基于鐵酸鋅選擇性還原的鋅浸出渣處理研究.pdf

1、鋅冶煉過程中鐵酸鋅的生成導(dǎo)致后續(xù)沉鐵工藝復(fù)雜，渣量大，造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。針對(duì)這一問題，提出一種在CO/CO2弱還原氣氛下，將鐵酸鋅選擇性分解為氧化鋅和四氧化三鐵的鋅浸出渣處理方法，焙燒產(chǎn)物可通過酸浸和磁選實(shí)現(xiàn)鐵鋅分離和回收。
　　通過Factsage軟件繪制鐵酸鋅分解優(yōu)勢(shì)區(qū)域圖，分析結(jié)果表明還原氣氛是鐵酸鋅選擇性分解的關(guān)鍵控制因素。通過鐵酸鋅還原過程的失重行為、產(chǎn)物成分及物相分析，查明焙燒條件對(duì)鐵酸鋅選擇性分解的影響。焙燒溫

2、度和CO濃度都會(huì)促進(jìn)鐵酸鋅分解，為了確保一定的反應(yīng)速率，溫度不低于700℃，CO濃度不低于6％; CO/(CO+CO2)控制在30％左右，可以有效抑制產(chǎn)物的過還原;隨著焙燒時(shí)間的延長，鐵酸鋅分解趨于平衡，但其失重量始終小于理論失重量(2.21％)，還原程度有限，氧化鋅含量高達(dá)76.4％。SEM-EDS等分析結(jié)果顯示，鐵酸鋅的分解過程是鐵離子向顆粒內(nèi)部遷移同時(shí)鋅離子向外遷移的過程，形成的產(chǎn)物層阻礙還原氣體的擴(kuò)散是導(dǎo)致鐵酸鋅分解不徹底的原因

3、。
　　利用XRD、XPS等檢測(cè)方法，查明鐵酸鋅分解過程特征，闡明了鐵酸鋅的分解可以分為四個(gè)階段:1）鐵酸鋅分解為氧化鋅和磁鐵礦;2)磁鐵礦失氧轉(zhuǎn)變?yōu)榉借F礦(Fe1-xO);3) Fe1-xO與氧化鋅固溶，生成鐵鋅固溶體(Fe0.85-xZnxO);4) Fe0.85-xZnxO繼續(xù)失氧分解生成FeO和ZnO。鐵酸鋅分解是逐漸失氧的過程，通過嚴(yán)格的條件控制，使分解反應(yīng)停留在第一個(gè)階段是實(shí)現(xiàn)鋅浸出渣鐵、鋅分離的關(guān)鍵。
　　通過

4、工藝優(yōu)化，鋅浸出渣的最優(yōu)還原焙燒條件為:750℃，90min，8％CO，30％CO/(CO+CO2)，此條件下可溶鋅率達(dá)到58.57％。焙燒后浸出渣在35℃，H28O4初始酸度90g/L，液固比10∶1，浸出時(shí)間60min條件下，鋅的浸出率為61.38％。浸出后渣樣經(jīng)球磨（球料比10∶1，轉(zhuǎn)速300r/min，球磨15min）處理后，在磁場強(qiáng)度為1160G條件下磁選20min，鐵的回收率為80.90％，磁化率由原渣的2.40 emu/g