《烧结灰中银的回收利用 毕业论文.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《烧结灰中银的回收利用 毕业论文.doc（36页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、湘潭大学毕业论文题 目：烧结灰中银的回收利用 专 业： 化学工程与工艺 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2013-5-20 湘 潭 大 学毕业论文（设计）任务书论文题目： 烧结灰中银的回收利用 学号： 姓名： 专业：化学工程与工艺 指导教师： 系主任： 一、主要内容及基本要求（1）了解化工类网站和中外收索引擎，掌握文献收索方法。认真分析课题内容，通过多种途径查找并收集相关资料，对现阶段该课题的理论研究进展、实际应用情况有较全面的认识。从理论和实践上分析该项目的意义。通过技术分析和市场调研，确定可优化指标，初步设计课题研究方法。 （2）在文献整理阶段，撰写6000字左右的文献综述，并
2、将1篇与课题内容相关的英文文献翻译成中文。 （3）了解烧结灰的来源，掌握矿渣的预处理方法。学会运用物理和化学法分析样品组成及待分离组分的量。 （4）了解国内外主要的银、铜等金属离子的回收方法，重点掌握氨水浸银法和高浓度氯离子浸银法。 （5）在实验准备阶段，做好相关准备工作：实验装置和仪器、烧结灰样品、化学试剂等。确定实验方法，分析银的回收率的可能影响因素，设计提高其回收率的方案。 （6）在一定实验条件下，使用多种分离方法，测定银离子的回收率，并进行比较。 在确定分离方法下，改变操作条件（如物料浓度，操作温度，搅拌速度等），测定银离子的回收率。（7）记录实验现象和实验数据，并对其进行分析和处理。
3、 （8）通过经济衡算确定实际生产可行性，完成银的回收及利用研究。 二、重点研究的问题（1）烧结灰的预处理及化学成分分析； （2）银的回收方法； （3）银的溶解工艺及不同操作条件对银浸出率的影响； （4）银的还原工艺。 三、进度安排序号各阶段完成的内容完成时间1查阅文献资料、归纳、整理3月1日3月10日2完成文献综述3月11日3月17日3实验准备工作3月18日3月22日4实验进行阶段3月25日5月10日5撰写毕业论文5月11日5月20日6毕业答辩5月27日四、主要参考文献1胡宪. 从含高铜铅氰化金泥中提取金、银、铜、铅全湿法工艺J. 选矿与冶炼, 2011, 32(7): 5657. 2沈庆峰.
4、 杨显万. 刘春侠. 谢克强. 硫酸亚铁还原银锰共生矿提取银的工艺研究N.昆明理工大学学报, 2006. 06. 31(1). 3李伟平. 堆浸法从含银氧化铁矿中提取银J. 贵金属, 2005, 26(1): 3438. 4高霞. 王晓松. 朱伯仲. 吴崇珍. 黄铁矿烧渣提取铁、金、银等工艺研究J. 河南科学,2005, 23(5): 672674. 5李元坤. 某含银高铅复杂多金属矿的分离提取J. 矿产综合利用, 2003, (5):38. 6张钦发. 龚竹青. 陈白珍. 李景升. 用硫代硫酸钠从分银渣中提取银J. 贵金属, 2003, 24(1): 58. 7张华. 从富银渣中回收银的方法
5、研究J. 四川有色金属, 2000, 1(1): 3236. 8李元坤. 寇建军. 铜铅锌银多金属矿湿法分离新工艺J. 有色金属, 2002( 3) . 9周全法. 贵金属深加工及其应用M. 北京: 化学工业出版社, 2002. 10V.I.E. Ajiwe*. I.E. Anyadiegwu. Recovery of silver from industrial wastes cassava solution effectsJ. Separation and Purification Technology, 2000, 18 : 8992. 目 录摘要1Abstract2第一章 文献综述3
6、1.1引言31.2烧结灰概述41.2.1烧结灰来源41.2.2烧结灰的化学成分51.3银回收利用方法的介绍61.3.1电解法回收银71.3.2氰化法提银81.3.3无毒氯盐体系提银法91.3.4氨浸法和硫代硫酸钠提银法101.4课题研究的主要内容11第二章 实验材料与方法132.1实验原料与设备132.1.1实验原料132.1.2实验设备132.2实验方法142.2.1烧结灰的化学成分分析142.2.2银的溶解工艺152.2.3银的还原工艺16第三章 实验结果与讨论183.1烧结灰中银定量分析的结果183.2浸银量的结果与讨论183.2.1搅拌时间的影响183.2.2氨水浓度的影响203.3银
7、单质回收结果和讨论21第四章 结论与展望234.1 结论244.2 展望24参考文献26致 谢27附 录28烧结灰中银的回收利用摘要：以烧结灰为原料，通过定量分析确定烧结灰定样品中含有Ag、Fe、K、Pb、Cu、Zn等金属，综合回收其中的有价金属具有重要的意义。本论文研究了利用氨水浸出银，将样品中的固态银转移到溶液中的银溶解工艺和以甲醛为还原剂，通过银氨溶液与甲醛发生的银镜反应将溶液中的银以单质形式提出的银还原工艺。实验考查了氨水浓度和搅拌时间两个主要因素对银浸出效果的影响，结果表明当氨水浓度为50%，搅拌时间为20 min时，浸银量最大。在最佳实验条件下，银的溶解工艺中银的浸出率达到80%；
8、提银工艺中，银的最大回收率达到98.6%。关键词：烧结灰 银 浸出 还原 Recycling Silver From Sintered AshAbstract: With the sintered ash as raw material, it was determined to contain Ag, Fe, K, Pb, Cu, Zn, and other metals by quantitative analysis. Comprehensively recycling valuable metals is of great significance. In this thesis, w
9、e studied the use of ammonia leaching of silver, a process which the solid silver in the sample is transferred to the silver dissolved in the solution. And to get silver in elemental form, we make use of the reaction of silver mirror between ammoniacal silver and formaldehyde when formaldehyde serve
10、 as the reducing agent. The experiment examined the influence of the concentration of ammonia water and stirring time, two major factors of silver leaching effect. The results show that when the ammonia concentration was 50%, and the stirring time was 20min, we would get the maximum amount of the im
11、mersion silver. Under the optimum experimental conditions, silver leaching rate is 80% in the dissolution of silver process; and silver recovery rate can be 98.6% in the extracting craft.Key words:sintered ash, silver, extract, reduce第一章 文献综述1.1引言钢铁工业是国家重要的基础产业，对我国经济建设的发展有着巨大的作用。进入21世纪后，我国生铁产量增长速度迅速
12、加快，年均增长速度已超过20%1。由于钢、铁产量的增长需要市场需求拉动，而我国GDP增长速度加快，建设投资规模迅速扩大，使得国内市场对钢铁产品的需求日趋强劲。根据国际钢铁协会对全球个主要产钢国的统计，2010年全球粗钢总产量超过9亿吨。中国更是钢铁生产的大国，从1996年起一直稳居世界钢产量排名第一的位置。2008年中国粗钢产量达到了5亿吨，超过位居第二位到第八位的国家的粗钢产量的总和。就普遍钢铁生产过程而言，其特点是流程长、工序多、设备规模大、资源密集、能源消耗巨大、环境污染严重。它在制造产品过程中伴随着大量的、各种不同形式的排放物，由此带来严重的环境负荷。相应地，我国产钢量大，钢铁厂的废渣
13、量、粉尘量也就远远多于其他国家，环境污染更为严重。以1吨生铁产生290 kg高炉渣，1吨粗钢产生110 kg钢渣计算，若我国每年生产5亿吨生铁和5亿吨粗钢，则钢铁渣的年产量在2亿吨左右2。一般钢铁企业粉尘的产生量为钢产量的8%15%，则我国钢铁企业每年粉尘的产生量在5000万t左右。然而，目前我国对工厂固体废物的利用率非常低，这些数量巨大的废渣、粉尘造成了严重的资源浪费，并且成为了环境污染源的主要内容之一。在资源短缺、能源枯竭、环境污染日益严重的今天，发展低碳循环经济，科学利用二次资源有着重要的战略意义。低碳循环经济作为当今国际社会推进的一种新型实践模式，有利于社会的可持续性发展。它强调最有效
14、地利用资源和保护环境，表现为“资源产品再生资源”的经济增长方式，要做到生产和消费“污染排放最小化”，并以最小成本获得最大的经济效益以及环境效益3。近年来，为解决资源和环境问题，使经济发展与资源、环境承载力相协调，我国钢铁企业以“减量化、再利用、资源化”为原则，以“低消耗、低排放、高效率”为特征，正逐步改变着之前“大量生产、大量消耗、大量废弃”的传统增长模式。发展循环经济，实现可持续发展已成为不可阻挡的趋势。在国家宏观调控政策、相关行业政策和环境保护政策的实施下，众多钢铁企业也越来越重视和推广对固体废物资源的控制和综合利用。其中，综合回收利用钢铁冶金生产过程中产生的除尘灰是国家倡导的节能减排，实
15、现资源循环利用的重要要体现，也是实现企业可持续发展的一项重要内容。1.2烧结灰概述1.2.1烧结灰来源钢铁冶炼基本生产过程是在炼铁炉内把铁矿石炼成生铁，再以生铁为原料用不同方法炼成钢，再铸成钢锭。我国钢铁冶炼以“烧结(球团)和焦化一高炉一转炉”的流程为主(如图1.l所示)。因为75%以上的高炉炉料来源于烧结矿，故而烧结生产在铁前原料制备方面起着非常重要的作用。炼铁烧结炼钢采矿选矿 图 1.1 钢铁冶金工艺流程简单示意图烧结就是将各种粉状含铁原料造块，是为高炉提供精料的一种方法。主要过程为在：在铁矿粉中混合适宜的燃料和熔剂后，将混合物放于烧结设备上点火烧结。利用燃料产生高热和一系列物理化学变化的
16、作用，使部分混合物料表面发生软化和融化，产生一定量的液相，并使其它未熔化的矿石颗粒处于湿润状态。当混合物料冷却后，液相将矿粉颗粒粘结成烧结矿4(见图1-2)。烧结工艺一般可分为原料准备、配料混合、点火烧结、冷却及整粒筛分五个工序。钢铁生产的烧结工艺流程通常包括:原燃料的接收、贮存，溶剂和燃料的准备，配料，混合。造粒，布料，点火烧结，热矿粉碎，热矿筛分，热矿冷却，铺底料，冷矿筛分，成品烧结矿和返矿的贮存、运输等工艺环节5。在高炉炼铁工艺为主的情况下，烧结生产具有至关重要的地位。它为高炉提供粒度均匀且还原性好、化学成分稳定、冶金性能优良的优质烧结矿，也为高炉优质、高产量、低耗、长寿创造良好了条件。
17、 铁矿石烧结作为钢铁生产炉料准备的重要工序，其烧结产生的烟气经电除尘器收集后形成烧结机头电除尘灰，即烧结灰。它的产量与组成由钢产量、生产工艺和铁矿石种类等决定。图1.2 典型烧结工艺示意图 1.2.2烧结灰的化学成分钢铁厂的含铁粉尘主要包括原料粉尘、高炉尘泥、烧结粉尘、炼钢尘泥、粒铁、轧钢铁屑以及各种含铁烧渣等。各种粉尘的量与原料、工艺流程、管理水平及装备水平的不同而有所差异。其中烧结粉尘的成分与烧结原料（铁矿石）、熔剂、燃料还有燃烧工艺等有关。矿石以土状或块状的赤铁矿、褐铁矿为主，其次是少量的铅铁矾、针铁矿、菱锌矿、水锌矿、铅矾、偏锰酸矿和锡石。还有含少量氧化残留的硫化矿物：铁闪锌矿、方铅矿
18、、磁黄铁矿、黄铁矿和黄铜矿。矿石中还可以见到极少的独立银矿物，如自然银、辉银矿、硫铜银矿和黝锑银矿。另外，还分布有白云石、粘土、方解石、绿泥石与岩石碎块等。因而当钢铁企业所采用的矿石原料不相同，粉尘成分也就不一样。比较国内几家钢铁厂：莱钢铁烧结厂的烧结机头电除尘灰的含铁量低，波动大(TFe：l8%42%)，含有害杂质Na、K、Cl-(氯化物或氧化物)较高。高炉瓦斯灰含有Na、K、Zn、Pb等有害元素6。宝钢烧结进行回收及利用的冶金粉尘与副产品主要包括：原料处理过程中产生的杂矿粉，炼焦、烧结和高炉冶炼过程产生的粉尘；炼钢产生的转炉尘泥、钢渣；还有轧钢过程产生的氧化铁泥。这些粉尘和副产品，一般都含
19、有较高的K、Fe、Zn、CaO、MgO和固定碳等成分。它们能够作为烧结原料的替代物加以利用。而八钢炼钢厂烧结除尘系统的回收系排出的粉尘属低锌灰，其中碱金属及铅含量略高7。废弃系统排出的粉尘中碱金属及铅、锌含量高。其烧结灰中主要成分有：CaO 、SiO2、 Al2O3、 MgO、 FeO、 S、 P、 Zn、 K、 Na、 Pb等。平均含铁量为43.79。由于矿石中一般都含有较高的K、Na、Zn、Pb等元素，尽管烧结灰成分有所不同，其差异更多的表现在各成分含量上。钢铁生产工艺流程对烧结灰成分的影响集中表现在烧结工艺和燃烧条件方面。比如高炉干法除尘灰中钾含量为0.76%，碳含量高达34.0%，锌含
20、量也高达到16.6%；转炉污泥和转炉细灰含铁品位较高，分别为58.2%和52.3%。其中转炉细灰中的碱金属含量高于一般除尘灰的含量，钾、钠含量分别为1.01%和1.67%；烧结三电场除尘灰的碱金属含量最高，钾达到15.88%，钠为1.08%；电炉灰中碱金属和锌的含量也较高，其成分随加入废钢的不同而产生变化8。当烧结烟气温度在800以上时，烧结矿中的金属元素会以钾盐、钠盐、ZnO、PbCl2等化合物形式蒸发并随烟气进入烧结机头电除尘器中。由于各种除尘灰粒度细、品质差别较大，并含有锌、铅、钾、钠、氯等有害元素，容易易使烧结机风机挂泥，而锌等有害元素则容易在高炉内富集。烧结灰成分中大多可通过处理进行
21、有效地回收利用，而对环境或企业设备造成不利影响的，也必须及时除去。钢铁企业的粉尘中含有铁、氧化铁、SiO2、CaO和MgO等可利用的成分。其中含铁粉尘的品位比较高，经过烧结可以作为高炉原料再加以利用；石灰粉尘中的CaO和MgO经过粗加工也可以作为烧结添加剂；煤尘则可作为烧结的固体原料。除铁后的粉尘和湿泥是制备玻璃和陶瓷的主要原料9。烧结灰中有害元素钾、铅的含量高，因此不适宜直接返回烧结配料。Na、Zn在高炉中的循环富集对高炉的危害非常大，容易易造成高炉煤气流不稳、悬料、崩料、结瘤以及炉况不顺、燃料比升高等有害影响，不利于高炉顺利运行。可采用烧结灰水洗脱钾、磁选选铁及氯化提铅等综合利用工艺，既可
22、及时清除有害成分造成的影响，也可以实现相应资源的二次利用。另外，利用选矿工艺对烧结除尘灰进行富集处理，富集的铁品位比较高(含铁品位大于60%)，具有较高的开发和利用价值。经过处理的有害杂质进入尾泥，消除了直接利用对烧结矿质的影响。同时利用选矿工艺对高炉除尘灰进行选矿和脱锌除杂处理，既消除了锌、钠等碱金属长期富集对高炉运行的危害，又得到了高品位的铁精矿(大于55%)和碳精粉(大于75%)。1.3银回收利用方法的介绍目前主要应用于银回收的工艺方法为电解回收法、化学沉淀法还和还原回收法。化学沉淀法是利用银与氰化物、氯化物、氨水及亚硫酸盐等反应形成络合物，从而实现银与其他物质的分离。而还原法主要利用还
23、原剂，将银从化合物中置换出来，得到的大多为单质银。电解法回收银的回收率达到9095%，还原法及化学沉淀法的银回收率能够大于99%。 1.3.1电解法回收银电解法提银的四个步骤：1.电解 2.提纯 3.置换 4.提纯 银在定影液中的存在状态是硫代硫酸盐的络合物，不能直接用置换反应。电解：将两根炭精棒洗干净，接可调稳压电源的正负极(直流电源，电流要10A以上)。把两根炭精棒插到定影液里，尽量分开距离。连接炭精棒的导线不能接触到液体，通电，调整电压，使连接正极的炭精棒产生轻微的气体。金属银会慢慢沉积在负极的炭精棒上。提纯：把负极的炭精棒放到过量的稀硝酸里，将表面沉积的金属银完全融解，形成硝酸银和硝酸
24、的混和液体。用滤纸过滤固体杂志。置换：在混和液中加入过量的铁粉，反应完成后，剩余的固体是金属银和金属铁的混和物。用滤纸过滤出固体，用轻水冲洗干净。提纯：在固体中加入过量的稀盐酸，将铁粉溶解。剩余的固体就是较为纯净的金属银了。 具体操作：将两电极插入溶液中，接通直流电源，银在阴极上镀出。电解法可以分为低电流密度设备、高电流密度设备两种。其中，定影液所用低电流密度低于3安培/平方呎，而高电流密度则高于10安培/平方呎。当使用高电流密度时，须提高阴极表面的搅动率。阴极为旋转圆筒形，便于提高搅动率。因漂白剂有阻滞电解的现象，漂白定影液应该采用超高电流密度：6090安培/平方呎。电极间电压很低，约在0.
25、5 V至0.7 V之间。阳极材料都用C（因C能导电同时能够抵抗腐蚀），阴极则用不锈钢材料。以电解法可直接获得金属银，但是对银回收品质及回收率影响很大的因素为：电解设备选择和电解条件控制。定影和漂白定影废液中，银离子以Ag(S2O3)2-3 形式的络合物存在。当电流密度太高或这回收液中银浓度太低时，容易产生黑色硫化银沉淀，从而影响回收银之品质10。实验现象及结果：电解初期可以在阴极得到90%到98%纯度的银，过一段时间则会得到较黑、较脏的银；操作终点是：溶液中银浓度降至100 ppm，且会有硫酸银污泥。漂白定影溶液的处理，需要较高的电压，而且它的终止浓度较高（约500 ppm的银残留溶液中），这
26、种废水是不能直接排入下水道的。化学危害则有：电流高时会产生硫化氢气体，或者和显影液相混合时产生氨气。以一般的平板电解设备可回收300 mg/L左右的银。若以高质传电解系统（包含旋转阴极和流体化床电解系统）则可以回收100 mg/L以下的银。其中的流体化床电解回收系统最大单元可以提供电流1000安培，单一设备银回收量可超过20公斤/天1112。它以不锈钢平板作为阴极，银回收至100 mg/L以下，仍然可以得到很好的金属性银金属，很容易从不锈钢平板上剥离，是目前较好的银回收设备。1.3.2氰化法提银氰化法发明于1887年，在20年后几乎已经完全取代了其他的提银方法。用氰化物溶解矿石中的金、银，使之
27、与其他组分分离从而被提取的过程，是银矿石提银的方法之一。工业上经常用氰化钠和氰化钾作为浸出剂，用于处理含有自然银、自然金银矿和角银矿的物料。但是随着适用于用氰化法提取银的银矿石逐步耗尽，其应用越来越少，不过一般仍然与浮选法结合使用。1972年后，由于制粒堆浸技术得到很大进步，而NaCN具有浸出成本低和速度快等优点，氰化法提银又重新得到了重用。它可从低品位银矿中提银，成为一种低成本、高效率的方法。氰化法提银也由此分为传统氰化法、制粒堆浸法。传统氰化法由破碎矿石、研磨、分级、氰化浸取、转鼓过滤、锌粉置换和阳极熔铸、电解精炼等过程组成，它与氰化法提金的方法类似。传统氰化法的特点：(1)氰化物的浓度高
28、达0.3%0.6%；(2)磨矿粒度较细(-0.15 mm)；(3)处理硫化矿石所需的时间长达23天；(4)需要强烈充气。有时需要加入铅盐，以除去使银沉淀的硫化物。V.I.E. Ajiwe* 和I.E. Anyadiegwu将氰化法与电解法结合，得到了较高的银回收率13。实验步骤：（1）将X射线胶片称重并切成片，收集到1升的烧杯中，然后向该烧杯倒入10毫升的浓硝酸，摇晃烧杯使含银化合物溶解。形成的溶液用蒸馏水稀释并除去洗过的薄膜片。（2）将两个电极（钢阴极及阳极铜）插入电解质中，通入直流电流并记录时间。加入的硝酸的量为足以溶解膜板上的银化合物的量。溶解后将混合物用蒸馏水稀释并搅拌均匀。用10毫升
29、浓硝酸溶解X线片中的银盐。用水稀释后，将30毫升的氰化物溶液倾入到电镀溶液中（溶液的pH值上升至2.60）。氰化物来自中捣碎的木薯制成的饱和溶液。（3）重复上述步骤进行实验，直到X射线胶片中所有的银子沉积钢阴极上。研究者进行了无氰化物电解质和有氰化物电解质的对照实验，结果表明：无来自氰化物的电解回收银的量比加入相应氰化物的电解小3倍。制粒堆浸法1415向低品位银矿、尾矿或者碎矿中加入石灰、水泥和水，制成球团矿，然后筑成矿堆，用氰化钠溶液循环地喷淋矿堆，得到含有银的溶液(贵液)，最后从贵液中提取出银。美国一银矿把含银35 g/t的废石经过三段闭路破碎至13 mm，每吨矿中加入2.8 kg石灰作为
30、粘合剂。在安装角度为35。45。的皮带运输机上制粒，矿石向下运动，皮带向上运动，同时喷淋水，使矿粒中的水分保持在10%12%。将制成的矿粒堆置于不渗透的倾斜式塑料衬垫上，按每堆放5400吨矿粒，用含NaCN 0.08%的溶液循环喷淋矿堆7天，所得到的贵液含银0.40.86 g/L，收集于衬有塑料的储液槽中，贵液中的银用活性炭吸附或锌置换。图1.3 堆浸流程示意图氰化堆浸法氰化物的最佳浓度为0.05% 0.1%。矿样粒度越细，对Ag的浸出越有利，且其浸出率越高。矿石粒度控制在020 mm 左右。最佳喷淋强度为1020 L/m2h 。含 Ag的氧化铁矿经过氰化法工艺处理，可浸性良好。用堆浸法进行较
31、大规模的生产，Ag的回收率非常可观，有较好的经济效益，可达到综合回收利用资源的目的。1.3.3无毒氯盐体系提银法在含高浓度氯离子的溶液中，银离子将会与氯离子形成水溶性的络合物（AgCl），并且使银的溶解度增大。若矿石为难处理的含银矿物，则直接氰化浸银的效果并不好，只有通过预处理才能够提高银的浸出率。因而用相对无毒的氯盐体系提取银具有其独特优势。用NaCl+HCl溶液浸取出银渣中的银，研究各种因素对银浸出率的影响1618，以保证银的最佳浸取环境氯离子浓度的影响：氯离子主要由NaCl提供，碱性条件下液固比为4:1，浸出时间为3小时，控制温度在85 。在固定的搅拌速度下调节氯离子质量浓度的变化范围在
32、140220 g/L。其它条件都保持不变的情况下，氯离子的浓度越大，银的浸出率越大。当氯离子浓度达到200 g/L时，银浸出率上升的趋势趋于平缓，此时银的浸出率已达到92%以上，如图1.4。图1.4 氯化钠质量浓度对银浸出率的影响盐酸用量：HCl的质量浓度以0.4 mol/L为宜。因为增大盐酸的用量能降低溶液的酸碱度，将浸锰渣中铁的水解产物等酸性物质溶解，可以释放出被包裹的银，溶解后的三价铁离子浓度增大，从而单质银被浸出的机会也增加。同时盐酸用量增加，溶液中的Cl-浓度增大，这也有利于银的浸出率的增大。浸出时间的影响：银的氯化浸出速率比较快，3小时内银的浸出率就可以达到90%以上，当浸出时间超
33、过3 h以后，浸出率随时间的变化变得平缓，浸出时间以45 h为宜。温度影响：当搅拌速度恒定时，温度升高，银的浸出率明显提高。这银离子和氯离子形成络合物，并且会增大银、氯络合离子的溶解度，对银的浸出有利。浸出温度控制在8090 为宜。因为温度过高会使得能耗过高，大量水蒸气蒸发，形成酸雾，操作环境差并且设备在酸性条件下腐蚀严重。影响因素中氯化钠的浓度与浸出温度对银浸出率的影响最大，盐酸浓度和浸出时间其次。浸出液固比则由浸渣含银量和银氯络合物的溶解度确定。在最佳条件下，Ag浸出率可达到91. 31%。当银留在滤渣中，采用氯化络合提效果较好, 银的浸出率可达92%。且相对于在碱性条件下进行的氰化法而言
34、，在酸性介质中采用的氯化提银法不用预先调碱，可以降低成本。由于传统氰化法的剧毒性与环境保护的发展要求越来越不相适应，用无毒工艺替代传统氰化法势在必行。 1.3.4氨浸法和硫代硫酸钠提银法（1）氨水浸银法氨浸法提银是回收卤化银比较常用的方法之一。氨水既可以用来调节pH值又是良好的络合剂，它能够使金属阳离子在碱性介质中不形成氢氧化物沉淀。氯化银与氨在溶液中反应生成银氨络离子Ag (NH3)- 后进人溶液，从而达到分离出银的目的。实验条件为：氨水用量为50 100 L/ t，硫酸铜用量为40 kg/ t，浸出温度60 ，浸出时间为3小时，液固比为6，pH值为8.5 9.519。由于铜离子起氧化剂的作
35、用，故加入硫酸铜有利于银和硫化银的浸出。（2）硫代硫酸钠浸银法20浸出银的方法主要有：氨水浸出法及亚硫酸钠浸出法，含银量较高的情况下更为适用。硫代硫酸钠和银离子形成较为稳定的络合物，它对氯化银、硫化银和金属银的形式具有较好的浸出效果，并且硫代硫酸钠在比较低的浓度下有较高的浸出率。同时，硫代硫酸盐无毒、浸出速度快、浸出率也高，而对其它贱金属的浸出率低，因此选择性好，被看作是很有潜力的银的浸出剂。它适用于浸出银、氧化银、硫化银及氯化银等多种形式存在的银。当银渣采用硫代硫酸钠浸出时，化学反应为：2Ag+4S2O32-+H2O+5O2 = 2Ag(S2O3)23-+2OH-Ag2S+4S2O32-+H
36、2O+5O2 = 2Ag(S2O3)23-+S+2OH-Ag2S+4S2O32-+H2O = 2Ag(S2O3)23-+2OH-AgCl+2S2O32- = 2Ag(S2O3)23-+Cl-银浸出率最高时的反应条件：硫代硫酸钠用量为160 kg/ t，硫酸铜用量为40 kg/ t，氨水用量为50 L/ t，液固比为6时，浸出温度为60 ，浸出时间3小时左右。硫代硫酸钠浸出液, 用连二亚硫酸钠还原银。当浸出液中含银量为0.48 g/ L，还原时间1小时，还原温度50 ，连二亚硫酸钠的用量大于6 g/ L时, 银的还原率大于95%。1.4课题研究的主要内容作为钢铁大国，我国的钢铁产量已经连续18年
37、位居世界第一，但是相应固体废渣利用率却远远低于发达国家。另一方面，钢铁工业资源耗费大（矿物资源、水资源等）、能耗大，并且产生的大量三废物质使我国的环境日益恶化。面临资源匮乏、环境问题严重的困境，我们急需将工厂废弃物利用起来并变废为宝，开辟一条低碳、循环、可持续发展的道路。钢铁厂烧结灰中含有多种金属元素，如K、Fe、Zn、Pb、Ag、Cu等，若一一分离出来，不仅将产生巨大的市场价值，而且使资源得到二次利用，大大减少了环境污染。现今，面临我国钢铁工业年产几千万吨烧结灰的情况，钢铁厂中直接对烧结灰进行综合利用的却少之又少。因此开发一条综合利用烧结灰的工艺，使其具有现实可行性，真正实现资源的循环利用。
38、本论文以湘潭大学与湘钢、宝钢、唐钢合作的“钢铁企业烧结灰回收利用”的子项目“烧结灰中银的回收利用”为依托，针对相关钢铁企业的烧结灰展开研究工作。论文通过对烧结灰的化学成分进行分析，设计出分离各金属的流程和实验方法并进行实验，得出最优分离工艺，以达到综合利用固体废物资源的目的。本文研究的主要内容包括：（1）在相应钢铁厂中取样，分析烧结灰的化学成分，并进行定量分析；（2）设计分离流程，确定实验方法以及所需的设备、仪器、化学试剂；（3）根据实验设计开始实验，对烧结灰进行预处理；（4）提银时，根据影响银回收率的因素进行平行实验，确定最佳实验条件；（5）通过所得的数据计算银的回收率，进行经济衡算，确定项
39、目可行性。第二章 实验材料与方法2.1实验原料与设备2.1.1实验原料实验过程中所使用的试剂如表2.1.表格2.1 实验试剂一览表药品纯度生产厂家盐酸优级纯株洲市星空化玻有限责任公司硝酸分析纯株洲市星空化玻有限责任公司硝酸银分析纯广州市金珠江化学有限公司立新化工厂五水硫酸铜化学纯湖南化学试剂有限公司氢氧化钠分析纯长沙湘科精细化工厂无水碳酸钠分析纯广州化学试剂厂甲醛分析纯长沙安泰精细化玻实业有限责任公司氨水分析纯株洲市开发区石英化玻有限责任公司锌粉分析纯纯水实验室自制2.1.2实验设备实验过程所使用的设备如表格2.2。表2.2 实验设备一览表 设备名称型号和规格生产厂家干燥箱101-2AB天津泰
40、斯特仪器有限公司搅拌器SXJQ-1长城科工贸有限公司双层圆盘电炉220V,50Hz浙江嘉兴市风桥电热器厂续表2.2 实验设备一览表设备名称型号和规格生产厂家分析天平ALC-210.4日本岛津箱式电阻炉控制箱SX-8-10天津市泰斯特仪器有限公司艾科浦超纯水系统ABW-400-u艾科浦公司全自动X-Ray衍射仪D/maxrA英国Kratos公司循环水式多用真空泵SHB-111长城科工贸有限公司2.2实验方法2.2.1烧结灰的化学成分分析从湘潭钢铁集团有限公司中取烧结灰样品，确定样品中的化学成分并进行定量分析。（1）银含量分析由于王水对金属具有强溶解性，而盐酸易挥发，故可按盐酸、硝酸配比4:1配制
41、王水，使烧结灰中的固体金属单质或化合物充分溶解。再由原子吸收仪器测定相应金属含量。实验步骤如下：配液：称量0.5 g烧结灰样品（样品先碾称粉末状并充分混合，保证取样均匀），置于150ml烧杯中，加水湿润。溶解：向烧杯中加40 ml盐酸，加热30 min左右（保持加热温度在60 70 ）。然后加入10 ml硝酸，继续加热至样品完全分解，并使混合液蒸至近干。取下烧杯，冷却后加盐酸24 ml，硝酸6 ml。定容：移入100 ml容量瓶中，定容、摇匀。稀释：静置后取上层清液10 ml，置于100 ml容量瓶中，定容。检测：通过原子吸收火焰法检测银的存在，并测定其含量。做两组实验，测得的含银量取平均值，
42、减小实验误差。（2）铜、锌、铅含量分析以与银的定量分析相同的方法测定烧结灰中Cu、Zn、Pb的含量。即称量一定量样品后用王水溶解，稀释溶液、定容，再通过原子吸收法测定相应金属离子的量。（3） 铁含量分析铁含量的测定与其他金属元素测定的方法不同，用王水将烧结灰样品溶解并定容、稀释后，应加入氨水配制成铁氨络合物。再利用分光光度法测定Fe的含量。具体实验步骤为：量0.5 g烧结灰样品，置于150 ml烧杯中。向烧杯中加40 ml盐酸，加热30 min左右（保持加热温度在60 70 ）。然后加入10 ml硝酸，继续加热至样品完全分解，并使混合液蒸至近干。取下烧杯，冷却后加盐酸24 ml，硝酸6 ml。
43、移入100 ml容量瓶中，定容、摇匀。稀释：静置后取上层清液2 ml，置于100 ml容量瓶中，加入10 ml蒸馏水，再加20%的磺基水杨酸5 ml（称取磺基水杨酸20 g，加入80 ml水，起指示剂的作用）。溶液变成紫红色后，加入适量氨水，直至溶液完全由紫红色变为深黄色。用比色皿测定溶液吸光度，确定Fe含量。2.2.2银的溶解工艺（1）氨水浸银工艺银、氯化银和氧化银等与氨水可反应生成银氨络离子Ag (NH3)- 后进人溶液。利用这一性质，可采用氨水浸银法，将烧结灰中的银溶出，将固态银转移到溶液中后再提取。实验步骤如下：称取100 g样品，放入1000 ml烧杯中。加500 ml水，再滴加几滴洗涤剂，搅拌均匀。向烧杯中加入少量盐酸，调节pH在34左右，除去颗
