【摘 要】
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铜是发展国民经济的重要金属材料,然而我国铜资源匮乏,约70%的铜资源依赖进口。湿法炼锌所用锌精矿中常伴生0.09%～1.05%的铜,这部分铜资源的高效回收对提高有价金属综合回收率具有重要意义。本文针对现有湿法炼锌酸性浸出液中的铜分离富集困难、回收方法对锌冶炼主系统影响较大等不足之处开展了树脂吸附法分离回收铜的新工艺研究。研究内容和结论如下:（1）首先进行了D751、D760、D711、D740四种
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铜是发展国民经济的重要金属材料,然而我国铜资源匮乏,约70%的铜资源依赖进口。湿法炼锌所用锌精矿中常伴生0.09%～1.05%的铜,这部分铜资源的高效回收对提高有价金属综合回收率具有重要意义。本文针对现有湿法炼锌酸性浸出液中的铜分离富集困难、回收方法对锌冶炼主系统影响较大等不足之处开展了树脂吸附法分离回收铜的新工艺研究。研究内容和结论如下:（1）首先进行了D751、D760、D711、D740四种螯合树脂的筛选实验,结果表明:四种树脂对Cu2+的平衡吸附量依次为140.4mg/L、137.05mg/L、79.44mg/L、68.45mg/L,其铜锌分离系数的最大值依次为104.5、2.14、2005.78、0.74;为了达到选择性吸附Cu2+的目的,选择D711树脂进行后续研究。D711树脂的表征结果表明:吸附前后树脂的表面形貌由多孔粗糙状过渡至致密平滑状,树脂官能团结构稳定,吸附过程官能团中的N原子参与了反应。（2）通过静态实验研究了宏观技术参数对D711树脂吸附、解吸性能的影响。在一定范围内降低溶液酸度、升高初始离子浓度、降低温度、减小树脂加入量有利于增大D711树脂对Cu2+的平衡吸附容量;溶液初始Cu2+浓度为6g/L、初始H2SO4浓度为0.01mol/L、反应温度为25℃、搅拌转速为350r/min、反应时间为120min的条件下,D711树脂对Cu2+的饱和吸附量为83.33mg/g。D711树脂解吸过程中最佳解吸时间为30min,最佳解吸剂为质量分数30%的稀硫酸溶液。（3）D711树脂吸附Cu2+的过程符合Freundlich等温模型,为异质表面上的多分子层吸附;吸附过程的吉布斯自由能变?G（298K）为-10.26k J/mol,焓变?H为-4.913k J/mol,熵变?S为17.92J/（mol·K）,吸附为自发、放热、熵增的过程;吸附过程遵循准二级动力学模型,主要为化学吸附,且速率控制步骤为膜扩散控制。（4）通过动态实验研究了宏观技术参数对D711树脂吸附、解吸性能的影响。减小料液流速、增大树脂层的层高有利于提高D711树脂柱的吸附效果。三次循环吸附-解吸实验结果表明:Cu2+的吸附率分别为93.13%、84.8%和76.47%,负载Cu2+的树脂柱解吸后Cu2+的最高富集浓度分别为5.74g/L、4.91g/L和4.15g/L。（5）工业湿法炼锌酸性浸出液的D711树脂柱动态吸附、解吸实验结果表明:二级串联吸附后Cu2+的吸附率可达99.50%以上;负载Cu2+的树脂柱解吸后溶液中的Cu2+最高可富集至5.29g/L,为吸附前溶液Cu2+浓度的3.3倍。
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