论文部分内容阅读
目前,在采用常规浸出工艺的湿法炼锌企业中,Zn的浸出率一般为80%,有20%左右的Zn残留在浸渣中,Zn的残留严重影响了生产指标、加重了后续作业负荷,甚至污染环境。因此,提高总Zn的浸出率,对于炼锌企业尤其是处理高铁闪锌矿的企业具有重要意义。
本文以某企业的高铁锌焙砂(含Fe19.38%)为研究对象,通过模拟现场两段酸浸生产流程和进行实验室一段酸浸试验,查明了Zn浸出率低的原因及影响Zn浸出的部分因素,提出了直接从锌焙砂中制备铁酸锌的方法和工艺条件,制备出大量的铁酸锌物料,并对其浸出特性进行了探索研究,旨在为优化锌冶炼操作,进一步开发提高Zn浸出率的新技术提供理论和实验依据。研究结果表明:
1、在实验室中模拟现场两段酸浸生产流程,当一段和二段浸出始酸浓度、液固比、浸出温度、浸出时间分别为80g/L、7:1、65℃、1.5 h和40g/L、7:1、75℃、2h时,Zn和Fe的浸出率分别为81.54%、8.43%。
2、锌焙砂一段酸浸试验表明:0.729 H2SO4能将单位质量焙砂中的易溶锌(即ZnO)全部浸出,焙砂中ZnO的耗酸量与化学反应式对应的计量关系吻合,且ZnO优先于铁矿物耗酸;温度对Zn, Fe浸出的影响取决于硫酸的用量,硫酸不足时,温度不产生影响,硫酸过量时,温度对Fe的影响较大;浸出时间基本不影响浸出率,但对浸出效率的影响较大;搅拌速度、焙砂粒度、始酸浓度对浸出基本无影响;在始酸120g/L、液固比6:1、55℃的条件下浸出2h后,Zn和Fe的浸出率分别为82.24%、9.64%。
3、焙砂中ZnO易溶主要表现在浸出率高和浸出速度快两个方面,在硫酸用量足够的情况下,ZnO几乎能被全部浸出(约相当于总Zn的80%),而且在10min以内就能基本完全溶解。
4、从锌焙砂中制备铁酸锌的浸出条件为:锌焙砂50g、酸度160g/L、液固比5:1、浸出温度85℃、浸出时间2h、搅拌速度500rpm。经分析研究,制备所得铁酸锌产品粒度较细、纯度较高,其中Zn、Fe品位分别为24.58%、42.78%,只含有少量Fe3O4、CuMn2O4、Al2Ca等物质。
5、铁酸锌浸出研究结果表明:铁酸锌是典型的难溶物料,在低温低酸条件下基本不溶解,在热酸(95℃、始酸360g/L)长时间(5h)浸出条件下能大量溶解(浸出率为95%);铁酸锌在行星磨中预先活化20min后,浸出率可提高约12%;微波消解浸出、预先高温焙烧浸出、添加助剂浸出等方式不能达到强化铁酸锌浸出的效果。