置換柱式濕法煉鋅浸出液凈化裝置傳質(zhì)過程研究.pdf

1、鋅浸出溶液的凈化是濕法煉鋅過程中的一個重要工序，針對傳統(tǒng)凈化設備普遍存在鋅粉懸浮控制困難、反應效率低、鋅粉耗量大等問題，本文提出一種置換柱式凈化裝置，并對其內(nèi)部傳質(zhì)過程進行了實驗及數(shù)值模擬研究，為其結(jié)構參數(shù)及操作參數(shù)的設計提供理論指導。
　　本文通過構建置換柱式濕法煉鋅浸出液凈化裝置，并開展置換柱內(nèi)除雜過程的實驗研究，分析了鋅粉粒徑、流體流速、反應器結(jié)構尺寸等參數(shù)對除雜效果的影響規(guī)律以及各種條件下的傳質(zhì)規(guī)律。同時，通過數(shù)值模擬的方

2、法，對單根置換柱內(nèi)流速分布和濃度分布，以及置換柱式凈化裝置內(nèi)流速分布進行模擬，并對置換柱式凈化裝置進行了設計。主要研究結(jié)論如下:
　　1)凈化效率隨著流速的增加而減小，隨鋅粉粒徑的減小及置換段長度的增加而增大，為保證柱內(nèi)壓力不影響凈化效果及操作，不宜使用粒徑小于0.45mm的鋅粉。
　　2)在0.05～0.7cm/s的流速范圍內(nèi)，傳質(zhì)系數(shù)kc在3.94×10-7～2.76×10-6m/s之間，且隨著鋅粉粒徑的減小及流速的增大

3、而增大。置換柱內(nèi)傳質(zhì)過程可表示為:Sh=0.1069·Re0.5·Sc0.33(0.3＜Re＜0.6)。實際生產(chǎn)中的浸出液因受Zn2+初始濃度、殘渣及溶液Ph值等因素影響，傳質(zhì)系數(shù)較之自配溶液較小，傳質(zhì)方程可表示為:Sh=0.02095·Re0.5·Sc0.33(0.3＜Re＜0.6)。
　　3)多孔介質(zhì)結(jié)構可有效消除圓柱管流橫截面上典型的拋物線形不均勻分布。在填充鋅粉的置換段區(qū)域，除了置換段與勻流段交界處以及邊緣極薄的邊界層區(qū)域