出。2、开展了铜阳极浇铸洗渣二段循环浸出试验研究,考察了H2SO4初始浓度([H2SO4]0)、反应时间(τ)、体系液固比(L/S)、反应温度(T)和H2O2添加量对氧化浸铜效果的影响,研究了氧化浸出渣热酸浸钡的工艺技术条件,同时探索了热酸浸出液循环使用机制。试验表明,浇铸洗渣二段循环浸出工艺是可行的,具有铜、钡回收率高的优点,但存在流程较长、试剂消耗较大等缺陷,其中,氧化浸出预脱铜最佳工艺条件为:硫酸初始浓度3mol·L-1、浸出温度70℃、液固比(体积质量比)为8:1,浸出时间2h、H2O2添加量为8倍理论量;热酸浸钡最佳工艺条件为:浸出温度340℃、浸出时间50min、液固比(体积质量比)5:1;在此条件下,钡的回收率可达90%,铜的总浸出率达97%以上。3、开展了铜阳极浇铸洗渣直接热酸浸出试验研究,结果表明,浇铸洗渣直接热酸浸出具有工艺流程短、设备简单、钡回收率高等优点,但铜浸出率稍低,其最佳的浸出条件:浸出温度为360℃、浸出时间为60min、液固比(体积质量比)为6:1。此条件下,钡回收率可达90%以上,铜的浸出率为89.51%。4、通过分析热酸浸出液的化学组成,选择有效的方法和处理流程,探索了稀释再生脱模剂技术,试验确定了较优再生工艺参数:pH=0.47,稀释用水量为浸出液体积的35%。对再生脱模剂进行了化学组成和物相分析,结果表明再生脱模剂纯度较高,钡回收效果好。