湿法炼锌渣中钴的分离工艺研究毕业论文.doc

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1、东北大学毕业设计（论文）目录湿法炼锌渣中钴的分离工艺研究毕业论文目录毕业设计（论文）任务书I摘要IIAbstractIII目录IV第1章绪论11.1钴的性质与用途11.1.1钴的性质11.1.2钴的用途11.2钴的资源分布与生产消耗11.2.1钴的资源分布11.2.2钴资源的消耗情况21.2.3钴资源的消费构成31.2.4国内钴的生产和消费61.3湿法炼锌渣的再利用61.3.1置换沉淀法91.3.2磺酸钴沉淀法91.3.3锌粒振动净化法91.3.4四氢硼酸钠还原净化除Co91.3.5浸出过程101.4论文研究目的和意义12III东北大学毕业设计（论文）目录第2章实验研究方法132.1实验原料

2、及化学试剂132.1.1化学试剂132.1.2湿法炼锌渣132.2实验设备及流程132.2.1实验仪器132.2.2实验流程132.3分析方法152.3.1酸浸方法152.4实验条件及浸出率计算152.4.1实验条件152.4.2浸出率计算方法15第3章浸出过程热力学研究173.1浸出过程热力学分析173.1.1水溶液中化学反应的热力学——E-pH图及其应用173.1.2钴溶液中化学反应热力学公式推导173.1.3钴水系E-pH图计算及绘制193.2洗钴渣酸浸实际热力学分析223.2.1反应热力学计算223.2.2实际电位pH图分析22第4章酸浸过程工艺研究234.1正交设计的实验研究234

3、.2浸出单因子实验研究264.2.1研究温度对于浸出率的影响264.2.2研究固液比对于浸出率的影响27III东北大学毕业设计（论文）目录4.2.3研究硫酸过剩系数对于浸出率的影响284.2.4研究反应时间对于浸出率的影响294.3浸出实验结果总结30第5章浸出液综合利用探索315.1浸出液加锌除杂过程研究315.1.1调节pH检测结果315.1.2物料衡算315.1.3加锌置换渣衡算325.2加除杂分析及结论335.3浸出液萃取分离过程初步研究335.3.1萃取初步内容335.3.2初步萃取实验数据34第6章结论36参考文献37致谢41附录42III东北大学毕业设计（论文）第一章绪论第1章

4、绪论1.1钴的性质与用途1.1.1钴的性质钴是一种灰白色金属，原子序数为27,原子质量为58.93，属于铁磁物质，居里点为1121℃，200℃时的密度为899g/cm³，15500℃时的密度为7.89g/cm³，熔点和沸点分别为1494℃和2901℃。钴是中等活性金属，抗腐蚀性能好，常温时与湿空气、水、碱和有机酸均不发生反应，能被盐酸、硫酸和硝酸溶解生成二价盐。加热时，尤其是当钴呈粉末状态时，能与氧、硫和溴发生激烈反应，还能与碳、硅、磷、铝、砷和锑形成一系列化合物。对于简单钴离子，三价钴不稳定，二价钴稳定，对于钴配合物，三价钴稳定。1.1.2钴的用途长期以来钴的矿物和化合物一直被用作玻璃、陶

5、瓷和珐琅的釉料，到了二十世纪，钴成为了生产电池材料、高温合金、硬质合金、磁性材料和催化剂的重要原料，被广泛应用于通讯、电器、航空、航天和机械制造行业。(1)电池材料随着通讯技术的发展，以钴酸锂作为正极材料的锂离子电池已深入人们日常生活的各个方面，极大地提高了人们的生活水平。从2005年开始，电池行业的钴消费量超过高温合金行业，成为钴消费的最主要行业。2010年全球电池行业钴消费量达到2万吨，占全球钴消费量的32.79％。为了降低成本，很多电池生产厂商着手开发无钴或低钴的正极材料来代替钴酸锂，但现在手机、数码相机和笔记本等都朝着智能化和高端化方向发展，对电池的要求非常严格，而钴酸锂在高端电池领

6、域的优势是不可替代的。(2)高温合金钴在高温合金领域的应用主要是制备钴基，镍基，铁基合金，使用形式为金属钴。航天航空技术中己大规模使用钴基合金，当温度在1038℃以上时，钴基合金的优越性远超镍基合金，可专门用于生产高效率高温发电机。若使用含铬20％---27％的钴基合金制造航空涡轮机，可不要保护覆层就使材料具有高抗氧化性。(3)硬质合金钴在硬质合金行业的大部分应用是作为粘结剂，使用形式是钻粉。即使工作环境超过1000℃-11-东北大学毕业设计（论文）第一章绪论，钴含量超过50％的司太立硬质合金也不会失去原有的硬度，现在这种硬质合金已经成为金属切削工具的重要材料，将这种合金熔焊在零件表面，可使

7、零件使用寿命提高3～7倍。(4)磁性材料钴是磁化一次就可保持磁性的少数金属之一，在热的作用下，金属失去磁性的温度叫做居里点，镍的居里点为358℃，铁的居里点为769℃，钴的居里点可高达l121℃。在永久磁铁中加入钴可提高磁力密度，磁饱和强度高，耐高温且不易丧失磁性。钴含量为60％的磁性钢与一般磁性钢相比，矫顽磁力可提高2.5倍，在振动作用下一般磁性钢会失去1/3左右的磁性，而钴钢仅仅失去2％-3.5％的磁性，