高硅氧化锌矿硫酸浸出的工艺及机理研究(1).pdf

高硅氧化锌矿硫酸浸出的工艺及机理研究 林祚彦，华一新 （昆明理工大学材料与冶金工程学院， 云南昆明 “ ） 摘要 通过研究硫酸浓度、 中和速度及搅拌强度对矿浆沉降过滤性能及矿石中相关元素浸出率的影 响， 全面细致地阐述高硅氧化锌矿硫酸浸出工艺的机理， 分别针对浓酸浸出和稀酸浸出工艺中普遍存在 的问题和不足， 讨论微波新技术引入湿法炼锌过程的必要性和可行性。 关键词 高硅氧化锌矿； 硫酸浸出； 微波 中图分类号 - / 0 12 3 4 , 5 6 7，8 9 * ; , 54 A 6 B C ; 6 6 7 DA B 6 3 C E ; 6 F 7 E ; 7 B B C ; 7 E，G 3 7 H ; 7 E9 7 ; I B C J ; 54 K ; B 7 B 6 7 D 7 E “ ，M L ; 7 6） ; ; 4 7N ; 7 4 3 C ; 6 ; D 4 7 B 7 C 6 ; 4 76 7 D 7 B 3 C 6 ; N ; 7 E 4 7 D ; ; 4 74 7B C 6 ; 4 7 6 7 D ; H P C 4 I B B L 7 ; T 3 B 4 N ; 7 B 4 E 5 4 4 7 B 7 C 6 B D 6 7 D D ; 3 B J 3 3 C ; 6 ; D B 6 L ; 7 EO 6 JD B H 4 7 J C 6 B DC B J P B ; I B 5 R 56 7 D B 6 J ; U ; ; 54 ; 7 C 4 D 3 ; 7 EH ; , C 4 O 6 I B ; 7 4L 5 D C 4 H B 6 3 C E 5O 6 J 6 J 4D ; J 3 J J B D ; 7 L ; J P 6 P B C R “ 9 7 4 3 C ; 6 ; D B 6 L ; 7 E；A ; C 4 O 6 I B 基金项目云南省自然科学基金资助项目 （. F . A） 作者简介林祚彦 （ V） ， 男， 浙江乐清人， 硕士研究生 现行的火法冶炼将矿石经过密闭鼓风炉熔炼或 烟化炉还原挥发， 得到含锌品位较高的氧化锌烟尘， 以进入下一步流程 ［］ 。这种方法就技术而言是成 熟的， 但考虑到能源、 经济及环境保护方面的要求， 其面临的形势是十分严峻的。湿法处理的主要问题 源自氧化锌矿石中通常含有的大量的硅元素。二氧 化硅在矿石浸出时溶出， 容易形成溶胶， 甚至凝胶， 这将给沉降和过滤操作带来极大的困难， 以致使生 产停滞。所以， 就氧化锌矿硫酸浸出工艺， 亟待湿法 冶金工作者解决的问题可以归结为如下两方 面 ［.， ］ 一是， 矿石浸出时， 如何避免或尽量阻止硅 溶胶的形成； 另外， 当矿浆中溶胶形成后， 怎样促使 其有效沉降分离， 以改善过滤性能。 近年来， 针对这两个问题， 已有不少的研究。本 文结合文献资料， 较全面细致地就高硅氧化锌矿的 硫酸浸出工艺展开实验， 寻找微波新技术引入的突 破口， 为湿法冶金新工艺的研究提供参考。 实验原料与研究方法 实验选用云南省文山州的一种较为典型的高硅 氧化锌矿。其主要化学为 （W） 2 7 X “、K ; Q. . . X - 、’ B “ X 、* .Q X -、A 7 Q. X “ -。主要物相 组成为异极锌矿 ［2 7 -K ;.Q （Q 8） .8.Q］ 、 硅锌矿 ［2 7 .K ; Q-］ 和菱锌矿 ［2 7 M Q］ 。矿石磨细至粒度小 有色金属 （冶炼部分）. 年“期 万方数据 于 “ 的浓硫酸 中浸出， 则其中的. / 0 几乎不进入溶液。 因此， 在不同硫酸浓度下浸出的矿浆， 其过滤性 能相差很大。由实验观察到， 初始硫酸浓度越大， 沉 降过滤越困难。在硫酸初始7 6也开始水 解沉淀， 尤其当 超过9 ’以后， 大部分的5 2 进 入渣中。因此， 较为合适的终点 范围大致从 ’ 。 “ 中和速度与搅拌强度的影响 实际操作中， 中和剂加入后， 需要有一定的时间 溶解和反应。如果缓慢加入中和剂， 矿浆 缓慢 增大， 硅溶胶凝聚的趋势也逐渐增大， 当矿浆 达 到 ’ ’时， 矿浆将变得十分黏稠， 中和剂的进 一步溶解和反应变得不均匀而且不易控制。所以应 该根据理论计算和实验经验， 尽快地将中和剂加入， 充分搅拌， 使 快速跨越 ’ ’的危险范围， 以顺利达到 ’ 。 （下转第 3页） // 有色金属 （冶炼部分） ’ ’ 3年期 万方数据 应温度 “ ， 反应时间 “ - .B D . 0 - . 6 E 9 9 0 - F G - / ./ H, - F / I J D - K - G - / . G / L - F M 0 D F / H N - . F O - 0 - F G D / D［］6 7 - . D 0 O P . 3 - . D D Q - . 3，8 ’ ’ 8 （5 “） “ 5 ［2］沈钟， 王果庭6胶体与表面化学 ［7］6北京 化学工业出版社， 5 2 2 *5 “ ［5 ’］李巧玲6硅溶胶的酸碱度对其稳定性的影响 ［］6湖南化工， 5 2 2 ，8 （） 8 有色金属 （冶炼部分）8 ’ ’ 年“期 万方数据