赵海鹏[1]2004年在《处理金刚石酸洗废液制取金属粉末的研究》文中进行了进一步梳理本论文主要研究了以下叁个部分的内容，第一是研究如何富集酸洗废水中的镍、钴、锰等有价值金属离子且处理废水达标；第二是研究镍与其他金属离子分离的方法；第叁研究电解制取镍粉中合适的工艺参数及获得钴粉及锰产品的工艺方法。 论文首先研究了目前在这个领域的一些方法，譬如分步沉淀法、综合沉淀法、生物法等，明确指出了这些方法大都存在注重废水的达标排放而忽视有价值金属离子的回收，即使有些方法(如分步沉淀法)考虑了这些离子的回收，由于工艺方法问题也不能得到高附加值产品，因此都缺乏实用性的问题。考虑到酸洗废液流量大，含镍等金属离子的浓度低，且废液的酸性强等特点，该论文创新性的提出了用离子交换进行金属离子富集的方法，而且通过研究从理论上探索了离子交换的规律，在对废酸液进行离子交换的多次实验中找出了进行离子交换的交换流速110ml／min、交换柱高1.3m、再生流速40ml／min、柱内停留时间10min左右、再生液浓度13％等最佳交换参数，得出了应使用钠型强酸性阳离子树脂进行交换，交换后再生液中[Ni~(2+)]：50.4g／L；[Mn~(2+)]：21.46 g／L；[Co~(2+)]：3.23 g／L：交换后的水中[Ni~(2+)]：0.984mg／L：[Mn~(2+)]：0.935mg／L，[Co~(2+)]：0.856 mg／L的结论。 在针对湿法冶金中的难点——钴、镍分离的研究中，根据大量的资料掌握了钴、镍化学沉淀法分离方法的存在的不足，本论文再一次创新性的提出了用对镍高选择性的螯合离子交换树脂进行分离的方法，并从理论上分析了该种树脂在进行交换操作时有同强酸性磺酸基离子交换树脂相似的操作条件，但存在的不同是交换时要用氢型树脂而非钠型树脂，再生剂用1mol硫酸而非钠盐。通过实验研究，可以得出交换流速比磺酸基阳离子交换树脂交换流速稍低，再生后的离子浓度为：[Ni~(2+)]：55.5g／L，：[Co~(2+)]0.86 mg／L，[Mn~(2+)]：0.18 mg／L：[Fe~(3+)]：10.3mg／L，[Cu~(2+)]：5.1mg／L；尾液中离子浓度为：[Ni~(2+)]：0.15 mg／L；[Mn~(2+)]：21.42g／L；[Co~(2+)]：3.14 g／L的结论；从结果知，分离效果是令人满意的。 本文对树脂再生后获得的电解液电解制取镍粉的试验研究中，通过对改变不同的工艺参数进行实验研究，找出其中的规律性，寻求最佳的电解工艺条件。研究结果表明欲获得微细镍粉及较高的电流效率，须保持溶液pH值在4-5之间，电流密度控制在4左右，极板间距25~，镍离子的初始浓度在25一30间，电解时依靠自然传质进行而不应另加搅拌。在对结论的分析中，该论文从理论上揭示出了这些参数之所以成为最佳的必然性，为实验中的探索提供了很有用的理论基础。 除此之外，还研究了用硫化法分离钻、锰的工艺路线。研究认为在钻、锰的分离中，能使锰在未出现沉淀时保证沉钻率达99%，确保钻、锰产品的纯度。对过滤洗涤后的硫化钻，研究指出用高温氢还原法可以得到高质量的钻粉;过滤后的滤液经沉淀、溶解、蒸发、结晶等过程又能得到硫酸锰产品。 通过以上内容可以看出，采用该论文所选工艺及参数，不仅能成功的处理废液，而且可以较完善的富集有价值金属离子，并能最终得到高附加值的镍粉和钻粉，同时还可获得副产品硫酸锰。这充分说明该工艺路线正确，试验方法合理，处理问题思路创新，是一个值得推广的项目。
郭菁[2]2011年在《太阳能级晶体硅切割废料浆中硅和碳化硅的回收研究》文中研究说明全球太阳能产业的高速发展使得成本较高的晶体硅材料供不应求,晶体硅除正常消耗外近50%在加工切割的过程中损耗而成为切割废料浆。国内外对废料浆中的聚乙二醇和碳化硅在不同程度上进行了回收利用,但对于其中价值最高的有价成分晶体硅的回收还没有实现。因此,合理开发、综合回收太阳能级晶体硅切割废料浆,特别是如能将废料浆中的晶体硅回收并再用于制造太阳能电池,这对缓解我国太阳能晶体硅的紧缺、减少晶体硅进口量及变废为宝等都具有重要的意义。本文以挪威REC公司提供的太阳能级晶体硅切割废料浆为研究对象,研究探索了一条全新回收晶体硅和碳化硅的工艺路线。首先对料浆进行了物性和酸洗除杂的研究,探索用叁种工艺对除杂料浆中的硅和碳化硅分别进行富集,再对富集得到的富含硅和碳化硅富集料进行精炼提纯,得到较高纯度的硅和碳化硅产品。1-研究了料浆的物性及酸洗除杂工艺并为后续实验提供优质原料。通过对料浆的物性研究得到：料浆中主要含有硅(36.000%,质量分数,下同)、碳化硅(58.188%)、铁(4.170%)和少量的杂质(1.642%),其中硅和碳化硅均为微米级粉末,粒度在1.12～25.7μm之间；酸洗除杂的研究表明：利用盐酸除杂的最佳条件是：液固比为4：1,浸出时间为3h,浸出温度为70℃,浸出液浓度为15%；酸洗除杂后的料浆中碳化硅由58.188%(wt%,质量分数,下同)提高到60.204%,硅由36.000%提高到39.561%,铁由4.170%减少到0.210%,除铁率达到95%,杂质由1.642%降低到0.025%以下,除杂率为98%。2.通过水基液相法、双层有机试剂法和柱流分离法叁种工艺对料浆中的硅和碳化硅进行了富集研究。工艺一(水基液相法)：在水基液相法中通过对沉降时间、液固比、有无分散剂等对沉降效果的影响进行了研究。结果表明：在沉降时间5h、液固比2：25及含聚乙二醇的水基液相中硅的富集效果最好；得到的样品中主要含硅80%、碳化硅19.0%,硅的回收率为40%,此工艺具有成本低、易工业化的优势,是一种富集硅的有效方法。工艺二(双层有机试剂法)：双层有机试剂法主要研究了硅和碳化硅微粉在不同密度、极性的有机试剂中的沉降速度,找到了符合双层分离装置的最佳试剂。结果表明：上下层试剂分别为坏氧氯丙烷(密度小、极性大)及四氯化碳(密度大、极性小)；得到硅富集样品中含硅95.040%,碳化硅为4.357%,硅的回收率达到90%,同时得到的碳化硅富集样品中碳化硅为94.730%,硅为5.027%,杂质总量均不超过0.033%；此工艺不但能够有效对硅和碳化硅进行分离,和水基液相法相比还提高了样品的纯度,具有设备简单、周期短,分离快的优点,下一步将向工业化推广。工艺叁(柱流分离法)：通过柱流分离工艺富集硅和碳化硅。从萃取的理论出发,利用自行设计的分离装置模拟逆流萃取,通过对柱流分离的可行性、单根分离柱中不同位置硅和碳化硅含量监测和实验验证进行了研究。结果表明：得到的样品中硅的含量为80.9%,碳化硅含量为18.8%,硅的回收率为60%,杂质总量不超过0.3%；利用经验公式为工业化生产提供理论指导；此工艺具有连续进料、耗能少的优点,适合大规模处理料浆。3.对得到的富集硅料进行了精炼提纯。结果表明：采用矿热炉对富集硅料进行精炼提纯,可将叁种富集工艺得到的富硅料的纯度从含硅80%(水基液相)、95.040%(双层有机试剂)及80.9%(柱流分离)均提高到了99%以上；采用镁锌合金提纯硅的研究表明：提纯硅的最佳条件为：600℃下、镁-锌质量配比为3：2、1100℃下真空蒸馏,硅的含量从80%提高到96.79%,说明利用此工艺回收太阳能级晶体硅切割废料浆中的硅是可行的。与此同时,我们也对富集碳化硅底料进行了湿法提纯。结果表明：碳化硅微粉的纯度从82.12%提高到了99.61%,实现了有价成分碳化硅的回收。综上所述,论文所探索的新工艺能够有效地回收太阳能级晶体硅切割废料浆中的硅和碳化硅,既得到了较高纯度的硅和碳化硅产品,又在回收废料浆的同时减少了对环境的污染,符合资源的有效利用、减少废物污染及环境保护的要求。
刘燕[3]2010年在《太阳能级晶体硅切割废料的综合回收》文中指出全球面临能源短缺与环境保护的双重压下,这促进了太阳能光伏产业的快速发展。而太阳能级晶体硅制备的关键技术被国外所垄断,导致我国太阳能级晶体硅主要依赖进口。在切割太阳能级晶体硅过程中,约50wt%的晶体硅被切磨成高纯硅粉进入到切割废料中。如能将废料中的高纯硅粉加以回收并作为制备太阳能级晶体硅的原料,既可实现资源的回收利用,还可减少我国晶体硅的进口；另外,作为磨料的碳化硅也很有回收价值。因此研究从太阳能级切割废料中回收高纯硅和碳化硅具有重要的应用前景和实际意义。本课题以挪威REC公司提供的太阳能级晶体硅切割废料为研究对象,通过XRD、XRF、化学定量分析、粒度分析等对废料物性做了详细的研究。结果表明：废料中含硅30.50wt%,碳化硅34.90wt%,水和聚乙二醇26.63wt%,铁及其氧化物5.36wt%,其他2.61wt%,粒度主要集中在1.0～23.8μm范围内。物理沉降实验,考察不同沉降时间、固液比、分散剂条件对切割废料中硅与碳化硅分离效果的影响。结果表明：在固液比为0.08,沉降时间为5h,含聚乙二醇的切割废料沉降效果较好,在此条件下得到的上层硅富集料中硅含量为79.OOwt%,碳化硅含量为12.83wt%,铁含量为6.84wt%,粒度分布在1.0-10.8μm范围内；下层料硅含量为10.32wt%,碳化硅含量为84.73wt%,铁含量为3.83wt%,粒度分布在1.2-23.8μm范围内。盐酸除铁实验,考察了浸出时间、浸出温度、盐酸浓度等囚素对硅富集料中铁浸出率的影响,并通过正交实验得到了最佳实验条件：浸出时间为3h,浸出温度为70。C,浸出液浓度为15wt%,搅拌速度为150r/min,液固比为4：1,在此优化条件下铁浸出率可达97.00wt%,硅富集料中的铁含量由6.84wt%降低到了0.22wt%。碳化硅的回收实验,研究了不同酸浓度、反应时间、反应温度等条件对沉降底料中碳化硅纯度的影响,结果表明最佳条件是：5wt%氢氟酸和8wt%硝酸,反应时间为2h,反应温度为60℃,液固比为5：2,搅拌速度为120r/min,在此条件下浸出底料中碳化硅纯度为98.54wt%,符合碳化硅切割磨料要求的纯度标准；粒度主要集中在1.2-11.4μm范围内,占总体积的90%。高温熔炼初探实验,结果表明温熔炼将硅富集料中的硅凝聚到一起是可行的。
黄劲松[4]2008年在《碳酸铜矿中钴的选择性浸出实验研究》文中进行了进一步梳理钴是重要的战略资源,由于它具有熔点高、耐磨性好、强度高等优点,可以广泛应用于航空、航天、电器、机械制造、化学、陶瓷等工业。中国是钻资源缺乏的国家,近80%依靠进口。本文以从非洲刚果进口的碳酸铜矿为研究对象,在硫酸为浸出剂的酸性体系中,研究碳酸铜矿中钴的浸出动力学特性,并通过单因素和正交实验,研究钴的选择性浸出条件。通过X射线衍射仪对碳酸铜矿进行物相分析表明:碳酸铜矿中铜主要以碱式碳酸铜存在,钴则主要以碱式碳酸钴存在。碳酸铜矿中的钴在硫酸体系中的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“收缩核模型”模型动力学方程:1-(1-α)~(1/3)=(?)。在实验温度范围内,钴的表观活化能为44.78kJ/mol。浸出过程中,浸出率随浸出时间而增大;提高浸出溶液的pH,将减小浸出率;浸出温度越高,钴的浸出率越高,钴的选择性浸出效果越好;增大浸出的液固比在一定范围内可以提高浸出率,但是在液固比超过15后浸出率提高不大;浸出溶液中加入硫酸铜溶液,一方面可以抑制铜的浸出,同时也促进钴的浸出。所以,提高浸出温度和浸出溶液中[Cu~(2+)],有利于钴的选择性浸出。在浸出的5种影响因素中,影响钴的选择性浸出的顺序为浸出温度＞浸出时间＞pH＞浸出溶液中[Cu~(2+)]＞液固比。
参考文献：
[1]. 处理金刚石酸洗废液制取金属粉末的研究[D]. 赵海鹏. 郑州大学. 2004
[2]. 太阳能级晶体硅切割废料浆中硅和碳化硅的回收研究[D]. 郭菁. 东北大学. 2011
[3]. 太阳能级晶体硅切割废料的综合回收[D]. 刘燕. 东北大学. 2010
[4]. 碳酸铜矿中钴的选择性浸出实验研究[D]. 黄劲松. 南昌大学. 2008