沈庆峰[1]2003年在《低压催化氧化处理铅阳极泥工艺研究》文中研究表明论文开发了一种低压氧气催化氧化处理铅阳极泥的新工艺，对该法进行了理论分析与实验室小型试验和半工业试验。论文的主要内容和取得结论主要有以下几个方面。 1．论文首先对铅阳极泥处理及加压浸出的国内外状况进行了总结，分析了它们的优缺点，并针对这些不足提出了低压氧气催化氧化处理的工艺。 2．计算并绘制了Ag_3Sb—H_2O系的E—pH图，并引用前人绘制的Cu、Ag、Pb、Sb、Bi等一系列的金属—水系的E—pH图，以次对铅阳极泥的氧化浸出进行了系统的热力学分析。 3．对硝酸催化作用的机理进行了系统地分析和论述，较详细地讨论了氮氧化物的氧化与吸收的反应平衡和速率等方面的问题。 4．进行了工艺应用的小型试验，对硫酸浓度、硝酸浓度、反应起始温度、硝酸的循环利用率等重要影响因素进行了考察，得出了处理铅阳极泥的较佳条件：硫酸浓度350g／L，硝酸浓度95g／L，液固比约5：1，初始温度40℃，氧化浸出时间2.5小时，随时补充氧气保证生成的NO能够完全氧化成NO_2。在此条件下，铜、锑、铋和砷的氧化浸出率均可达到99.8％以上。 5．为验证工艺在工业上的可行性，进行了半工业试验，较好的反应条件为：浸出液硫酸初始浓度400g／L，硝酸量为0.45克／克海绵铜，液固比约8：1，浸出液体积1.5m~3，起始温度40℃，氧化时间2小时。在此条件下，铜、镍可获得大于99％的浸出率。 6．试验结果证明，利用硝酸参加氧化还原反应后生成的氮氧化物被水吸收再生成硝酸的特性，可以减少硝酸的耗量，硝酸在半工业试验中的回用率可达70％以上，进一步改进后还可望有更大提高。这也使得用硝酸作为氧化剂处理矿物在工业生产中成为可能。 7．实验室与半工业试验证明，通过控制操作过程，催化氧化浸出反应可在很低的压力下(实验室小型试验相对压力60mmHg，工业试验相对压力控制在300mmHg以下)进行，对设备的要求不高，设备制作成本低，也可由现有设备改装，无需其他特殊配套设施，操作简单，能耗低，昆明理工大学硕士论文摘要 是本工艺的一大特点。8.低压催化氧化体系对物料的氧化率很高，此外，工艺除了可以处理金属 态物质还可以处理某些金属硫化物，其中的低价硫被氧化为元素单质 的形态留在渣中.
杨长江[2]2004年在《金川海绵铜处理工艺及机理研究》文中指出金川公司海绵铜是镍电解过程中的净化渣，由于含有一定数量的铜、镍硫化物，用常规的方法不易经济处理。本文综述了大量硝酸在冶金中应用的文献，并在金川公司前期试验的基础上，针对其铜的组成主要为金属铜和硫化铜的特点，提出了一种全新的处理工艺——氧气低压催化氧化法。该法在密闭体系条件下，采用低压氧气(0～400mmHg)和硝酸催化氧化浸出海绵铜生产优质硫酸铜。该工艺在金川公司进行了半工业试验，结果表明：铜浸出率为99.36-99.94％，镍的浸出率94.73-99.85％；金属铜，尤其是硫化态铜，浸出完全，金属损失少；硫大部分以元素硫的形态析出，滤渣含硫70.28％，部分硫转化为硫酸。作为催化剂的硝酸回用率可达到70％以上；产出的硫酸铜达到工业一级硫酸铜标准；浸出成本明显较硫酸化焙烧-浸出工艺低。前者的吨硫酸铜直接加工成本为166.10元，后者达到1302.17元。 本文在对过程进行理论分析的基础上，对工艺进行了机理和工艺的改进研究。 铜的氧化研究采用旋转铜圆盘法，发现铜的氧化溶解分为两种情况，钝化氧化和活化氧化；在钝化氧化溶解时，钝化与溶液酸度、硝酸根浓度、温度、搅拌速度等相关；氢离子浓度小于4mol／l时，铜的溶解具有明显的钝化特性，如在0.1M时，溶解速率为：2.262mg／(l·min)；硝酸根离子的变化对铜溶解影响很小，铜的浓度变化与硝酸根离子浓度近似呈线性关系，斜率为：1.916mg／mol；随温度的增高，钝化速度加快，在90℃时，30min即到钝化态；在钝化氧化溶解阶段，增加转速并不能加快溶解，只能使其快速达到钝化阶段；实验证实硝酸氧化过程中，亚硝酸起到关键作用；此时氯离子的加入有利于铜的氧化。对于铜的活化氧化溶解，本文提出了硝酸氧化的自催化反应历程，经实验结果验证，理论与实验符合较好；依据反应历程得到了反应初期和转移期的反应方程式；在转速为300rpm时，测得了铜氧化溶解的表观活化能E_a=23.221kJ／mol，介于典型的外扩散控制(8～16kJ／mol)与化学反应控制(40～200kJ／mol)之间，反应为混合控制。在此基础上得出铜氧化浸出的较佳工艺条件为：溶液硫酸浓度为8mol／l，硝酸1.5mol／l，温度80℃，搅拌强度300转／分。 在一氧化氮吸收的研究中发现：高温下吸收有利于溶液中形成硝酸，但是不利于动力学上NO的氧化，而后者为氮氧化物吸收过程的主要控制步骤。因此应在昆明理工人学硕十学位论文摘要低温下进行氮氧化物的吸收，在高温下进行亚硝酸的转化:高酸度有利于硝酸的生成;常温常压下吸收达到合理的终点时，硝酸浓度达到4.79m。l/l(26%wt)，完全可以回用。 铜氧化与吸收的联合试验表明:铜氧化和氮氧化物吸收可以有效联合进行，不存在操作性问题;过程中氮氧化物的吸收完全可以满足要求，大量的硝酸在反应器内部就得以再生，大量的减少了硝酸用量:同时，硝酸的再生分布可以调节气体循环速度加以人为控制。 对于硫酸铜的精制，试验找到一个较高生产效率和较低能耗的方法。粗硫酸铜经过洗涤、重溶、重结晶，粗硫酸铜中游离酸的脱除率在98%之上;产品质量:CuS。，，SHZo)98%:比50。蕊0.1%;水不溶物〔0.1%，达到国家优等品的指标。 通过对硝酸在铜氧化过程中的作用、氮氧化物的吸收的研究，以及实验室试验和半工业试验，为处理金川公司海绵铜渣工业化生产提供了一条经济合理的途径，并可望为硝酸在冶金及相关工业中的应用提供一个基础。
李亚军[3]2009年在《硫铁矿烧渣脱硫脱砷的研究》文中研究说明硫铁矿烧渣是化工厂在以硫铁矿为原料煅烧生产硫酸时排出的废渣,其主要成份为铁,另外还含有硅、钙、镁、硫、砷、铜和银等其它元素,主要矿物为赤铁矿、磁铁矿、石英、硬石膏等。我国硫铁矿烧渣年排放量为1000～1500万吨左右。目前硫铁矿烧渣大都采用堆存或者填埋处理,不仅占用大量的土地,工厂还需支付土地征用费、运费、填埋费等,而且还会对大气、水体、土壤等造成环境污染。同时硫铁矿烧渣中富含铁元素,大约占40%～60%,同时还含有少量的Cu、Ag、Au等有价值的元素,是一种宝贵的二次资源,所以充分利用硫铁矿烧渣不仅可消除其对环境的污染,还会变废为宝,创造一定的经济效益以及社会效益。硫铁矿烧渣的综合利用已经受到各国的高度重视,而且很多发达国家对硫铁矿烧渣的综合利用研究已经进行了多年,虽然我国从70年代就开始对硫铁矿烧渣的综合利用进行了研究,由于我国硫铁矿烧渣质量差、技术水平低、经济落后等一系列因素,导致烧渣利用率很低。与国外一些国家相比仍有很大差距,我国硫铁矿烧渣的利用还存在着很多问题,其中最主要的是不能对烧渣中的杂质进行有效的处理,特别是砷元素和硫元素的存在对于烧渣综合利用(例如作为炼铁原料)所带来的危害。本论文采用硫酸溶液处理硫铁矿烧渣,可达到脱砷、部分脱硫的目的,同时还可使渣中的铁品位提高。研究表明采用硫酸溶液处理硫铁矿烧渣,烧渣经硫酸溶液处理后,As含量可降到0.036%,去除率高达98.7%,S含量降至0.319%,同时Fe品位可达到62.56%,经处理后的烧渣砷、铁含量均达到炼铁原料的质量要求。为探索试验的最佳工艺条件,设计进行了条件试验包括硫酸浓度的影响试验、温度的影响试验、矿浆浓度的影响试验、反应时间的影响试验、搅拌速度的影响试验；同时还对硫酸浓度、温度、反应时间以及搅拌速度这四个因素进行了正交试验的研究,最后确定最佳试验条件为：硫酸浓度为15%,温度为50℃,矿浆浓度为30%,反应时间为120分钟,搅拌速度为300转/分。由于硫酸浸出废液中含有大量的未反应的游离硫酸,为了有效利用这部分硫酸,降低硫酸使用量,本研究对硫酸溶液浸出硫铁矿烧渣得到的反应废液进行了循环利用研究,研究表明废液经配酸后,返回浸出阶段用于硫铁矿烧渣的浸出,可有效的利用浸出液中的游离硫酸,使工业硫酸的用量明显降低；反应废液经配酸后返回浸出阶段用于硫铁矿烧渣的浸出,经叁次循环使用均可有效的降低处理样品中的砷、硫含量,其中砷和铁的含量均达到炼铁原料相应指标的要求,杂质脱出效果与直接使用硫酸处理原料时相当。由于单独采用硫酸溶液处理硫铁矿烧渣,样品中硫含量达不到炼铁原料质量要求,本论文进行了在硫酸溶液中加入添加剂共同作用处理硫铁矿烧渣的探索性研究,研究表明在硫酸溶液中添加重铬酸钾或氯酸钾处理硫铁矿烧渣,可使样品中的硫含量降至0.279～0.291%,可以同时达到脱砷脱硫的目的,脱砷、脱硫后的烧渣能很好的达到炼铁原料的质量要求。同时在本论文中,对硫酸溶液处理硫铁矿烧渣脱出其中砷的过程进行了动力学研究,动力学研究表明：采用硫酸溶液浸出硫铁矿烧渣脱砷的浸出过程可用粒径不变的收缩未反应核模型描述,浸出过程的化学反应速率受界面化学反应过程控制；浸出过程的化学反应的表观活化能Ea=140.075kJ/mol,化学反应级数为0.8287。
任永鹏[4]2014年在《超微细晶粒钯碳催化剂的制备与应用》文中研究指明钯（Pd）是一种贵金属，将钯化合物制备成钯碳催化剂，将延伸冶炼产业链，极大地提升钯的附加值。钯碳（Pd/C）催化剂，广泛应用于石化、制药、染料、新能源等行业，其中在精对苯二甲酸(PTA)加氢精制方面是其主要用途之一。本论文针对PTA生产用钯碳催化剂传统的“浸渍-沉淀”制备方法中存在的钯晶粒分布不均匀、分散度低的固有缺点，以椰壳活性炭作为载体，采用“载体预处理、超微晶粒制备、活性炭吸附”叁工序的“超微晶粒钯溶胶法”制备钯碳催化剂。利用SEM、TEM、XRD、EDS、HPLC、化学吸附等主要方法研究了各工序主要工艺参数对催化剂的性能和微观结构的影响，获得制备超微细晶粒钯碳催化剂的适宜工艺条件，探讨纳米Pd微晶在载体上的分散及其对催化性能的影响，对高活性超微晶粒钯碳催化剂的研究与开发具有一定作用。研究结果表明，载体预处理工序中，硝酸、盐酸、双氧水对活性炭载体及钯碳催化剂微孔结构均具有重要影响。适量试剂对载体表面起到扩孔扩容作用，当其浓度过大时，尽管扩孔，但也会产生腐蚀产物，带来负面影响。优先推荐硝酸预处理，盐酸次之，适量的硝酸浓度为0.8-1.6mol/L。超微晶粒制备工序中，随着还原剂（硼氢化钠）用量、钯浓度增大，催化活性先增大后减小，随着还原pH值及还原温度升高，催化活性降低。活性炭吸附工序中，随着吸附pH值增大，活性先增大后减小；随着吸附温度升高，活性逐渐降低，但降幅不明显。超微晶粒溶胶法制备钯碳催化剂的适宜工艺为1.2mol/L硝酸预处理，还原剂（硼氢化钠）为理论用量3倍，还原温度10℃，还原pH为-0.5，钯浓度0.006mol/L,添加剂X0.67g/L，Y0.67mL/L，Z0.67g/L，吸附pH为0.5-1，吸附温度10℃。该条件下所制备的钯溶胶良好分散于水溶液体系中，钯微晶平均尺寸在5-6nm左右，为Pd立方晶体。经负载后钯碳催化剂活性可达99.9%，钯晶粒尺寸基本不变，钯分散度高达12.63%。添加剂是超微晶粒溶胶法制备钯碳催化剂成功的关键因素。添加剂的作用在于使钯晶粒外层包裹一层胶束，覆在固-液界面（钯晶粒-水溶液界面），使钯晶粒高度分散在体系中，防止晶粒的聚集长大。
参考文献：
[1]. 低压催化氧化处理铅阳极泥工艺研究[D]. 沈庆峰. 昆明理工大学. 2003
[2]. 金川海绵铜处理工艺及机理研究[D]. 杨长江. 昆明理工大学. 2004
[3]. 硫铁矿烧渣脱硫脱砷的研究[D]. 李亚军. 昆明理工大学. 2009
[4]. 超微细晶粒钯碳催化剂的制备与应用[D]. 任永鹏. 河南科技大学. 2014