硫化銻精礦濕法清潔冶金新工藝研究.pdf

1、針對(duì)現(xiàn)有復(fù)雜硫化銻精礦濕法處理工藝存在的流程長(zhǎng)、廢水排放量大等問(wèn)題,本論文提出并系統(tǒng)研究了硫化銻精礦氯鹽氧化浸出—凈化—隔膜電積新工藝。新工藝首先以SbCl5-HCl作為浸出劑浸出輝銻礦,之后對(duì)浸出液進(jìn)行還原凈化,所得凈化液進(jìn)行隔膜電積。電積后在陰極析出金屬銻,在陽(yáng)極室則得到SbCl5并作為氧化劑返回浸出,從而實(shí)現(xiàn)了流程的閉路循環(huán)。
　　 論文首先開(kāi)展了SbCl5-HCl-H2O體系熱力學(xué)分析,結(jié)果表明,SbCl5-HCl-H2

2、O體系浸出Sb2S3時(shí),當(dāng)體系的[H+]＞1mol/L、[Cl—＞3mol/L時(shí)有利于銻的浸出;通過(guò)Matlab編程得到了銻粉還原主要反應(yīng)的△rGθm-T關(guān)系式,獲得了還原反應(yīng)熱力學(xué)判據(jù);應(yīng)用金屬硫化物殘留濃度與pH值關(guān)系圖對(duì)高酸溶液硫化除重金屬進(jìn)行了分析,驗(yàn)證了次磷酸鈉還原除砷的理論,得出在HCI濃度約4mol/L條件下加熱至較高溫度有利于浸出液硫化除雜及還原除砷。
　　 論文其次開(kāi)展了隔膜電積時(shí)電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)研究,結(jié)果表明,

3、試驗(yàn)條件下陰極首先放電的是SbCl4-和SbCl52-兩種絡(luò)陰離子,中間產(chǎn)物SbCl(s)再得電子析出金屬銻。陽(yáng)極不會(huì)析出氧氣及氯氣,而是Sb3+氧化生成Sb5+;陰極極化曲線分析表明,隨[Sb]T和溫度升高,陰極反應(yīng)速度加快,有利于降低電耗;而隨添加劑濃度、[H+]和[Cl—的增加,陰極電化學(xué)極化增大,有利于得到結(jié)晶細(xì)致的產(chǎn)物。
　　 在上述理論基礎(chǔ)之上,論文開(kāi)展了銻精礦氯鹽浸出—凈化—隔膜電積試驗(yàn)研究,得到優(yōu)化條件及結(jié)果如下

4、:(1)浸出過(guò)程:溫度85℃、[H+]3.5mol/L、液固比8:1、SbCl5過(guò)量系數(shù)1.1、浸出時(shí)間1.5h,Sb3+浸出率可達(dá)99.5％;(2)凈化過(guò)程:浸出液通過(guò)銻粉還原、硫化除雜和Na3PO2還原除砷,Cu2+、Cd2+、pb2+和As3+去除率分別達(dá)到96.32％、83.33％、88.57％和81.51％;(3)電積過(guò)程:溫度42±2℃,電流密度200～250A/m2,陰極液[sb3+]70g/L,[H+]4mol/L,Na