《微波強化高銅菸灰選擇性浸出過程機理研究》是依託安徽工業大學，由李雨擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：微波強化高銅菸灰選擇性浸出過程機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李雨
- 依託單位：安徽工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
含銅電收塵菸灰的開路處理對銅冶煉企業實現二次資源綜合利用和污染減排具有重要意義。本項目擬以富含硫化礦相的難處理銅菸灰為研究對象，在分析原料相組成、不同粒度元素分布、有價金屬賦存狀態和嵌布粒度基礎上，採用常壓加熱和微波加熱浸出對比的方法，研究熱應力作用對礦相界面和微觀結構的影響，揭示了微波場中超熱點作用下複雜礦相界面解離機制；探索微波功率、浸出溫度、浸出時間、液固比等微波輔助浸出過程參數對組元浸出率的影響規律，查明微波輻射下礦物顆粒溶解特性和各組分溶出規律，闡明微波強化選擇性浸出行為特徵；考察浸出過程參數對反應速率的影響規律，建立微波浸出動力學模型，揭示出分子極化非熱活化強化固液傳遞的微波浸出機理。項目的開展為二次銅資源的微波強化提取技術路線的套用提供可移植性理論依據，並積極推動以資源高效循環、節能降耗為主題與生態系統協調的綠色冶金新技術的開發。
結題摘要
銅菸灰主要來源於銅冶煉系統銅鋶的熔煉與吹煉過程，其中除Cu外，還含有Pb、Zn、Fe、Bi等多種有價金屬以及As等有害元素，直接返回銅冶煉系統，將增加入爐原料的雜質含量，惡化爐況、降低系統的處理能力,並影響電銅質量和制酸觸媒壽命。銅菸灰的開路處理對銅冶煉企業實現二次資源綜合利用和污染減排具有重要意義。在項目經費資助下，以奧斯邁特爐熔煉菸灰和轉爐吹煉菸灰為對象開展研究。在分析菸灰的化學成分、物相組成等的基礎上，採用諧振腔微擾法測試銅菸灰介電特性，介電常數和損耗正切範圍為7.50~13.63和1.50×10-2~1.99×10-2。對於轉爐吹煉菸灰，採用微波輔助加熱硫酸直接浸出和常規加熱直接浸出對比，發現微波浸出可以提高銅的浸出率2~5%；銅、鋅的浸出反應活化能為17.63和25.92 kJ/mol，比常規加熱浸出低，表明微波加熱可以降低浸出反應能壘，提高浸出反應速率。對於熔煉菸灰，先對原料進行還原焙燒，再採用微波加熱浸出和常規加熱浸出對比，發現採用還原焙燒-微波浸出可以提高銅浸出率5~10%，提高鋅浸出率2~6%，微波在促使菸灰複雜包裹體解離、促進少量硫化礦相浸出等具有明顯的強化作用；動力學研究表明銅浸出反應的表觀活化能為18.36kJ/mol，鋅浸出反應的表觀活化能為26.96kJ/mol；採用單因素實驗、正交實驗和回響曲面實驗，研究了單因素影響規律和影響因素顯著性；得到最佳工藝參數，該條件下銅、鋅浸出率預測值為95.51%和90.6%，驗證實驗實際銅、鋅的浸出率為95.65%和90.48%。項目的開展為二次銅資源的微波強化提取技術路線的套用提供可移植性理論依據，並積極推動以資源高效循環、節能降耗為主題與生態系統協調的綠色冶金新技術的開發。
