在有色金屬火法冶煉過(guò)程中,精礦中的砷大部分被揮發(fā)進(jìn)入煙氣形成粒度微細(xì)、價(jià)態(tài)和成分復(fù)雜的高砷煙塵。高砷煙塵中除砷之外還含有大量的鉛、鋅、銻、錫和銦等有價(jià)金屬,具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本書(shū)針對(duì)脆硫鉛銻礦火法冶煉過(guò)程中產(chǎn)出的高砷煙塵的性質(zhì)和特點(diǎn),開(kāi)展高砷煙塵濕法冶金處理理論和工藝研究,綜合回收高砷煙塵中的砷、銻、鉛和銦等有價(jià)金屬元素,為高砷煙塵的高效清潔處理提供理論和技術(shù)支持。
砷在自然界的分布很廣,其豐度位于所有元素的第20位,且大多與有色金屬礦物共生或者伴生在一起,目前已經(jīng)查明的含砷礦物達(dá)300多種。隨著有色金屬礦石的大量開(kāi)采和冶煉,大量的砷從地殼中進(jìn)入人類(lèi)環(huán)境中。
在有色金屬冶煉過(guò)程中,精礦中的砷大部分揮發(fā)進(jìn)入煙氣,在高溫爐氣中與鉛、銻、鋅等元素碰撞吸附而生成砷酸鹽或亞砷酸鹽,形成粒度微細(xì)、價(jià)態(tài)和成分復(fù)雜的高砷煙塵,最后在收塵系統(tǒng)被收集。高砷煙塵中除砷之外還含有大量的鉛、鋅、銻、錫和銦等有價(jià)金屬,具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。由于高砷煙塵的成分復(fù)雜且砷含量較高,隨著現(xiàn)有環(huán)保要求越來(lái)越嚴(yán)格,對(duì)其進(jìn)行安全處理并回收有價(jià)金屬變得越來(lái)越困難,國(guó)內(nèi)大多數(shù)冶煉廠(chǎng)都對(duì)高砷煙塵采取堆存方式暫緩處理。高砷煙塵在堆場(chǎng)存放時(shí),雨水沖刷、溶浸、微生物作用等會(huì)促使砷渣溶解于水中,容易造成二次污染。砷污染對(duì)生態(tài)造成嚴(yán)重破壞,對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染,對(duì)人類(lèi)健康構(gòu)成嚴(yán)重危害,開(kāi)展高砷煙塵的綜合處理成為資源綜合利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
作者及研究團(tuán)隊(duì)一直致力于有色金屬?gòu)?fù)雜資源綜合回收利用教學(xué)、科研和產(chǎn)業(yè)實(shí)踐工作,對(duì)含砷二次資源循環(huán)利用有著深刻的認(rèn)識(shí)和深切的體會(huì)。近年來(lái),研究團(tuán)隊(duì)在高砷煙塵中有價(jià)金屬提取方面開(kāi)展了系列研究工作,主要是針對(duì)脆硫鉛銻礦火法冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的高砷煙塵開(kāi)發(fā)適應(yīng)性技術(shù),以實(shí)現(xiàn)砷及銻、銦等有價(jià)金屬的高效選擇性提取和鉛、錫資源的綜合回收。為了總結(jié)經(jīng)驗(yàn),促進(jìn)交流,作者將在高砷煙塵處理方面的最新研究成果歸納整理成書(shū)。本書(shū)共分七章,簡(jiǎn)要介紹了砷、銻、銦的性質(zhì)與用途以及含砷物料、含銻物料、含銦物料的處理工藝,詳細(xì)論述了選擇性浸出脫砷、浸出液中砷的回收和浸出渣綜合回收銻銦的基礎(chǔ)理論及實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果。本書(shū)力求理論與工藝相結(jié)合,對(duì)高砷煙塵處理的基本原理進(jìn)行了系統(tǒng)介紹,同時(shí)重點(diǎn)突出了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和工藝研究。
本書(shū)是作者及研究團(tuán)隊(duì)集體研究成果的總結(jié)。研究團(tuán)隊(duì)成員李棟老師、石靖、張磊和張鎮(zhèn)等研究生協(xié)助開(kāi)展了大量研究工作,為相關(guān)實(shí)驗(yàn)開(kāi)展和研究成果報(bào)告成稿作出了重要貢獻(xiàn);廣西科技攻關(guān)計(jì)劃和湖南省環(huán)保科技專(zhuān)項(xiàng)為本書(shū)研究提供了資助,在此一并表示感謝。由于作者水平所限,書(shū)中不妥之處,敬請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。
郭學(xué)益,湖南長(zhǎng)沙人,工學(xué)博士,中南大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師,教育部“長(zhǎng)江學(xué)者”特聘教授,國(guó)務(wù)院政府特殊津貼獲得者,國(guó)家“百千萬(wàn)人才工程”入選者。現(xiàn)任中國(guó)有色金屬學(xué)會(huì)重金屬學(xué)術(shù)委員會(huì)理事,中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)環(huán)境材料分會(huì)副理事長(zhǎng)。研究方向?yàn)橛猩饘購(gòu)?fù)雜資源高效提取、有色金屬資源循環(huán)利用及環(huán)境材料制備。先后主持完成包括國(guó)家及省部級(jí)科技計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金面上/重點(diǎn)項(xiàng)目、企業(yè)橫向合作等數(shù)十項(xiàng)課題研究,在有色金屬?gòu)?fù)雜資源處理、二次資源循環(huán)利用及先進(jìn)電池材料、環(huán)境材料等方面擁有系列原創(chuàng)性成果。已出版專(zhuān)譯著4部,獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)2項(xiàng)、省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)9項(xiàng),獲湖南十大杰出青年科技創(chuàng)新獎(jiǎng)和教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃。
田慶華,四川宜賓人,工學(xué)博士,中南大學(xué)副教授、碩士生導(dǎo)師。主要研究方向?yàn)殡y處理有色金屬資源高效分離與提取、有色金屬再生資源循環(huán)利用。主持國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家國(guó)際科技合作專(zhuān)項(xiàng)等科研課題16項(xiàng):獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)1項(xiàng)、省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)5項(xiàng)。入選“湖湘青年英才”、“湖湘青年科技創(chuàng)新人才”、湖南省高校青年骨干教師、中南大學(xué)“升華育英人才”等人才工程。
易宇,湖南岳陽(yáng)人,工學(xué)博士。主要研究方向?yàn)橛猩饘購(gòu)?fù)雜資源高效提取和二次資源循環(huán)利用,在高砷煙塵中有價(jià)金屬提取、廢舊印刷電路板綜合利用及鎳鈷精細(xì)粉體制備等領(lǐng)域開(kāi)展了系列研究工作。作為主要人員參與了國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)/面上項(xiàng)目、廣西省科技計(jì)劃重大專(zhuān)項(xiàng)以及多項(xiàng)企業(yè)橫向項(xiàng)目研究。獲省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)1項(xiàng),發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文10余篇,申請(qǐng)專(zhuān)利5項(xiàng)。
1概述
1.1 砷、銻、銦的性質(zhì)與用途
1.2 含砷物料處理現(xiàn)狀
1.3 含銻物料處理現(xiàn)狀
1.4 含銦物料處理現(xiàn)狀
1.5 研究背景及主要研究?jī)?nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)原料及方法
2.1 實(shí)驗(yàn)原料
2.2 實(shí)驗(yàn)試劑與實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
2.4 分析與檢測(cè)
3 濕法處理高砷煙塵的熱力學(xué)研究
3.1 引言
3.2 濕法浸出過(guò)程熱力學(xué)研究基礎(chǔ)
3.3 高砷煙塵中砷的浸出
3.4 浸出渣中銻和銦的回收
4 高砷煙塵選擇性浸出脫砷研究
4.1 引言
4.2 高砷煙塵氫氧化鈉浸出工藝研究
4.3高砷煙塵氫氧化鈉-硫黃浸出正交實(shí)驗(yàn)研究
4.4 高砷煙塵氫氧化鈉-硫黃浸出工藝研究
4.5 高砷煙塵氫氧化鈉-硫黃浸出過(guò)程優(yōu)化實(shí)驗(yàn)研究
4.6 高砷煙塵氫氧化鈉-硫黃浸出動(dòng)力學(xué)研究
4.7 高砷煙塵循環(huán)浸出實(shí)驗(yàn)研究
5 堿浸液中砷的回收研究
5.1 引言
5.2 堿浸液中砷酸鈉結(jié)晶工藝研究
5.3 石灰沉淀脫鈉-硫酸溶解-亞硫酸還原制備三氧化二砷的研究
5.4 SO2直接還原法制備三氧化二砷的研究
6 堿浸渣綜合回收研究
6.1 引言
6.2 堿浸渣硫化鈉浸出實(shí)驗(yàn)研究
6.3 銻浸出液空氣氧化研究
6.4堿浸渣硫化鈉浸出動(dòng)力學(xué)研究
6.5硫化鈉浸出渣中銦的回收探索
7 研究成果與展望
7.1 研究成果
7.2 展望
參考文獻(xiàn)