《复杂金属固体废物湿法浸出原理与应用》以复杂金属固体废物湿法浸出工艺技术及应用为主线,系统介绍了湿法浸出技术在高铁赤泥、废氧化铝基催化剂、低品位菱镁矿、三元锂电池黑粉废料、高温合金返回料等典型固体废物资源化处理中的反应机理、工艺流程与创新实践,并对浸出过程产生的高氨氮废水的治理提供了系统的技术方案与设计指导,旨在为读者提供先进可靠的技术原型与坚实的理论支撑,提升复杂物料绿色高效回收的工艺设计与工程实践能力。
本书注重湿法浸出技术的基础理论与研究实践的深度融合,配有丰富的工艺图表及详尽的研究数据,突出湿法浸出工艺设计的原创性、实用性与前瞻性。
本书内容系统、论述深入,既可供冶金、化工、环保领域的工程技术人员、科研人员及企业从业者参考,也可作为高等学校冶金工程、化学工程与工艺、环境工程及相关专业研究生与高年级本科生的教学参考书。
第1章 复杂金属固体废物与浸出基础理论 1
1.1??复杂金属固体废物的介绍 1
1.1.1 赤泥固废 1
1.1.2 化工催化剂固废 2
1.1.3 电子废弃物固废 4
1.1.4 低品位矿产固废 5
1.1.5 合金材料固废 6
1.1.6 资源化利用的意义 8
1.2??湿法浸出技术的重要性与挑战 10
1.2.1 湿法浸出技术的重要性 10
1.2.2 湿法浸出技术的挑战 12
1.3??湿法浸出技术的发展与理论 13
1.3.1 矿相转变浸出技术 13
1.3.2 多场耦合强化浸出技术 13
1.3.3 环保浸出技术与浸出工业污水 15
1.3.4 金属-溶液界面电化学行为 16
1.3.5 浸出反应速率控制理论 17
参考文献 18
第2章 高铁赤泥的浸出工艺 21
2.1??概述 21
2.2??赤泥处理现状 21
2.2.1 赤泥制备建筑材料 22
2.2.2 赤泥用于环境修复 22
2.2.3 赤泥用于土壤改良 22
2.2.4 有价金属元素的回收 23
2.3??工艺介绍 25
2.3.1 工艺创新点 25
2.3.2 技术原理 26
2.4??高铁赤泥的铁元素富集 26
2.4.1 钠化焙烧改变物相 26
2.4.2 高铁赤泥的元素浸出 31
2.4.3 小结 35
2.5??赤泥浸出渣与浸出液的高值化利用 35
2.5.1 高铁酸钠的合成方法 36
2.5.2 高铁酸钠的合成条件 36
2.5.3 超声法强化合成 39
2.5.4 响应面法优化工艺条件 42
2.5.5 浸出液铝硅元素的回收 46
参考文献 49
第3章 废氧化铝基催化剂的浸出工艺 52
3.1??概述 52
3.2??废催化剂的处理现状 52
3.2.1 废催化剂回收的湿法冶金工艺 53
3.2.2 废催化剂回收的火法冶金工艺 57
3.2.3 废催化剂回收的火法湿法联合冶金工艺 57
3.3??工艺介绍 58
3.3.1 研究内容 58
3.3.2 工艺概况 59
3.3.3 废氧化铝基催化剂的主要成分 60
3.4??碳酸钠焙烧过程 62
3.4.1 焙烧过程的热力学分析 62
3.4.2 物相转变焙烧机制的研究 64
3.4.3 焙烧温度的影响 66
3.4.4 焙烧时间的影响 66
3.4.5 碳酸钠添加量的影响 66
3.5??焙烧后废催化剂的水浸过程 67
3.5.1 浸出温度的影响 67
3.5.2 浸出时间的影响 67
3.5.3 液固比的影响 68
3.5.4 搅拌转速的影响 68
3.5.5 浸出渣相的表征 68
3.6??浸出液中铝的回收与γ-Al2O3的制备 70
3.6.1 反应温度对勃姆石粒度的影响 70
3.6.2 溶液pH值对勃姆石粒度的影响 71
3.6.3 γ-Al2O3的制备与表征 72
参考文献 76
第4章 低品位菱镁矿的浸出工艺 80
4.1??概述 80
4.2??低品位菱镁矿的浸出工艺概况 80
4.2.1 菱镁矿的性质及用途 81
4.2.2 菱镁矿资源概况 83
4.2.3 菱镁矿选矿研究现状 84
4.2.4 国内外氢氧化镁的研究现状 85
4.3??工艺介绍 86
4.3.1 实验方案 86
4.3.2 研究内容 86
4.3.3 工艺创新性 87
4.4??硫酸氢铵浸出低品位菱镁矿工艺研究 87
4.4.1 工艺条件对镁浸出率影响的研究 87
4.4.2 浸出工艺条件的优化 91
4.4.3 最佳工艺参数的选择 98
4.5??硫酸氢铵浸出低品位菱镁矿过程动力学研究 98
4.5.1 菱镁矿浸出动力学参数的研究 98
4.5.2 菱镁矿浸出动力学模型的选择 100
4.5.3 菱镁矿浸出动力学方程 103
4.5.4 浸出渣的表征 104
参考文献 106
第5章 三元锂电池黑粉废料的浸出工艺 109
5.1??概述 109
5.2??废旧三元锂电池的处理现状 109
5.2.1 废旧三元锂电池的预处理 110
5.2.2 高温物相重构选择性提锂 110
5.2.3 电解浸出选择性提锂 111
5.2.4 低温熔盐萃取选择性提锂 111
5.2.5 浸出液的分离与纯化 111
5.3??工艺介绍 112
5.3.1 实验方案 112
5.3.2 研究内容 113
5.3.3 工艺创新性 114
5.4??碳热活化-酸度调控从三元锂电池黑粉废料中选择性提锂 114
5.4.1 碳热活化过程中的热力学分析 114
5.4.2 碳热活化对锂选择性浸出的影响 116
5.4.3 酸度调控对锂选择性浸出的影响 122
参考文献 125
第6章 高温合金返回料非金属层的浸出工艺 128
6.1??概述 128
6.2??高温合金返回料非金属层的处理现状 128
6.2.1 高温合金返回料的回收技术 128
6.2.2 外场强化处理高温合金返回料 131
6.3??工艺介绍 132
6.3.1 实验方案 132
6.3.2 研究内容 134
6.3.3 工艺创新性 135
6.4??基于HCl+KI的高温合金返回料表面非金属元素超声强化浸出 135
6.4.1 超声强化浸出工艺参数对非金属元素浸出率的影响 136
6.4.2 超声强化浸出的机理研究 138
6.5??基于柠檬酸的高温合金返回料表面非金属元素超声强化浸出 141
6.5.1 超声强化浸出工艺参数对非金属元素浸出率的影响 141
6.5.2 基于响应面法的超声强化浸出参数优化 142
6.5.3 超声强化浸出机理 147
6.6??基于柠檬酸的高温合金返回料表面非金属元素电场强化浸出 149
6.6.1 电场强化浸出工艺参数对O元素浸出率的影响 149
6.6.2 基于响应面法的电场强化浸出参数优化 150
6.6.3 电场对浸出过程的促进机理 155
参考文献 159
第7章 高氨氮浸出工业废水的处理工艺 162
7.1??概述 162
7.2??高氨氮难降解工业废水处理方法 162
7.2.1 物质转移法 163
7.2.2 物质转化法 163
7.3??工艺介绍 164
7.3.1 动力学模型分析废水处理情况 167
7.3.2 COD去除率计算 167
7.3.3 氨氮去除率计算 167
7.3.4 总氮去除率计算 168
7.3.5 能耗量计算 168
7.4??吹脱及混凝处理高氨氮难降解工业废水 169
7.4.1 吹脱处理高氨氮难降解工业废水 169
7.4.2 混凝处理高氨氮难降解工业废水 173
7.5??电化学氧化处理高氨氮难降解工业废水 174
7.5.1 处理时间对电化学氧化处理高氨氮难降解工业废水的影响 174
7.5.2 电流密度对电化学氧化处理高氨氮难降解工业废水的影响 176
7.5.3 废水pH值对电化学氧化处理高氨氮难降解工业废水的影响 180
7.6??吹脱-混凝-电化学氧化处理高氨氮难降解工业废水 183
7.6.1 吹脱-混凝处理难降解高氨氮工业废水 183
7.6.2 电化学氧化处理吹脱-混凝后的高氨氮难降解工业废水 185
参考文献 187