從硫酸錳溶液凈化廢渣中浸出鈷鎳的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、鈷和鎳都是重要的戰(zhàn)略資源,它們被廣泛應用于航空、航天、機械制造、電氣儀表及化工等工業(yè)部門。我國鈷鎳資源缺乏,且鈷鎳產(chǎn)品大多是通過火法冶煉礦物獲得,而適合火法冶煉的鈷鎳礦物資源已逐漸枯竭。因此,對鈷鎳二次資源的濕法回收利用具有重要的現(xiàn)實意義。本文利用錳礦浸出液凈化過程中產(chǎn)生的硫化渣,分別以硝酸和硝酸鈉作氧化劑,研究了在硫酸介質中浸出渣中鈷鎳的工藝,并對渣中鈷的浸出動力學進行了研究。主要包括以下幾方面的內容:
   在使用硝酸-硫酸

2、混酸體系氧化浸出硫化渣中鈷鎳的工藝研究中,采用單因素實驗方法,考察了硝酸濃度,浸出溫度,硫酸濃度和浸出時間等因素對鈷鎳浸出率的影響,獲得了較佳的工藝條件:硝酸濃度1.16 mol·L-1,硫酸濃度1.47 mol·L-1,浸出溫度45℃,浸出時間30 min,鈷鎳的浸出率分別達到98.0%和95.0%以上;在浸出過程中,鎳的浸出速率快于鈷。以單因素實驗為基礎,以鈷的浸出率為響應值,設計硝酸-硫酸混酸體系的中心組合設計的響應面實驗,擬合了

3、二次多項式模型,其中硝酸濃度、硫酸濃度、浸出溫度和浸出時間的一次項、二次項對鈷的浸出率均有顯著影響;硝酸濃度和硫酸濃度,硝酸濃度和浸出溫度,硫酸濃度和浸出溫度均有著顯著的交互作用;以鈷的浸出率達到98.0%為目標,得到優(yōu)化實驗條件:硝酸濃度1.36 mol·L-1,硫酸濃度1.31 mol·L-1,浸出溫度44.2℃,浸出時間26.8 min。
   采用上述相同的研究方法,得出硝酸鈉-硫酸體系下氧化浸出硫化渣中鈷鎳的最優(yōu)工藝條

4、件為:硝酸鈉濃度0.41 mol·L-1,硫酸濃度1.84 mol·L-1,浸出溫度50℃,浸出時間3h,鈷鎳的浸出率分別達到96.0%和94.0%以上;鎳在浸出過程中先于鈷浸出。以單因素實驗為基礎,以鈷的浸出率為響應值,設計硝酸鈉-硫酸體系的中心組合設計的響應面實驗,擬合了二次多項式模型,其中硝酸鈉濃度、硫酸濃度、浸出溫度和浸出時間的一次項、二次項對鈷的浸出率均有顯著影響;硫酸濃度分別和硝酸鈉濃度,浸出溫度有著顯著的交互作用;以鈷的浸

5、出率達到96.0%為目標,得到優(yōu)化實驗條件:硝酸鈉濃度0.46 mol·L-1,硫酸濃度1.81 mol·L-1,浸出溫度51.2℃,浸出時間2.5 h。
   在硝酸鈉-硫酸體系中對硫酸錳溶液凈化廢渣中鈷的浸出動力學研究表明,硫化渣鈷浸出的動力學方程滿足n=1的Avrami方程,控制步驟為化學反應控制,表觀活化能為117.5 kJ·mol-1,硝酸鈉和硫酸的表觀反應級數(shù)分別為1.69和2.08。由動力學數(shù)據(jù)擬合獲得的宏觀動力學

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