本文關(guān)鍵詞： 鋅焙砂 浸出 鐵酸鋅 溶解 制備　出處：《廣西大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：鐵酸鋅的性能優(yōu)良,用途廣泛,需求市場(chǎng)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(jià)值的鐵酸鋅制備新工藝、新技術(shù)。我國(guó)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(huì)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(jià)金屬難以回收、環(huán)境污染嚴(yán)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(duì)象,擬將濕法煉鋅副產(chǎn)鐵酸鋅作為產(chǎn)品獨(dú)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(shí)間等因素對(duì)鋅、鐵浸出的影響,通過對(duì)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(duì)產(chǎn)品進(jìn)行研究。得出以下結(jié)論：(1)鋅焙砂中易溶鋅溶解時(shí)所消耗的酸量與化學(xué)反應(yīng)式所對(duì)應(yīng)的計(jì)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(shí),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(shí),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(duì)鋅、鐵浸出的影響實(shí)質(zhì)是硫酸用量的影響。攪拌速度僅對(duì)浸出速率產(chǎn)生影響,而對(duì)鋅、鐵浸出率影響不大。浸出溫度對(duì)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(shí),浸出溫度對(duì)鋅、鐵浸出率影響不大；當(dāng)硫酸用量充足時(shí),鋅、鐵浸出率均隨浸出溫度的升高而增大,但浸出溫度對(duì)鐵的浸出效果影響更明顯。(3)浸出時(shí)間對(duì)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(shí),隨著浸出時(shí)間的延長(zhǎng),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(shí),隨著浸出時(shí)間的延長(zhǎng),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(dāng)硫酸濃度小于120g/L時(shí),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(shí),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(dāng)硫酸濃度大于200g/L時(shí),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(shí),純鐵酸鋅中鋅溶解度變化快,硫酸濃度大于200g/L時(shí),鋅的溶解度變化小；當(dāng)浸出溫度小于55℃時(shí),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(shí),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(shí)間為5min～30min時(shí),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(dá)到75℃,硫酸濃度達(dá)到200g/L以上時(shí)或浸出時(shí)間為150min～180min,浸出溫度達(dá)到75℃,硫酸濃度達(dá)到120g/L以上時(shí),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(shí)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(duì)所制取的鐵酸鋅產(chǎn)品進(jìn)行分離提純。綜上,本論文針對(duì)目前國(guó)內(nèi)外鋅浸渣的處理現(xiàn)狀,提出將鐵酸鋅從鋅浸渣中作為產(chǎn)品獨(dú)立分離出來,開辟了濕法煉鋅副產(chǎn)鐵酸鋅的新的利用模式,具有一定的創(chuàng)新性和學(xué)術(shù)價(jià)值,對(duì)資源的綜合利用及可持續(xù)發(fā)展具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD95;TQ132.41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1480298