《複雜銅鎳礦物氯化重構與電化學提取集成技術基礎研究》是依託上海大學，由魯雄剛擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：複雜銅鎳礦物氯化重構與電化學提取集成技術基礎研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：魯雄剛
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本享膠乘項目擬探索將選擇性氯化物相重構和離子液體電化學提取流程相結合，開發適用於複雜銅鎳礦物的分離提取全流程新技術。項目針對特定的難處理多金屬多礦相的複雜混合礦進行選擇性氯化實現物相重構，形成氯化物中間體，再通過特定低溫離子液體對氯化礦物組分進行選擇性溶解，最後結合電化學可控電解/電沉積實現高價值組元的可控提取。研究將探組局明混合礦中不同組元的存賦形態和氯化重構機理；揭示氯化物組分在離子液體中溶解控制影響因素；獲取離子液體中電化學可控析出過程的反應機理和調控機制；構建礦物氯化溶解分離並可控提取過程的完整反應路徑，形成低溫離子液體中礦物電化學提取冶金新技術路線。本項目的多技術集成，將實現從理論基礎到套用基礎、從資源到材料的一體化研究。這一新的集成技術路線，必將極大節省傳統高溫工藝所需的能量消耗，體現新時期綠色化、高效化的工藝發展要求。
結題摘要
鎳、銅是我國重要的戰略金屬並套用廣泛，隨著對銅鎳礦資源開採的不斷深入，高品位硫化銅鎳礦資源日益枯竭，因此，如何實現低品位複雜硫化銅鎳礦的高效綜合利用是關鍵。本項目以中國金川銅鎳礦為難處理多金屬多礦相的複雜混礦為研究對象，進行選擇性氯化實現物相重構，再通過低溫離子液體對氯化礦物組分進行選擇性溶解，最後結合電化學可控電解/電沉積實現製備高價值合金。主要研究結果如下：高鎳鋶添加NaCl氯化焙燒的最佳條件為：溫度500 °C、氯化焙燒時間30 min、添加量40 wt%。在浸出液固比150 mL/g、浸出時間16 h、浸出溫度50 °C的最佳浸出條件下，Ni、Cu浸出率分別達到40.24%和58.21%。浸出渣物相為漿潤厚付NiO、CuO、Na2Ni(SO4)2和Na2SO4。以高鎳鋶為前驅體，經高鎳鋶－氯化膽鹼/尿素離子液體電沉積可以製備Ni-Mo-Cu三元合金，合金鍍層元素分布均勻，鍍層形貌緻密，Tafel斜率為175 mV•dec-1，交換電流密度為1.30 mA•cm-2，析氫過電位η10為93 mV。12h連續析氫後，具有更好的析氫活性與析氫穩定性。低冰鎳添加KCl氯化焙燒的最佳只催射工藝條件為：採用KCl作為氯化劑、隨爐升溫焙燒方式、KCl添加量為40 wt%、焙燒溫度為450 °C、焙燒時間為45 min，最終產物的主要物相組成為硫酸復鹽（K2Ni2(SO4)3）、氧化鐵（Fe2O3）以及金屬氯鹽（NiCl2、CuCl、KCuCl3）。將焙燒產物溶解於氯化企烏堡膽鹼/尿素離子液體中，Fe、Ni和Cu的浸出率分別為0.33%、49.17 %、73.28%。以低冰鎳為前驅體並添加適量SnCl2後可以在膽鹼類離子液體中電沉積得到Sn-Ni-Cu三元合金，作為電極材料充放電循環50次之後的可逆容量為533 mAh/g，庫侖效率達到了98%，且循環後結構保持穩定，具有較高的可逆容量以及優異的循環性能。本項目同時進行了在ChCl/urea電沉積製備Zn、Cu-Zn合金負極材料及性能研究、Ni-AC複合電極研究；在 [EMIm]BF4-SnCl2 (0.05 M)、[EMIm]TfO-SnCl2 (0.05 M)和[EMIm]DCA-SnCl2 (0.05 M)電沉積製備Sn基負慨微組極材料及性能研究。本研究將為高效提取酷諒迎項複雜礦相有價金屬綠色流程開發提供理論與實踐支撐。
