亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        水合肼還原法回收金剛石廢料中銅的研究

        2020-07-13 03:31:00冉敬文
        關(guān)鍵詞:水合肼還原劑金剛石

        冉敬文,李 沙,余 祎

        ( 黃岡師范學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院,湖北 黃岡 438000)

        金剛石刀具以人造金剛石為切割材料, 碳化鎢為刀具的胎體材料, 以金屬銅等金屬為粘合劑加工而成。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,金剛石刀具市場前景廣泛,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于陶瓷工業(yè)、玻璃器皿、珠寶首飾、鋼鐵行業(yè)等材料的切割加工和民用、公用施工建設(shè)中[1-3]。但其價(jià)格昂貴,成本高,其使用也受到了一定限制。據(jù)統(tǒng)計(jì),金剛石刀具在加工過程中,為了避免基體受到損壞,每張鋸片大約有 10%~15%的磨料層被棄用,磨料層中除了含有昂貴的金剛石外,還含有大量有價(jià)金屬[4-5],富含Cu、Zn、Co、Ni,造成金屬銅鐵等金屬和稀有金剛石重大浪費(fèi), 使資源緊張形勢更為嚴(yán)峻。采取合理手段對這些資源進(jìn)行回收和再利用,既減少了資源浪費(fèi),一定程度上促進(jìn)了國民經(jīng)濟(jì)的增長,同時(shí)還起到減少污染、保護(hù)環(huán)境的作用,因此有必要對金剛石等有價(jià)物質(zhì)進(jìn)行回收利用,既可以帶來經(jīng)濟(jì)效益,也增加了社會(huì)效益。

        目前市場上回收有價(jià)值銅的常用方法:一是利用強(qiáng)氧化劑(如硝酸、王水、氯氣等)直接將金剛石刀頭腐蝕溶解[6],對浸出的金剛石顆粒進(jìn)行清洗、分選后直接用于再生產(chǎn)刀具;對富含金屬離子的酸性溶解液進(jìn)行化學(xué)提取,普遍采用的方法是直接加入鐵屑置換Cu2+,經(jīng)過沉降,洗滌,干燥得到銅粉。由于金剛石刀具的主成分是鐵,其腐蝕溶解后在溶液中以Fe3+形式存在,當(dāng)加入鐵屑置換Cu2+時(shí),要消耗更多鐵屑使得Fe3+轉(zhuǎn)化成Fe2+,最后需在處理廢水時(shí)消耗更多的堿來沉淀,再者氫氧化鐵難洗難濾,附加值有限,這樣會(huì)過多增加回收成本。二是用浸出-隔膜電沉積法從廢棄金剛石刀頭中回收有價(jià)值成分[7-9],它以FeCl3為浸出劑,通過加熱、隔膜電積處理得到鐵合金。此法解決了環(huán)境污染問題,但能耗較高且不適合規(guī)?;瘧?yīng)用。為回避這一問題,本文對此工藝進(jìn)行改進(jìn),直接用酸性溶解液調(diào)節(jié)pH后加入強(qiáng)還原劑水合肼將Cu2+、Co2+和Ni2+還原成單質(zhì),使其形成金屬混合物,再通過人為調(diào)節(jié)各金屬單質(zhì)比例直接用于金剛石刀具的再生產(chǎn)。實(shí)驗(yàn)中對水合肼還原金屬離子的條件進(jìn)行詳細(xì)研究。

        1 實(shí)驗(yàn)

        1.1 主要的儀器設(shè)備和試劑

        TAS-986原子吸收分光光度計(jì)(北京普析通用公司);等離子體光譜質(zhì)譜儀(ICP-MS 2600,日本島津);波長色散型X射線熒光光譜儀(XRF-1800,日本島津);粉沫X-射線衍射儀(SHIMADZU XRD-6100,日本島津)。

        NaOH(AR),H2SO4(98%,AR),水合肼(80%),Cu/Co/Ni標(biāo)準(zhǔn)溶液。

        1.2 實(shí)驗(yàn)原理與方法

        實(shí)驗(yàn)原理:2Cu2+/Ni2+/Co2++N2H4+4OH-=2Cu/Ni/Co↓+N2↑+4H2O

        副反應(yīng):4Cu2++N2H4+8OH-=2Cu2O↓+N2↑+6H2O

        Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O

        1.3 實(shí)驗(yàn)方法

        利用廢硝酸浸蝕金剛石廢料,生成的氮氧化物引入堿液處理,過濾,所得金剛石顆?;厥?,濾液分別稀釋成不同濃度的溶液測其Cu2+、Co2+和Ni2+摩爾濃度;調(diào)節(jié)溶液pH至4左右,加入不同比例的還原劑水合肼,反應(yīng)不同時(shí)間后過濾測其濾液中的Cu2+、Co2+和Ni2+摩爾濃度;所得固體粉沫洗滌,定量加入硫酸溶液浸泡半小時(shí),過濾,測其濾液中的Cu2+、Co2+和Ni2+摩爾濃度,通過三次溶液中Cu2+、Co2+和Ni2+濃度計(jì)算回收率。

        回收率公式為:

        初步試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)反應(yīng)時(shí)間、還原劑的比例和溫度是影響收率的主要因素,整個(gè)實(shí)驗(yàn)通過條件試驗(yàn)優(yōu)化各因子,選出最優(yōu)方案。

        1.4 正交試驗(yàn)

        初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,反應(yīng)時(shí)間、還原劑的比例和溫度是影響收率的主要因素。因此,根據(jù)正交設(shè)計(jì)法的基本原則,選取反應(yīng)時(shí)間(t)、氧化劑Cu2+、Co2+和Ni2+總量:還原劑水合肼的比例(B)和溫度(T)三個(gè)因素來進(jìn)行條件優(yōu)化,每個(gè)因素考察三個(gè)水平變量。各因素與水平的對應(yīng)關(guān)系如表1。

        表1 因素與水平的對應(yīng)關(guān)系Tab. 1 The relationship between the factors and the levels

        2 結(jié)果與討論

        2.1 正交結(jié)果分析

        三因素三水平正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示,考察指標(biāo)為銅、鈷和鎳的總回收率。從表2可以看出,以極差來判斷,影響收率的三因素中氧化還原劑的比例最明顯,其次是反應(yīng)時(shí)間,反應(yīng)溫度則相對影響不明顯。這主要是還原劑在與Cu2+/Co2+/Ni2+發(fā)生作用時(shí),也緩慢與Fe3+作用,從而消耗更多還原劑肼,導(dǎo)致需要肼過量,當(dāng)還原劑肼的量不足時(shí),生成更多的是Cu2O,影響整個(gè)Cu的收率。整個(gè)氧化還原反應(yīng)是放熱反應(yīng)且較劇烈,反應(yīng)溶液自身溫度很快就升高,自身反應(yīng)放熱可以維持反應(yīng)所需能量,因而在溫差不大的情況下,反應(yīng)速度影響較小。

        表2 正交試驗(yàn)分析Tab. 2 Analysis of orthogonal experiments

        注:Ki/3為各自對應(yīng)水平下的平均值

        2.2 Cu2O含量的調(diào)整

        使用水合肼做還原劑時(shí),Cu2+難免有部分還原成了難溶于水的Cu2O,這樣對金屬粉帶來了新的雜質(zhì),為消除其影響,采用歧化反應(yīng)將其去除掉。實(shí)驗(yàn)中Cu2O的歧化反應(yīng)速度采用同樣質(zhì)量、室溫、同樣反應(yīng)時(shí)間(30 min)的條件下進(jìn)行,考察不同濃度的硫酸(過量)對其收率的影響,此副反應(yīng)收率以實(shí)際得到的銅質(zhì)量/理論量,結(jié)果見圖1。從圖1中可看出,隨著硫酸濃度的升高,氧化亞銅轉(zhuǎn)化成銅的收率逐漸增加,當(dāng)硫酸濃度達(dá)到3 mol·L-1以上時(shí),轉(zhuǎn)化率不再明顯增加,說明反應(yīng)已經(jīng)完成。故條件優(yōu)化中選取3 mol·L-1的硫酸浸泡濾渣。

        圖1 硫酸濃度對收率的影響Fig. 1 Effect of sulfuric acid concentration on yield

        實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,利用水合肼直接還原Cu2+/Co2+/Ni2+回收有價(jià)金屬是可行的,在保證充足還原劑的情況下,有價(jià)金屬回收率達(dá)到98.1%,此方法應(yīng)用到金剛石廢料的回收中,可以節(jié)省資源,節(jié)約成本,應(yīng)用前景可觀。

        猜你喜歡
        水合肼還原劑金剛石
        濰坊亞星擬建水合肼項(xiàng)目
        水合肼生產(chǎn)廢水及其處理現(xiàn)狀
        氨還原劑噴槍中保護(hù)氣旋流噴射作用的研究
        能源工程(2021年1期)2021-04-13 02:05:56
        簡易金剛石串珠鋸的設(shè)計(jì)
        石材(2020年10期)2021-01-08 09:19:54
        電解法氯堿生產(chǎn)聯(lián)產(chǎn)酮連氮法水合肼生產(chǎn)工藝探討
        云南化工(2020年5期)2020-06-12 09:26:40
        酮連氮法和尿素法水合肼生產(chǎn)技術(shù)比較
        “氧化劑與還原劑”知識解讀
        熟悉優(yōu)先原理 迅速準(zhǔn)確解題
        一種特殊的金剛石合成結(jié)構(gòu)裝置
        超薄金剛石帶鋸鍍層均勻性研究
        风间由美性色一区二区三区| 精品日本一区二区三区| 亚洲一区不卡在线导航| 精品理论一区二区三区| 高清国产国产精品三级国产av| 女人av天堂国产在线| 婷婷色香五月综合激激情| 波多野结衣av手机在线观看| 亚洲免费av电影一区二区三区| 国产三级在线观看高清| 国产精品亚洲综合久久系列| 麻豆网神马久久人鬼片| 日日躁夜夜躁狠狠躁超碰97| 午夜国产精品久久久久| 亚洲中文字幕在线精品2021| 91盗摄偷拍一区二区三区| 免费国产a国产片高清网站| 亚洲精品无码人妻无码| 国产艳妇av在线出轨| 亚洲熟女一区二区三区不卡| 狂猛欧美激情性xxxx大豆行情| 中文日韩亚洲欧美制服| 久久久AV无码精品免费| 日本av一区二区播放| 国产亚洲av成人噜噜噜他| 亚洲国产一二三精品无码| 久久精品国产亚洲av高清漫画| 午夜爽毛片| 国产亚洲午夜精品久久久| 芒果乱码国色天香| 欧美日韩性视频| 国产精品久久久看三级| 亚洲色偷偷综合亚洲avyp| 欧美日韩亚洲国内综合网 | 国产不卡视频在线观看| 久久成人国产精品免费软件 | 观看在线人视频| 日躁夜躁狠狠躁2001| 中文字幕免费观看视频| 免费女同毛片在线不卡| 亚洲av综合av一区二区三区|