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钴是重要的有色金属,在国防和经济建设中发挥中重要作用。我国是一个钴资源短缺的国家,且我国钴矿品位低,单一矿不足。近年来一些特殊行业,如电池、催化剂和超合金的发展,对我国生产钴的能力提出了挑战。由于开采工艺和回收方法的不恰当,不仅造成资源浪费,而且导致环境问题的出现。寻求一种综合回收率高,环境污染小的回收工艺迫在眉睫。本文在综述了现有铜钴回收工艺的基础上,以分离硫酸盐稀溶液中的铜钴金属离子为目的,比较研究了三种螯合树脂对铜钴金属离子的分离吸附性能。从中选择出一种分离性能好的树脂来对溶液中的铜钴金属离子进行分离富集,并采用原子吸附分光光谱法或者碘量法进行测定。本法解决了硫酸盐稀溶液中铜钴金属离子回收利用难的问题。主要研究内容如下:1、采用静态吸附法比较螯合树脂D405、D407、D418对Cu2+、Co2+的分离性能。研究结果表明,三种树脂对金属离子的吸附量为D418>D405>D407,而且每种螯合树脂对铜的吸附量均大于钴。三种螯合树脂对铜钴的分离性能比较为D407≈D418>D405。综合树脂的吸附量与分离性能,本文选择D418用于分离硫酸盐稀溶液中铜钴离子。2、采用静态吸附法研究D418对Cu2+、Co2+单组分的吸附性能。主要考查溶液pH、初始溶液浓度、接触时间、温度等影响。实验结果表明,D418对Cu2+、Co2+吸附的最佳酸度为均为5。在最佳酸度下,D418对铜钴离子的最大吸附量分别为170.65mg/g、132.28mg/g。对负载树脂的解吸采用硫酸,实验表明,Cu2+、Co2+达到完全解吸所需要硫酸的浓度分别为1.0mol/L、0.6mol/L。3、本文采用Langmuir和Freundlich等温吸附方程分别对D418吸附Cu2+、Co2+过程进行拟合,发现Langmuir方程能更好地拟合Cu2+、Co2+的吸附行为。D418对金属离子的吸附过程为吸热过程。动力学研究采用拟一级动力学模型、拟二级动力学模型和粒子内扩散模型。结果表明,D418对Cu2+的吸附过程可采用拟一级动力学模型进行拟合,而Co2+的吸附行为更符合拟二级动力学模型。Cu2+、Co2+的吸附过程均为粒子内扩散和液膜扩散共同作用的结果。4、采用静态吸附法研究D418对铜钴的分离性能。吸附平衡实验表明,双组分溶液中,铜钴离子在D418上的吸附为一个竞争吸附,且D418可以在钴存在的情况下选择性吸附铜。确定双组分溶液吸附pH为5。采用静态吸附法对浓度比为2000/300、500/100(Cu/Co,单位为mg/L)的硫酸盐稀溶液中铜钴进行分离。在树脂量和接触时间的共同作用下,可达到分离铜钴的目的。实验结果表明,经过三级吸附,铜的综合回收率达到90%以上,全部的钴仍然留在吸附余液中。对于钴的回收,实验中比较了两种方案,一是对于吸附余液采取完全吸附铜钴,进而对负载树脂进行解吸,从解吸液中回收钴;另一种是对吸附余液采取完全吸附铜法,使大部分的钴仍然留在溶液中,从溶液中回收钴。通过对两种方案的回收率与产品纯度的综合比较得知,完全吸附铜法优于完全吸附铜钴法。