镍电解一次铁渣处理工艺研究

摘要

提取冶金工业中产出的各种渣料，由于缺乏合理的工艺没有得到很好的利用。镍电解生产中每产出1t镍约产出0．3t一次铁渣。目前，一次铁渣通常采用黄钠铁矾法回收其中的镍，产出的黄钠铁矾渣全部返回回转窑处理，有价金属元素含量低、处理量大；同时造成黄钠铁矾渣中杂质元素在镍生产流程中不断富集，导致镍电解生产所用原料成分不稳定，工艺极不合理。 有必要探索一种能够使铁元素与镍元素有效地分离，制备出一种含铁产品而镍重新返回原系统达到铁、镍分离的新型工艺。 本研究采用新型工艺处理镍电解一次铁渣，控制温度90℃、硫酸浓度20％、液固比10：4浸出镍电解一次铁渣，铁、镍、铜浸出率分别达98．15％、98．39％、96．73％，浸出效果良好。在室温条件下采用调节溶液pH值沉淀与Fe3+中和水解絮凝共沉淀联合法除杂：用铁粉还原镍电解一次铁渣浸出液中的大部分Fe3+，控制铁粉加入量为理论加入量的0．75倍，反应20 min后调节溶液的pH≈4．O，搅拌5min后，按照0．4g/L剂量向溶液中加入絮凝剂聚丙烯酰胺，继续搅拌5min后陈化10 min，絮凝共沉淀溶液中的杂质，除杂结果表明杂质沉淀率可约达90％；除杂后所得到的富Fe2+净化液，采用H2O2氧化或空气氧化针铁矿法沉铁，通过数显搅拌器控制搅拌速度200 r/min、恒温水浴锅控制反应体系温度85℃、质量分数3％的H2O2滴加速度控制在30 mL/min、滴加0．5mol/L氨水控制溶液的pH值3．0～3．5、反应时间为3．5 h以及通过滴加0．5 mol/L氨水控制溶液的pH值保持4．0、在空气中静置96h达到了使镍电解一次铁渣除杂后富Fe2+净化液中的铁有效沉淀制备出氧化铁红前驱体的实际应用效果；铁沉淀产物通过管式电炉在800℃条件下煅烧40～80 min，制得了合格的氧化铁红产品。 从实用性角度分析表明，采用新型工艺全过程铁回收率可达78．10％，镍、铜回收率分别可达95．16％和91．53％。 综合各方面因素分析表明，新型工艺较现行工艺优化，既实现了铁从生产体系中有效地分离出来，又可以使分离出来的铁产物制备出含铁产品的目的；同时新型工艺可以为生产企业稳定原料成分、控制生产过程条件、增加生产效率等方面产生良好的间接经济效益。

目录

文摘

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论文说明：图表目录

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第1章绪论

1.1课题意义

1.2新型工艺需要解决的技术问题

1.3国内外湿法冶金中除铁工艺研究现状

1.3.1溶液除铁方法综述

1.3.2沉淀除铁法

1.3.3萃取、离子交换除铁法及其它分离方法

1.4综合利用冶金资源制备氧化铁红(Fe2O3)

1.4.1氧化铁红的性质

1.4.2氧化铁红的用途

1.4.3氧化铁红的生产工艺

第2章实验方案

2.1实验原料

2.1.1金川公司镍电解一次铁渣

2.1.2实验试剂

2.2实验主要仪器

2.3实验主要研究方法

2.3.1离子检测

2.3.2铁锈红产品检测

2.4研究内容

第3章极谱仪检测标准曲线绘制与校验

3.1极谱仪检测铁离子浓度标准曲线绘制与校验

3.1.1 1g/L铁标准溶液配制

3.1.2极谱仪检测铁离子浓度标准曲线绘制

3.1.3极谱仪检测铁离子浓度标准曲线校验

3.2极谱仪检测镍离子浓度标准曲线绘制与校验

3.2.1 1g/L镍标准溶液配制

3.2.2极谱仪检测镍离子浓度标准曲线绘制

3.2.3极谱仪检测镍离子浓度标准曲线校验

3.3极谱仪检测铜离子浓度标准曲线绘制与校验

3.3.1 0.01 mol/L铜标准溶液制备

3.3.2极谱仪检测铜离子浓度标准曲线绘制

3.3.3极谱仪检测铜离子浓度标准曲线校验

第4章镍电解一次铁渣成分分析与浸出

4.1镍电解一次铁渣中主要成分测定

4.2镍电解一次铁渣浸出

4.2.1浸出

4.2.2镍电解一次铁渣浸出单因素实验

4.2.3镍电解一次铁渣浸出正交实验

第5章镍电解一次铁渣浸出液除杂净化

5.1镍电解一次铁渣浸出液成分分析

5.2镍电解一次铁渣浸出液分析研究

5.2.1纯Fe3+液分析研究

5.2.2镍电解一次铁渣浸出液分析研究

5.3镍电解一次铁渣中杂质行为分析研究

5.3.1共沉淀产生原因

5.3.2影响共沉淀的因素

5.3.3减少共沉淀的措施

5.4镍电解一次铁渣浸出液净化

5.4.1净化方法

5.5铁粉还原Fe3+

5.5.1铁粉还原Fe3+理论

5.5.2铁粉还原硫酸铁溶液中的Fe3+

5.5.3铁粉全还原镍电解一次铁渣中的Fe3+

5.5.4全还原后液研究

5.6除杂工艺确定

5.6.1除杂研究

5.6.2合理絮凝剂加入量确定

5.6.3除杂工艺优化

第6章镍电解一次铁渣浸出净化液制备含铁产品

6.1镍电解一次铁渣净化液分析

6.2净化液沉铁

6.3针铁矿法沉铁相关因素

6.3.1 Cu2+浓度对反应速度的影响

6.3.2温度对反应速度的影响

6.4针铁矿法沉铁

6.4.1 H2O2氧化针铁矿法沉铁

6.4.2空气氧化针铁矿法沉铁

6.5氧化铁红制备

6.5.1针铁矿制备氧化铁红产品原理

6.5.2氧化铁红产品制备

6.5.3氧化铁红产品检测

第7章新型工艺的经济性分析

7.1新型工艺流程

7.2新型工艺全过程数据统计

7.3新型工艺全过程经济效益分析

结 论

参考文献

致谢

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