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湿法冶金过程中若干金属富集分离技术的应用研究

侯立平  
【摘要】:本论文运用了形成大分子金属配合物、还原-沉淀反应生成金属难溶物及氧化易变价金属化合物生成难溶物等系列方法探索、研究了冶金过程中遇到的若干金属富集分离问题。全文共包括五个部分: 一、对冶金过程中的富集分离技术的发展和研究进展做了文献综述。 二、合成了对苯二甲酸的铜(Ⅱ)配位聚合物(Cu-BDC,图a)和反丁烯二酸的铜(Ⅱ)配位聚合物(Cu-FMA,图b),并研究了对苯二甲酸和反丁烯二酸对铜离子的吸附行为。 通过元素分析、红外光谱分析、原子吸收、扫描电镜等手段对以上铜(Ⅱ)配合物进行了表征。结果显示所合成的高分子配合物都具有固定的组成,难溶于大多数有机溶剂。 相对于传统的分离技术而言,该分离技术工艺简单、原料可循环使用,是一种新型的绿色分离技术,在回收低浓度有价金属、治理有毒重金属污染方面具有潜在的应用前景。 三、合成了稀土与聚苯乙烯/4-(4-溴苯氧基)-4-氧代-2-丁烯酸的大分子金属配合物,配合物的结构如图c:同时,还研究了聚苯乙烯/4-(4-溴苯氧基)-4-氧代-2-丁烯酸对部分稀土离子的吸附行为,结果显示此类配体对稀土离子有较强的吸附作用。 四、本论文中采用了还原-沉淀的方法,将铜用还原剂还原至一价后,加入除铜剂使它沉淀,使性质相近的金属铜、镍能够有效分离。利用该方法针对金川公司镍电解阳极液中微量铜的脱除这一冶金技术难题进行了深入研究,探讨了除铜反应过程中的反应温度、反应时间、所加还原剂和除铜剂的用量等条件对除铜效果的影响。 五、利用部分易变价金属如镍、钴、锰、铅等能够改变价态的性质,将易得到且价格低廉的氯气通入含有这些金属与钙、镁的混合溶液中,通过氧化反应使它们生成溶解度较小的难溶化合物沉淀,从而与共存的钙、镁分离:2Ni(OH)2+Cl2+2OH-=2Ni(OH)3+2Cl- 反应中OH-来自于之前加碱所生成的Mg(OH)2沉淀,反应产生的沉淀颗粒较低价态氢氧化物大,与钙、镁的分离效果显著,过程简单,有望应用于工业过程中镍、钴、锰、铅与钙、镁的分离过程。


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