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《中南大学》 2012年
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从含锌废催化剂中回收锌的工艺研究

谢丽芳  
【摘要】:催化剂在石油、化工、医药行业中有着非常重要的作用,但是常在使用一段时间后,因丧失活性而被新鲜催化剂所取代,因此,全球每年都会产生大量的废催化剂,多年来,废催化剂一直未能得到合理的回收利用,有些直接填埋或堆弃,不仅造成二次资源浪费,而且污染生态环境和危害人类健康。随着矿产资源的日益短缺,从废催化剂中回收有价金属并加以利用,可以实现资源的循环利用,具有重要的社会意义。 本文以含锌废催化剂为原料,采用NaOH和NH3-NH4HCO3两种浸出方法来回收废催化剂中的锌,通过对两种工艺进行一系列的实验研究,确定了最佳回收工艺。 以NaOH溶液为浸出剂时,探讨了浸出剂浓度、液固比、温度、浸出时间对锌浸出率的影响,得出废催化剂最佳浸出条件为:NaOH浓度5mol/L、液固比25:1、温度80℃、搅拌速度300rpm、浸出时间2h,在此实验条件下锌的浸出率达90%,同时镍在滤渣中得到富集,滤渣还可作为镍冶炼的原料。由于碱浸时浸出剂的选择性较高,浸出液中杂质元素种类较少,经过合金锌粉一步除杂后,净化液中Fe为1.03mg/L,Pb为0.245mg/L,Ni为1.42mg/L,Cu为0.435mg/L净化液采用Na2S沉锌来制备ZnS,为了得到纯度较高的ZnS,对直接沉淀法和水热法进行了比较,确定采用水热法来制备ZnS,并得出制备ZnS较佳工艺条件:当n(Na2S)/n(Zn022-)为1.2,150℃下放置12h,ZnS纯度可达95.4%。 在NH3-NH4HCO3体系中,探讨了浸出剂浓度、液固比、温度、浸出时间以及氨性溶液pH对锌浸出率的影响,得出废催化剂最佳浸出条件。结果表明:当pH为9.5、总氨浓度7.5mol/L、液固比8:1、搅拌速度300rpm、60℃浸出2h,锌的浸出率达到94%。由于氨浸时Pb、Ni、Cu也会与氨络合进入溶液,因此采用合金锌粉置换除杂,净化后溶液中Fe为0.97mg/L,Pb、Ni、Cu已为痕量,达到深度净化除杂的要求。氨性净化液经蒸氨煅烧来制备ZnO,考察了蒸氨时间和煅烧温度对ZnO产率和纯度的影响,净化液蒸氨2.5h后于500℃下煅烧2h可获得纯度为99%的氧化锌。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:X705;TF813

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