Моделирование процесса переработки Zn-содержащих отходов заводов по обработке цветных металлов

• Автор: Вовнова, Татьяна Михайловна
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 126 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

1. Состояние вопроса. Обоснование цели работы

1.1. Методы переработки 2псодержащих отходов заводов ОЦМ

1.1.1. Методы экстракции и ионообмена

1.1.2. Пиромегаллургические методы

1.1.3. Гидрометаллургические методы.

а Аммиачное выщелачивание

б Солевое выщелачивание

в Щелочное выщелачивание

г Кислотное выщелачивание.

1.2. Анализ методик кинетического исследования растворения оксида цинка в серной кислоте
1.3. Выводы. Постановка задачи исследования
2. Методики исследования.
2.1. Методика проведения эксперимента и методы анализа
2.2. Химический и фазовый анализ цинковой пыли
2.3. Математическая обработка экспериментальных данных
3. Кинетика растворения оксида цинка в серной кислоте
4. Кинетика растворения смеси оксида цинка и оксида меди в серной кислоте.
5. Кинетика взаимодействия цинковой пыли латунного производства с серной кислотой
6. Технологические рекомендации по переработке отходов заводов цветной металлургии.
6.1. Технологическая схема переработки отходов на технический сульфат цинка
6.2. Укрупненнолабораторные испытания по переработке отходов на технический сульфат цинка
6.3. Результаты балансового опыта по переработке цинкового купороса на
цинковые белила
Заключение
Библиографический список использованной литературы.
Приложения
Приложение I. Экономическое обоснование предлагаемой
технологической схемы
Приложение 2. Акт о внедрении научных разработок.
Послесловие.
Введение
Актуальность


Цель диссертационной работы: изучение кинетических особенностей процесса растворения цинковой пыли латунного производства в серной кислоте и разработка рекомендаций по утилизации названных отходов. Впервые проведено математическое моделирование процесса растворения цинковой пыли латунного производства в серной кислоте. Определены кинетические параметры процесса выщелачивания пыли, проведена оценка количества стадий, продолжительности, глубины и эффективности взаимодействия веществ. Установлены оптимальные условия сернокислотного выщелачивания Хп-содержащих пылей латунного производства. Предложена технологическая схема переработки медно-цинковых отходов предприятий ОЦМ» которая позволяет получать технический кристаллический цинковый купорос, порошковую медь, цинковые белила, а также решает экологические проблемы по утилизации пылевидных, твердых и жидких отходов производства. Технологическая схема подтверждена лабораторными и укрупнснно-лабораторпыми испытаниями. Экономический эффект от внедрения предложенной схемы по расчетам составляет ,3 млн. Результаты работы доложены на научных конференциях Металлургического Холдинга (г. Ревда, и г. ОАО Ревдинский завод по обработке цветных металлов (г. Технологическая схема принята к рассмотрению с целыо внедрения на указанном предприятии после окончания реконструкции системы газоочистки плавильного цеха. Состояние вопроса. Промышленные отходы, содержащие оксид цинка, образуются на предприятиях различных отраслей: черной и цветной металлургии, химико-фармацевтической промышленности, в производстве лакокрасочных изделий, химических реактивов и других. В данном литературном обзоре приведены способы переработки вторичных 2пО-содержащих материалов цветной металлургии. К таким отходам относятся пылевидные отходы производства и механической обработки латуни. Эти отходы содержат большое количество оксида цинка (до - масс. Известно множество способов переработки цинксодержащих отходов. Принцип 1. Принцип 2. Принцип 3. Минимальное использование воды и воздуха (только на пополнение), обеспечение регенерации воды внутри производственного цикла; Принцип 4. Наименьшая себестоимость продукта производства. Таким образом, предполагаемая технология должна быть автономной, комплексной, безотходной и экономически выгодной. Ъх* неорганическими реагентами в водную фазу. Гидрометаллургические методы, заключающиеся в переводе цинка из твердого материала в раствор различными реагентами, чаще их водными растворами (в технологии такой процесс называют выщелачиванием). По химическим признакам гидрометаллургические методы делят на четыре вида: аммиачное; солевое; щелочное; кислотное выщелачивание. Рассмотрим каждый из этих методов в отдельности, хотя, чаще всего метод переработки является комплексным. Примером данного метода переработки является следующая технология. Пыли плавки цинковых сплавов, отходы вельц-процессов и цинковые огарки обрабатывают жидкими катионитами на основе третичных карбоновых или алкилфосфорных кислот [1,2]. При этом цинк извлекается в органическую фазу в виде металлорганического соединения, затем путем обработки органической фазы серной кислотой реэкстрагируют 2п4. Катионит при этом регенерируется. Попадающие в органическую фазу хлориды удаляют промывкой водой или раствором карбоната натрия. Многократное чередование процессов экстракции и реэкстракции позволяет выделять и разделять металлы, а также очищать их от хлорид-анионов. Аналогичный метод извлечения цинка ионообменом предлагают авторы работы [3]: исходный водный раствор, содержащий ионы цинка ТлС* и дисульфита БгОз2* подвергают селективной экстракции. Для этого раствор приводят в контакт с первой порцией органической фазы, содержащей жидкий ионообменный реагент (например, фосфат органической кислоты). При этом часть цинка экстрагируется в органическую фазу, после чего органическую и водную фазы разделяют. В дальнейшем органическую фазу приводят в контакт с водным раствором для реэкстракции цинка. Для извлечения из отходов оксида цинка А. К. Пинаев с сотрудниками [4,5] предложили использовать аминоуксусную и сульфаниловую кислоты. Стадию извлечения цинка из органической фазы проводят аналогично [1-3].