从废催化剂中回收锌和镍的研究

作     者：黄中省 

作者单位：昆明理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈为亮

授予年度：2009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：废催化剂 锌 镍 加压浸出 萃取 回收 

摘      要：废催化剂中含有大量的有价金属,如果直接填埋处理,会造成资源浪费和环境污染。因此,从废催化剂中回收有价金属,既能取得巨大的经济效益,还具有重要的社会效益和环境效益。 本文概述了含锌或镍废催化剂的处理工艺现状,简要介绍了锌和镍的分离方法,对锌和镍的浸出、萃取、反萃及有机相皂化做了理论分析。采用常压酸浸-加压酸浸-萃取-反萃的方法提取原料中的锌和镍。以硫酸为浸出剂,在常压条件下浸出废催化剂中的大部分锌和镍,浸出渣采用加压浸出以进一步提高锌和镍的浸出率。常压浸出得到的中性浸出液以P204为萃取剂,260#煤油为稀释剂通过萃取和反萃的方法分离、富集锌和镍。 首先,通过正交试验研究了各因素对锌和镍浸出率影响的主次顺序为：终点pH-温度-液固比-搅拌速度-时间,得出常压条件下浸出锌镍的最佳工艺条件为：终点pH=2.00、温度70℃、时间50min、搅拌速度300rpm、液固比5,在此最佳条件下锌、镍的浸出率分别为98.63%、65.46%。浸出渣含锌、镍分别为2.12%、12.52%。 对含锌、镍分别为3.05%、12.48%的浸出渣进行了加压浸出研究,得到最佳条件为：终点pH=0.98、温度150℃、时间60min、压强0.7MPa、液固比5、搅拌速度500rpm,在此最佳条件下锌、镍的浸出率分别为99.54%、99.15%,浸出渣含锌、镍分别为0.05%、0.38%。 对得到的含锌18.19g/L、镍6.67g/L的中性浸出液进行萃取锌的研究,得出了萃取锌的最佳工艺条件为：30%P204+70%煤油、O/A=1、平衡pH=2.76、时间10min、温度20℃。在此最佳条件下锌的萃取率为99.34%。得到负载锌的有机相进行反萃研究,得出最佳反萃锌的条件为：硫酸浓度5mol/L、O/A=6、时间10min、温度20℃,在此最佳条件下锌的反萃率为99.79%,反萃液含锌109.02g/L,反萃液中Ca2+、Fe3+、Mg2+、Ni2+的量分别为0.81g/L、9.39mg/L、0.29/L、0.16g/L 萃锌得到的萃余液进行萃取镍的研究,得到最佳萃取镍的工艺条件为：30%P204+70%煤油、时间10min、O/A=1、平衡pH=6.1、温度20℃,在此最佳条件下镍的萃取率为99.16%。负载镍的有机相进行反萃镍的研究,得到最佳反萃镍的条件为：反萃平衡pH=1.7、相比O/A=25、时间10min、温度20℃,在此最佳条件下镍的反萃率为99.58%。 在上述最佳工艺条件下,通过对废催化剂常压硫酸浸出-中性浸出渣加压浸出-萃取-反萃闭路试验得出,含锌和镍的废催化剂提取锌镍过程锌、镍总的回收率分别为99.58%、98.82%。浸出渣中锌、镍的量分别为0.02%、0.32%,渣率18.34%。得到的锌、镍的反萃液中含锌、镍的量分别为122.01g/L、90.00g/L。