本文關鍵詞： 鋅焙砂 浸出 鐵酸鋅 溶解 制備　出處：《廣西大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：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。生產成本高、工藝復雜、產量小等一系列問題限制了鐵酸鋅的大規(guī)模生產和應用,因此,亟待研究、開發(fā)具有工業(yè)應用價值的鐵酸鋅制備新工藝、新技術。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構回收鋅、鐵,由此會造成工藝流程復雜、能源和材料消耗大、鐵渣難以處理、有價金屬難以回收、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,擬將濕法煉鋅副產鐵酸鋅作為產品獨立分離出來。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及化學分析等方法對產品進行研究。得出以下結論：(1)鋅焙砂中易溶鋅溶解時所消耗的酸量與化學反應式所對應的計量關系吻合,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、鐵浸出的影響實質是硫酸用量的影響。攪拌速度僅對浸出速率產生影響,而對鋅、鐵浸出率影響不大。浸出溫度對鋅焙砂中鋅、鐵浸出率的影響與硫酸用量相關,當硫酸用量不足時,浸出溫度對鋅、鐵浸出率影響不大；當硫酸用量充足時,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,當硫酸用量不足時,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)從礦物溶出順序來看,當硫酸濃度小于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；當硫酸濃度為120g/L-160g/L時,主要是Fe203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)當浸出時間為5min～30min時,鋅焙砂中的鐵酸鋅溶解量很�。划斀鰷囟葹�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、單鉀芒硝等雜質礦物,后續(xù)仍需對所制取的鐵酸鋅產品進行分離提純。綜上,本論文針對目前國內外鋅浸渣的處理現(xiàn)狀,提出將鐵酸鋅從鋅浸渣中作為產品獨立分離出來,開辟了濕法煉鋅副產鐵酸鋅的新的利用模式,具有一定的創(chuàng)新性和學術價值,對資源的綜合利用及可持續(xù)發(fā)展具有一定的現(xiàn)實意義。
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【學位授予單位】：廣西大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TD95;TQ132.41

【參考文獻】

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