加压湿法冶金原理及应用

本书总结了昆明理工大学课题组和共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点实验室的科研工作，介绍了加压湿法冶金技术发展历史及现状，系统总结了该领域的主要科研成果，主要包括加压湿法冶金的理论基础、加压湿法冶金技术在复杂有色金属资源、二次资源及材料制备等方面的应用，并对加压湿法冶金主要设备进行了较详尽的介绍。本书可供有色金属湿法冶金领域广大科研及工程技术人员和教学人员阅读参考。

前言
第1章加压湿法冶金理论基础1
1.1概述1
1.1.1加压湿法冶金的特点2
1.1.2加压湿法冶金发展历程4
1.2发展前景5
1.3加压湿法冶金理论基础6
1.3.1加压湿法冶金热力学7
1.3.2加压湿法冶金动力学31
1.3.3加压酸浸过程的机理36
参考文献38
第2章多金属复杂硫化矿加压浸出研究40
2.1概述40
2.1.1复杂多金属硫化精矿选冶工艺的研究现状40
2.1.2复杂多金属硫化精矿冶炼工艺的论证41
2.2高温复杂多金属硫化矿电位-pH图42
2.2.1ZnS-H2O系φ-pH图43
2.2.2CuFeS2-H2O系φ-pH图45
2.2.3PbS-H2O系φ-pH图46
2.2.4FeS2-H2O系φ-pH图50
2.2.5MemSn-H2O系φ-pH图50
2.3复杂多金属硫化精矿加压酸浸工艺研究53
2.3.1复杂多金属精矿的加压浸出试验研究55
2.3.2复杂多金属硫化精矿加压酸浸工艺研究61
2.3.3含锌废电解液的加压浸出研究63
2.3.4复杂多金属精矿1一段加压浸出综合试验64
2.3.5复杂多金属精矿2一段加压浸出综合试验66
2.3.6蒸馏后渣的加压浸出68
2.4加压浸出渣中有价元素的分离提取68
2.4.1浸出渣中元素硫的提取68
2.4.2浮选尾渣的碳酸盐转化研究77
2.4.3硅氟酸浸出碳酸铅物料研究81
2.4.4硫脲浸银试验89
2.5加压浸出液中铜的萃取99
2.5.1萃取及反萃原理99
2.5.2萃取试验方法与结果100
2.5.3多级逆流萃取试验104
2.5.4反萃试验及结果108
2.6复杂多金属硫化矿加压酸浸推荐工艺流程及主要技术指标113
参考文献117
第3章高铟高铁闪锌矿氧压浸出技术120
3.1概述120
3.1.1闪锌矿加压浸出的发展120
3.1.2高铟高铁闪锌矿加压浸出技术进展121
3.2高铟高铁闪锌矿氧压浸出热力学和原理123
3.2.1不同Fe含量下高温Zn-Fe-S-H2O系φ-pH图124
3.2.2Ag-S-H2O系φ-pH图128
3.2.3In2S3-H2O系φ-pH图128
3.2.4高铟高铁闪锌矿加压浸出原理131
3.3高铟高铁闪锌矿加压浸出132
3.3.1不同Fe含量下ZnS氧压浸出试验研究134
3.3.2浸出温度的影响134
3.3.3硫酸浓度的影响136
3.3.4液固比的影响138
3.3.5氧气压力的影响139
3.3.6浸出时间的影响141
3.3.7分散剂添加量的影响143
3.3.8精矿粒度的影响145
3.3.9综合试验及结果147
3.3.10渣相Fe、S元素的赋存状态148
3.3.11高铟高铁闪锌矿两段加压酸浸综合试验150
3.4闪锌矿在酸性体系下的电化学行为152
3.4.1工作电极的制备153
3.4.2试验仪器与方法154
3.4.3不同硫酸浓度下纯ZnS-碳糊电极阳极极化曲线155
3.4.4不同硫酸浓度下纯ZnS-碳糊电极Tafel极化曲线156
3.4.5不同硫酸浓度下纯ZnS-碳糊电极循环伏安曲线157
3.4.6不同Fe3+浓度下纯ZnS-碳糊电极Tafel极化曲线159
3.4.7不同Fe3+浓度下纯ZnS-碳糊电极循环伏安曲线160
3.4.8不同硫酸浓度下高铟高铁闪锌矿-碳糊电极Tafel极化曲线161
3.4.9不同硫酸浓度下高铟高铁闪锌矿-碳糊电极循环伏安曲线162
参考文献163
第4章加压湿法冶金在氧化铝生产中的应用166
4.1拜耳法生产氧化铝166
4.1.1拜耳法的原理与实质166
4.1.2拜耳法生产氧化铝的工艺流程167
4.1.3氧化铝水合物在溶出过程中的行为167
4.1.4杂质矿物在溶出过程中的行为170
4.1.5影响铝土矿溶出的主要因素176
4.2高压水化法溶出高钛铝土矿技术182
4.2.1高压水化法的原理183
4.2.2高压水化法溶出过程热力学184
4.2.3高压水化法溶出高钛铝土矿的工艺研究188
4.2.4过程参数对溶出物赤泥的影响193
4.3石灰拜耳法降低赤泥中N/S的研究199
4.3.1概述199
4.3.2石灰拜耳法降低赤泥中N/S的理论基础205
4.3.3石灰拜耳法降低赤泥中N/S的工艺研究206
4.3.4氧化镁部分替代石灰对铝土矿溶出性能影响的研究217
4.3.5铁酸二钙对铝土矿溶出性能影响的研究218
4.3.6水化铁酸钙对铝土矿溶出性能影响的研究221
参考文献227
第5章钛铁矿盐酸加压浸出人造金红石技术230
5.1概述230
5.1.1电热法230
5.1.2还原锈蚀法232
5.1.3盐酸浸出法234
5.1.4硫酸浸出法235
5.1.5人造金红石生产的研究现状236
5.2钛铁矿盐酸加压浸出过程热力学分析239
5.2.1Me-Cl-H2O体系的有关反应式和φ-pH平衡式239
5.2.2Me-Cl-H2O系φ-pH图239
5.3钛铁矿盐酸加压浸出原理及工艺流程244
5.4无预处理钛铁矿盐酸加压浸出工艺研究246
5.4.1盐酸浓度对浸出过程的影响246
5.4.2浸出温度对浸出过程的影响247
5.4.3液固比对浸出过程的影响248
5.4.4浸出时间对浸出过程的影响249
5.4.5无预处理钛铁矿浸出综合试验250
5.5还原焙烧矿盐酸加压浸出工艺研究251
5.5.1还原剂用量对浸出过程的影响251
5.5.2还原温度对浸出过程的影响252
5.5.3还原焙烧时间对浸出过程的影响252
5.5.4液固比对浸出过程的影响252
5.5.5浸出时间对浸出过程的影响253
5.5.6还原焙烧后钛铁矿浸出综合试验254
5.6弱氧化焙烧矿盐酸加压浸出的研究255
5.6.1焙烧方式及时间对浸出过程的影响255
5.6.2焙烧温度对浸出过程的影响256
5.6.3液固比对浸出过程的影响257
5.6.4盐酸浓度对浸出过程的影响258
5.6.5浸出时间对浸出过程的影响260
5.6.6弱氧化焙烧后钛铁矿浸出综合试验261
5.6.7弱氧化焙烧和还原焙烧后物料中铁的变化261
5.7产品粉化率控制的研究263
5.7.1产品粉化原因分析264
5.7.2浸出过程粉化率的控制研究265
5.8产品人造金红石表征267
5.8.1微观结构分析267
5.8.2物相结构分析268
5.8.3化学成分分析268
参考文献268
第6章铅冰铜的氧压浸出技术271
6.1概述271
6.1.1铅冰铜的火法处理271
6.1.2铅冰铜的湿法处理274
6.2铅冰铜氧压浸出原理及热力学277
6.3铅冰铜加压酸浸提取铜、铟工艺研究281
6.3.1粒度对浸出过程的影响282
6.3.2初始硫酸浓度对浸出过程的影响283
6.3.3浸出时间对浸出过程的影响286
6.3.4液固比对浸出过程的影响287
6.3.5浸出温度对浸出过程的影响289
6.3.6氧气压力对浸出过程的影响290
6.3.7分散剂添加量对浸出过程的影响291
6.3.8两段加压浸出对浸出过程的影响292
6.3.9浸出渣的加压浸出293
6.3.10浸出渣的常压浸出294
6.3.11萃余液对浸出渣的常压浸出294
6.3.12中和-加压浸出294
6.3.13添加其他离子对浸出过程的影响296
6.3.14常压浸出后液对物料的加压浸出试验296
6.3.15综合试验297
6.4浸出液中有价组分铜、铟的分离过程300
6.4.1铜萃取试验结果300
6.4.2反萃铜试验303
6.4.3铜电积试验307
6.4.4萃取铟的试验结果307
6.4.5反萃铟的试验结果310
6.4.6置换铟的试验结果312
6.5铅冰铜加压酸浸推荐工艺流程及技术指标312
参考文献314
第7章硫化镍精矿和镍铁合金的加压酸浸技术316
7.1概述316
7.1.1镍冶金工艺概述316
7.1.2硫化镍精矿和镍铁合金的提镍工艺分析322
7.2加压酸浸硫化镍精矿工艺研究323
7.2.1浸出温度对浸出过程的影响324
7.2.2粒度对浸出过程的影响325
7.2.3硫酸浓度对浸出过程的影响325
7.2.4液固比对浸出过程的影响327
7.2.5浸出时间对浸出过程的影响328
7.2.6氧气压力对浸出过程的影响329
7.2.7氧气浓度对浸出过程的影响329
7.2.8综合试验330
7.3镍铁合金的加压浸出性能研究331
7.3.1硫酸用量试验332
7.3.2浸出时间试验332
7.3.3浸出温度试验333
7.3.4氧气压力试验333
7.3.5氧气浓度试验334
7.3.6镍铁合金粉加压浸出过程分析335
7.3.7综合试验335
7.4加压浸出液的除铁工艺研究338
7.4.1除铁方法选择和原理338
7.4.2终点pH试验340
7.4.3Na2S2O8用量试验341
7.4.4CaO用量试验341
7.4.5预中和后液除铁试验342
7.4.6综合试验343
7.5推荐镍精矿和镍铁合金处理工艺流程及参数343
参考文献345
第8章加压浸出铀矿石的技术348
8.1概述348
8.2铀矿浸出化学349
8.3铀矿浸出工艺及流程350
8.3.1常压酸浸——硫酸络合浸出351
8.3.2常压碱浸——Na2CO3+NaHCO3络合浸出353
8.3.3浓酸熟化浸出354
8.3.4堆置浸出(堆浸)354
8.3.5细菌浸出354
8.3.6原地浸出358
8.4压热浸出(加压浸出)360
8.4.1铀矿石的加压热酸浸360
8.4.2某铀钼矿浸出过程氧化剂高效使用研究363
8.4.3铀矿石的加压热碱浸368
参考文献371
第9章黝铜矿碱性加压浸出及加压沉淀制备锑酸钠技术373
9.1概述373
9.1.1砷碱渣374
9.1.2粗锑氧粉374
9.1.3高锑砷烟灰375
9.1.4重金属电解精炼阳极泥375
9.1.5脆硫铅锑矿376
9.1.6其他376
9.2Na2S浸出锑及加压氧化沉淀锑的基本原理及流程377
9.2.1Na2S浸出硫化锑矿原理377
9.2.2加压氧化沉锑制备锑酸钠理论基础378
9.2.3硫化锑矿碱性浸出-加压氧化沉淀制备锑酸钠工艺流程379
9.3碱性湿法炼锑过程的热力学379
9.3.1碱性浸出过程中锑的行为379
9.3.2碱性浸出过程中铜的行为381
9.3.3碱性浸出过程中铁的行为384
9.4碱性浸出黝铜矿选择性分离锑的试验研究385
9.4.1黝铜矿常压浸出锑探索性研究386
9.4.2黝铜矿加压碱性浸出选择性分离锑研究387
9.5浸出液加压氧化制备锑酸钠的研究391
9.5.1温度对沉锑效果的影响391
9.5.2时间对沉锑效果的影响392
9.5.3氧气压力对沉锑效果的影响392
9.5.4氢氧化钠浓度对沉锑效果的影响393
9.5.5综合条件试验394
9.5.6黝铜矿浸出液制备锑酸钠验证性试验395
参考文献396
第10章加压氢还原沉淀398
10.1概述398
10.2氢还原的热力学基础399
10.3氢还原的动力学讨论402
10.4金属氢还原的应用404
10.4.1镍的加压氢还原404
10.4.2钴的加压氢还原407
10.5加压氢还原制取复合涂层粉末407
10.5.1加压氢还原制取镍包覆涂层粉末409
10.5.2钴包碳化钨复合涂层粉末的制备413
10.5.3镍基合金复合涂层粉末的制备413
10.6浆料加压氢还原制取超细金属粉末414
10.6.1碱式碳酸镍(BNC)浆化氢还原制取超细镍粉415
10.6.2氢氧化镍浆化氢还原制取超细镍粉416
10.6.3氢氧化钴浆化氢还原制取超细钴粉417
10.7加压氢还原制取低价氧化物粉末418
10.7.1加压氢还原制取氧化亚铜粉末418
10.7.2加压氢还原制取低价氧化钼419
10.7.3加压氢还原制取低价氧化钨421
10.8加压氢还原制取贵金属423
参考文献424
第11章加压设备427
11.1压力釜的结构及材料427
11.1.1压力釜的结构427
11.1.2加压釜的常用材料433
11.1.3加压釜的技术改进439
11.2加压釜配套及附属设备441
11.2.1自蒸发器441
11.2.2高压矿浆泵443
11.3生产厂使用的压力釜举例445
11.3.1萨斯喀切温精炼厂446
11.3.2特雷尔厂和蒂明斯厂446
11.3.3巴瑞克哥兹采克厂446
11.3.4中国阜康冶炼厂447
参考文献448