硫化鋅精礦的富氧浸出及后處理研究.pdf

1、加壓濕法煉鋅具有工藝流程短、“三廢”少、生產(chǎn)成本低、鋅的浸出率高等優(yōu)點，在國外得到了長足的發(fā)展。由于我國對環(huán)境保護(hù)和資源利用率要求的提高，加壓濕法煉鋅技術(shù)備受國內(nèi)關(guān)注，然而國內(nèi)加壓濕法煉鋅處于起步階段，例如，加壓富氧浸出缺乏系統(tǒng)深入的理論研究，加壓富氧浸出渣及浸出液后處理還存在諸多問題有待解決，浸出渣中單質(zhì)硫與浸出液中酸的平衡與轉(zhuǎn)化和循環(huán)利用也成為加壓富氧浸出生產(chǎn)實踐過程遇到的新課題。為此，本文從熱力學(xué)、動力學(xué)和酸平衡等角度出發(fā)，系統(tǒng)深

2、入地研究了硫化鋅精礦的富氧浸出和浸出后處理過程，取得有價值的研究成果，對我國的鋅的加壓濕法冶金的發(fā)展具有重要意義。其主要研究工作如下。
　　首先，本文系統(tǒng)深入的研究了Zn-S-H2O系以及硫化鋅精礦中有價金屬與硫和水體系的熱力學(xué)問題，計算了相關(guān)的電位表達(dá)式，繪制了在不同溫度、不同氧分壓、不同活度下的Zn-S-H2O系電位-pH圖，確定了硫化鋅富氧浸出過程鋅離子和單質(zhì)硫穩(wěn)定存在的區(qū)域。同時，繪制了在硫化鋅最佳富氧浸出條件下Fe-S-

3、H2O、In-S-H2O系的電位-pH圖，為硫化鋅富氧浸出的后處理提供了理論依據(jù)。
　　其次，以電位-pH圖為指導(dǎo)，對比研究了液固比、初始酸濃度、浸出時間、反應(yīng)溫度、氧分壓、攪拌速度、粒度、添加劑含量等因素對硫化鋅、人工合成閃鋅礦、硫化鋅精礦富氧浸出過程的影響規(guī)律。結(jié)果表明:溫度、浸出時間、攪拌速度對浸出率的影響較為明顯;實驗確定的Zn2+浸出和S轉(zhuǎn)化的氧分壓、酸濃度與電位-pH圖確定的區(qū)域吻合。
　　第三，系統(tǒng)的研究了硫化

4、鋅精礦富氧浸出動力學(xué)。實驗研究表明:在硫化鋅精礦富氧浸出過程中，礦樣粒度對金屬浸出效果的影響很大，隨著礦物粒度的減小，金屬(Zn，F(xiàn)e)浸出率升高;浸出過程速率與礦粒的初始半徑ro成反比關(guān)系;浸出過程由表面化學(xué)反應(yīng)所控制，并遵循“未反應(yīng)核減縮型”的表面化學(xué)反應(yīng)控制的動力學(xué)規(guī)律，動力學(xué)方程為:lnk'=8.85*103/T+5.634，相應(yīng)的活化能E=73.58kJ/mol。
　　第四，分別使用二甲苯、四氯乙烯和硫化銨作為提取劑，提

5、取硫化鋅精礦富氧浸出得到的單質(zhì)硫，比較了各提取工藝優(yōu)缺點，得出使用硫化銨提取浸出渣中的單質(zhì)硫的工藝是最適合的。對硫化鋅精礦富氧浸出過程中產(chǎn)生的有價金屬如銦、鈷、銀的提取進(jìn)行了研究，提出了合理的回收方法。
　　最后，本文研究了浸出體系單質(zhì)硫和浸出也酸平衡與轉(zhuǎn)化，提出富氧浸出體系酸平衡與循環(huán)利用新思路，在理論上推導(dǎo)出硫化鋅精礦中的硫在富氧浸出過程中的轉(zhuǎn)化和循環(huán)條件，并通過實驗驗證了富氧浸出體系的硫的轉(zhuǎn)化與循環(huán)的酸平衡。該理論研究對缺酸