金川海綿銅處理工藝及機理研究.pdf

1、本文綜述了大量硝酸在冶金中應(yīng)用的文獻,并在金川公司前期試驗的基礎(chǔ)上,針對其銅的組成主要為金屬銅和硫化銅的特點,提出了一種全新的處理工藝——氧氣低壓催化氧化法.該法在密閉體系條件下,采用低壓氧氣(0~400mmHg)和硝酸催化氧化浸出海綿銅生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)硫酸銅.本文在對過程進行理論分析的基礎(chǔ)上,對工藝進行了機理和工藝的改進研究.銅的氧化研究采用旋轉(zhuǎn)銅圓盤法,發(fā)現(xiàn)銅的氧化溶解分為兩種情況,鈍化氧化和活化氧化;在鈍化氧化溶解時,鈍化與溶液酸度、硝酸

2、根濃度、溫度、攪拌速度等相關(guān);氫離子濃度小于4mol/l時,銅的溶解具有明顯的鈍化特性,如在0.1M時,溶解速率為:2.262mg/(l·min);硝酸根離子的變化對銅溶解影響很小,銅的濃度變化與硝酸根離子濃度近似呈線性關(guān)系,斜率為:1.916mg/mol;隨溫度的增高,鈍化速度加快,在90℃時,30min即到鈍化態(tài);在鈍化氧化溶解階段,增加轉(zhuǎn)速并不能加快溶解,只能使其快速達到鈍化階段;實驗證實硝酸氧化過程中,亞硝酸起到關(guān)鍵作用;此時氯

3、離子的加入有利于銅的氧化.對于銅的活化氧化溶解,本文提出了硝酸氧化的自催化反應(yīng)歷程,經(jīng)實驗結(jié)果驗證,理論與實驗符合較好;依據(jù)反應(yīng)歷程得到了反應(yīng)初期和轉(zhuǎn)移期的反應(yīng)方程式;在轉(zhuǎn)速為300rpm時,測得了銅氧化溶解的表觀活化能E<,a>=23.221kJ/mol,介于典型的外擴散控制(8~16kJ/mol)與化學反應(yīng)控制(40~200kJ/mol)之間,反應(yīng)為混合控制.在此基礎(chǔ)上得出銅氧化浸出的較佳工藝條件為:溶液硫酸濃度為8mol/l,硝酸