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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Ag3Sb—H2O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NO2。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1.5m3,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.