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文檔簡介
1、氧化鋅礦浸出試驗研究氧化鋅礦浸出試驗研究夏志美,金偉,高澤平,鐘娟,歐陽臻(湖南工業(yè)大學冶金與材料工程學院,湖南株洲412007)摘要摘要:研究了氨—氯化銨體系(NH3H2ONH4Cl)中含銅鐵高的氧化鋅礦的浸出行為,探討了浸出溫度、浸出液總氨濃度、浸出時間和液固比對鋅浸出率的影響。結果表明,最佳浸出條件為:總氨濃度7.5molL、浸出溫度50℃、液固比8︰1、浸出時間2h,在最佳浸出條件下鋅浸出率達到94.8%。關鍵詞關鍵詞:氨—氯化
2、銨體系;氧化鋅礦;浸出率;鋅中圖分類號:中圖分類號:TF813文獻標志碼:文獻標志碼:A文章編號:文章編號:10077545(2018)08000000StudyonLeachingofZincOxideesXIAZhimei,JINWeiGAOZeping,ZHONGJuanOUYANGZhen(SchoolofMetallurgyMaterialEngineeringHunanUniversityofTechnologyZhuzho
3、u412007HunanChina)Abstract:Leachingbehaviofhighironzincoxideesleachingratezinc隨著硫化鋅礦資源的逐漸枯竭,氧化鋅礦逐漸受到重視[1]。我國氧化鋅礦產資源豐富,多集中于西南地區(qū),主要特點是鋅品位較低,堿性脈石含量較高,不適合用鼓風爐或回轉窯等能耗高、工藝流程復雜和有價金屬綜合回收率低的火法冶金工藝進行處理[2]。因濕法冶金工藝具有節(jié)能、清潔生產的優(yōu)勢,符合我國節(jié)
4、能減排國策,所以目前多采用濕法冶煉工藝處理品位較低的氧化鋅礦。濕法冶煉工藝常見的是硫酸體系浸出,然而大量堿性脈石的存在,酸耗量特別大,而且Fe、Ca和Mg等雜質金屬的浸出,會給后續(xù)的凈化過程增加負擔[34]。在浸出過程形成的硅膠,不但吸附帶走一部分硫酸鋅,而且溶液的分離也是非常大的難題[5]。也有學者[6]研究了用燒堿浸出氧化鋅礦石,但品位低、堿耗大、渣量大,且NaOH循環(huán)利用困難。唐謨堂等[79]先后在NH3NH4ClH2O體系中循環(huán)
5、浸出湖南花垣氧化鋅礦及云南蘭坪低品位氧化鋅礦,獲得了很好的結果。在此體系中堿性脈石和Fe、Al、Sb、Pb等雜質元素不被浸出或很少浸出,極大地簡化了后續(xù)凈化工藝,隨鋅一起浸出的雜質金屬可在常溫常壓下用鋅粉置換去除。整個過程具有氨可循環(huán)使用、脫硅容易、渣量小、渣含鋅低等優(yōu)勢。本試驗研究工藝條件對NH3H2ONH4Cl體系浸出高鐵高銅氧化鋅礦時鋅浸出率的影響,并找到最佳浸出條件。1試驗試驗1.1原料及試劑原料及試劑試驗用氧化鋅礦來自印尼某地
6、,化學成分(以氧化物計,%):Zn28.961、Fe18.398、Pb16.694、Ba13.525、Si11.517、Cu5.386、Ti2.686、K1.799、Sb0.308、Br0.095??梢钥闯?,鋅含量較高,礦物中的鐵、鉛、硅、銅等雜質金屬的含量也較多。原礦經破碎、球磨、烘干、過孔徑0.150mm篩后備用,主要試劑有氯化銨、氨水、鹽酸、EDTA等,均為分析純。1.2試驗原理試驗原理浸出過程中,ZnO與NH3反應生成鋅氨配合物
7、:ZnOxNH3H2O=[Zn(NH3)x]22OH-(1)收稿日期:收稿日期:20180326基金項目基金項目:國家自然科學基金資助項目(51704107、51774127);湖南省自然科學基金資助項目(2018JJ3124);湖南省重點實驗室開放課題項目(MMA201705);湖南省高校教學改革研究項目(湘教通[2016]400號)作者簡介作者簡介:夏志美(1980),女,湖南株洲人,博士,講師;通信作者通信作者:高澤平(1965)
8、,男,湖南寧鄉(xiāng)人,教授.doi:10.3969j.issn.10077545.2018.08.001圖2浸出溫度對鋅浸出率的影響浸出溫度對鋅浸出率的影響Fig.2Effectoftemperatureonleachingrate提高浸出溫度,有利于改善浸出反應的動力學條件,加快浸出速率,當溫度升高到一定程度時,隨著溫度的升高,加速了氨的揮發(fā),同時也加速了其他雜質金屬的浸出,從而導致鋅的浸出率降低。因此,50℃為浸出的最佳溫度。2.3液固
9、比的影響液固比的影響在浸出溫度50℃、浸出時間1h、浸出液總氨濃度7.5molL的條件下,研究液固比對鋅浸出率的影響,結果見圖3。圖3表明,隨著液固比的增大,鋅浸出率波動較大,即液固比對鋅的浸出率影響很大。液固比增大使得漿液的流動性能變好,鋅的浸出率亦會變大,在液固比低于8︰1時,隨液固比的增大,鋅的浸出率急劇增大,幾乎呈直線關系,當液固比為8︰1時,浸出率將近90%??擅黠@看出,液固比對鋅浸出率的影響遠遠大于總氨濃度和反應溫度的影響,
10、由此可推測氨—氯化銨體系浸出鋅的動力學過程主要受擴散過程控制。液固比大于8︰1后,鋅的浸出率呈下降趨勢,因為隨著液固比的增大,其他雜質浸出的浸出率隨著增大,影響鋅的浸出率。因此浸出的最佳液固比為8︰1。5:16:17:18:19:1405060708090100鋅浸出率%LS圖3液固比對鋅浸出率的影響液固比對鋅浸出率的影響Fig.3EffectofLSonleachingrate2.4浸出時間的影響浸出時間的影響在浸出劑總氨濃度7.5m
11、olL、浸出溫度50℃、液固比8︰1的條件下,金屬鋅的浸出率隨浸出時間的變化如圖4所示。可以看出,在NH3H2ONH4Cl體系中,鋅浸出率受浸出時間影響較大,鋅浸出率最大可達到94%。隨著浸出時間的延長,鋅的浸出率不斷升高,但是到2h后,浸出率的增大變得緩慢,由于浸出劑和礦樣反應,礦中的雜質如SiO2會包裹在礦物周圍,使得浸出劑難以滲入到礦內部繼續(xù)和鋅反應,導致鋅的浸出率降低,這也進一步說明浸出過程主要受擴散控制。綜合考慮,確定浸出時間
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