鋅焙砂硫酸浸出及制取鐵酸鋅試驗研究.pdf

1、鐵酸鋅的性能優(yōu)良，用途廣泛，需求市場大，但目前使用的鐵酸鋅均是以純凈化合物為原料人工合成的。生產(chǎn)成本高、工藝復(fù)雜、產(chǎn)量小等一系列問題限制了鐵酸鋅的大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用，因此，亟待研究、開發(fā)具有工業(yè)應(yīng)用價值的鐵酸鋅制備新工藝、新技術(shù)。我國的鋅礦資源豐富，含鐵硫化鋅精礦在傳統(tǒng)濕法煉鋅工藝中不可避免的生成鐵酸鋅，并賦存在鋅浸出渣中，且目前均通過破壞鐵酸鋅的晶體結(jié)構(gòu)回收鋅、鐵，由此會造成工藝流程復(fù)雜、能源和材料消耗大、鐵渣難以處理、有價金屬難以回收

2、、環(huán)境污染嚴重等問題。
　　本論文以廣西某冶煉廠含鋅53.22％、含鐵14.20％的鋅焙砂為研究對象，擬將濕法煉鋅副產(chǎn)鐵酸鋅作為產(chǎn)品獨立分離出來。論文采用硫酸浸出的方法，考察了硫酸濃度、液固比、浸出溫度、攪拌速度、浸出時間等因素對鋅、鐵浸出的影響，通過對比純鐵酸鋅與鋅焙砂中鐵酸鋅的溶解規(guī)律，得出制備鐵酸鋅的最佳工藝條件，并采用X-熒光、XRD及化學(xué)分析等方法對產(chǎn)品進行研究。得出以下結(jié)論:
　　(1)鋅焙砂中易溶鋅溶解時所消耗

3、的酸量與化學(xué)反應(yīng)式所對應(yīng)的計量關(guān)系吻合，35g的酸足以使50g鋅焙砂中的ZnO全部溶解，ZnO優(yōu)先于鐵礦物耗酸。當(dāng)酸量小于ZnO的理論耗酸量時，ZnO幾乎消耗所有的酸，而鐵礦物幾乎不耗酸;只有當(dāng)硫酸用量超過ZnO的理論耗酸量而ZnO全部溶解時，鐵礦物才開始消耗剩余的硫酸，且鐵的浸出率隨著硫酸剩余量的增大而增大。
　　(2)液固比對鋅、鐵浸出的影響實質(zhì)是硫酸用量的影響。攪拌速度僅對浸出速率產(chǎn)生影響，而對鋅、鐵浸出率影響不大。浸出溫度

4、對鋅焙砂中鋅、鐵浸出率的影響與硫酸用量相關(guān)，當(dāng)硫酸用量不足時，浸出溫度對鋅、鐵浸出率影響不大;當(dāng)硫酸用量充足時，鋅、鐵浸出率均隨浸出溫度的升高而增大，但浸出溫度對鐵的浸出效果影響更明顯。
　　(3)浸出時間對鋅、鐵浸出率的影響也與硫酸用量有關(guān)，當(dāng)硫酸用量不足時，隨著浸出時間的延長，鋅的浸出率增大，鐵的浸出率低，在1％以下;當(dāng)硫酸用量充足時，隨著浸出時間的延長，鋅的浸出率變化小，鐵的浸出率顯著增大。
　　(4)從礦物溶出順序來

5、看，當(dāng)硫酸濃度小于120g/L時，主要是ZnO的溶解，表現(xiàn)為XRD圖譜中氧化鋅衍射峰消失明顯，而鐵礦物衍射峰幾乎不變;當(dāng)硫酸濃度為120g/L～160g/L時，主要是Fe2O3和ZnSiO4的溶解，表現(xiàn)為XRD圖譜中氧化鐵及硅酸鋅衍射峰消失明顯;當(dāng)硫酸濃度大于200g/L時，鐵酸鋅溶解明顯，表現(xiàn)為XRD圖譜中鐵酸鋅衍射峰有所減弱。
　　(5)純鐵酸鋅中鋅的溶解度隨硫酸濃度及浸出溫度近似呈線性變化。硫酸濃度小于200g/L時，純鐵酸

6、鋅中鋅溶解度變化快，硫酸濃度大于200g/L時，鋅的溶解度變化小;當(dāng)浸出溫度小于55℃時，純鐵酸鋅中鋅的溶解度隨浸出溫度變化緩慢，當(dāng)溫度大于55℃時，純鐵酸鋅中鋅的溶解度隨溫度的增大而顯著增大。
　　(6)當(dāng)浸出時間為5min～30min時，鋅焙砂中的鐵酸鋅溶解量很小;當(dāng)浸出溫度為60～90min，浸出溫度達到75℃，硫酸濃度達到200g/L以上時或浸出時間為150min～180min，浸出溫度達到75℃，硫酸濃度達到120g/L

7、以上時，鋅焙砂中的鐵酸鋅開始溶解。
　　(7)采用鋅焙砂硫酸浸出方法制取鐵酸鋅的最佳工藝條件為:液固比7∶1，攪拌速度400rpm，浸出溫度75℃～85℃，硫酸濃度120g/L～160g/L，浸出時間120min～180min。
　　(8)在最佳工藝條件下可獲得83％～86％的鐵酸鋅，但其中仍含有石英、鉛礬以及少量的赤鐵礦、單鉀芒硝等雜質(zhì)礦物，后續(xù)仍需對所制取的鐵酸鋅產(chǎn)品進行分離提純。
　　綜上，本論文針對目前國內(nèi)外鋅