低品位氧化锌矿直接提锌工艺研究

摘要

我国的西南地区蕴藏有丰富的锌矿资源，其中大部分为成分复杂的硫化矿和难处理氧化锌矿，用传统的锌冶炼技术难以经济回收矿石中的有价金属。随着贫矿资源的增多以及世界环保意识的增强和人们投资理念改变，开发短流程、低成本、无污染的冶炼新工艺是冶金技术发展的必然趋势。 本篇针对云南文山地区高硅低品位氧锌矿的矿石特征，进行了浸出、萃取、电积的试验研究，通过湿法冶金热力学、动力学和萃取平衡的分析，探索了矿石浸出机理及浸液的溶剂萃取原理，并提出了一种氧化锌矿直接浸出一萃取一电积工艺提取生产高纯锌的工艺流程。 氧化锌矿石浸出过程的条件试验研究表明，加酸方式、pH、温度、粒度、固液比及搅拌强度等因素对矿石的浸出都有一定影响。一次加酸浸出可以在很短的时间内就能使锌的浸出率达到90％以上，但浸出液中杂质含量也随之提高，同时一次加酸浸出试验也证明浸出过程中酸度影响作用十分明显，这跟热力学研究结果一致。连续加酸浸出过程中控制pH2.0左右，在常温下就可以得到满意的浸出效果。 在条件试验的基础上对主要的影响因素进行了动力学分析，结果发现，该矿石的浸出过程可以分为三段：第一段反应瞬间完成，现有的试验条件难以分析此阶段的动力学方程；第二、三段简化的浸出宏观动力学方程可描述为：在0～90min内，1一(1-α)<'1/3>=4.3014×10<'-4>d<'-1>[H<'+>]<'0.4896>exp(-9676／RT)t+C<,1>；在120～240min内，1-(1-α)<'1/3>=2.34135×10<'-4>d<'-1>[H<'+>]<'0.4896>exp(-1888／RT)t+C,,2>。 论文对浸出液进行了萃取、洗涤和反萃的条件试验，分析了pH、萃取剂浓度、相比等因素对萃取过程的影响。萃取剂P204浓度30％，pH2.0，萃取时间为3min的情况下，浸液的萃取率可达到50％，虽然此条件下不能够完全将锌萃取出来，但其含量已达到电积5g／L浓度差的条件要求。萃取液中除铁外其他杂质的含量都不是很高，通过洗涤和反萃，可以得到合格的电积液。因此，P204在此工艺中可以成功地用于锌浸出液的萃取。 根据浸出和萃取试验得到的最佳工艺条件，论文进行了浸出-萃取-电积试验，验证了该工艺流程的综合效果：循环16天后锌的浸出率达到96.07％，而浸出液中的硅和铁并没有积累，其浸出率分别是2.45％和0.49％，远远比硫酸搅拌浸出低得多。最后根据现场工艺条件提出此类低品位氧化锌矿生产的原则流程。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用授权说明

第一章文献综述

第二章实验方法

第三章矿石浸出试验及动力学研究

第四章浸液萃取试验

第五章浸出-萃取-电积试验

第六章氧化锌浸出萃取过程机理分析

第七章结论

参考文献

致谢

附录 攻读硕士学位期间主要研究成果