高杂次氧化锌烟尘浸出特性及硫酸浸镉的研究

摘要

次氧化锌烟尘来自于铅、锌、铜等火法冶炼厂，该烟尘有以下特点：(1)危险固体废物。(2)来源广，产出量大。(3)次氧化锌烟尘中富集了入炉原料中的锌、铅、镉、锡、砷等多种有价元素。次氧化价值高，但由于成分复杂，铅、镉、砷对环境的破坏等因素，增大了富集镉难度与回收成本。大量资料表明，我国矿资源在日益枯竭，因此，含有价元素废物的综合利用和资源化得到了广泛的关注。次氧化锌烟尘被《国家危险废物名录》列为危险废物，随意地堆存会对环境造成极大的危害，因此必须寻求合适的处理方法。 本研究在分析比较国内、外从各种锌渣中回收有价金属的研究进展的基础上，结合次氧化锌烟尘中镉的特点，提出一种能低成本、高效率、环境友好地从次氧化锌烟尘中浸出有价金属镉，减少冶炼工业废渣的排放量。本研究主要内容包括： (1)本文以进口高杂次氧化锌烟尘为研究对象，用三种不同的浸提剂分别模拟三种不同的环境条件，分析次氧化锌在不同浸提剂中的浸出毒性。浸出毒性实验结果表明：高杂次氧化锌烟尘属于典型的危险废物，具有较强的浸出毒性，其浸出毒性大小表现为：醋酸缓冲溶液法>硫酸硝酸法>去离子水法。 (2)以硫酸为浸取剂，研究高杂次氧化锌烟尘在酸性溶液中的镉浸出动力学特性，并通过单因素和正交实验，研究镉的浸出条件。 高杂次氧化锌烟尘中的镉浸出过程是液固两相化学反应，浸出过程受化学反应控制，浸出过程符合致密球形颗粒模型：1-(1-η)1/3=Kτ。在实验所选温度范围内，表观活化能为51.93 KJ/mol。 (3)通过X射线衍射仪分析氧化锌烟尘中的镉物相组成及元素赋存状态。依据浸取原理结合单因素分析终点pH值、液固比、温度、反应时间及氧化剂等因素对镉浸取正交试验确定最佳浸镉条件，镉浸取率可提高到99％以上。液固比以及浸出时间是影响镉浸出的主要因素，各因素浸出的影响顺序为：液固比>时间>终点pH值>温度。

目录

文摘

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声明

第1章绪论

1.1次氧化锌烟尘的来源及危害

1.1.1次氧化锌烟尘来源

1.1.2次氧化锌烟尘化学组成

1.1.3次氧化锌烟尘的危害

1.2次氧化锌回收研究现状

1.2.1回收金属镉

1.2.2回收金属锌

1.2.3回收砷

1.2.4回收金属铅

1.3己有研究中存在的问题及研究方向

1.4课题来源及研究意义

1.4.1课题的来源

1.4.2研究的意义

1.5课题研究内容

1.5.1研究内容

1.5.2可行性分析

1.6论文研究的创新点

第2章高杂次氧化锌烟尘浸出毒性实验

2.1概述

2.1.1危险废物定义

2.1.2管理存在的问题

2.2我国危险废物鉴别体系

2.2.1危险废物名录及鉴别标准

2.2.2危险废物的浸出毒性

2.2.3危险废物浸出毒性鉴别标准与方法

2.3实验内容

2.3.1浸出实验的类型

2.3.2实验浸提剂选择依据

2.3.3实验样品

2.3.4实验方法及步骤

2.3.5实验结果分析

2.4本章小结

第3章次氧化锌烟尘镉浸出动力学研究

3.1浸取原理

3.2硫酸浸镉取热力学

3.3高杂次氧化锌烟尘中镉浸取动力学理论

3.3.1浸取速度方程

3.2.2液固反应的类型

3.2.3液固反应的控制速率步骤

3.3实验部分

3.3.1实验材料

3.3.2实验步骤

3.3.3实验仪器及试剂

3.3.4结果与讨论

3.4本章小结

第4章高杂次氧化锌烟尘浸镉条件研究

4.1高杂次氧化锌物相

4.1.1次氧化锌的组成

4.1.2 X射线光谱物相分析

4.3实验部分

4.3.1仪器和试剂

4.3.2实验步骤

4.4实验结果与讨论

4.4.1浸取pH值的影响

4.4.2液固比的影响

4.4.3反应温度的影响

4.4.4浸取时间的影响

4.5正交实验

4.5.1正交实验设计

4.5.2 正交实验结果及分析

4.6提高镉浸取率的方法

4.6.1二次浸取提高浸取率

4.6.2加入氧化剂提高浸取率

4.7本章小结

第5章浸出渣的再次浸出特性研究及其资源化

5.1扩大浸出实验及浸出渣毒性实验

5.1.1扩大浸出实验

5.1.2残渣毒性实验

5.2浸取残渣资源化

5.2.1浸出残渣组成

5.2.2回收铅工艺流程

5.3本章小结

第6章结论及展望

6.1结论

6.2展望

致 谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果