碱性Ida2--Glu2-H2O体系处理低品位氧化锌矿的研究

摘要

随着易选冶的硫化锌矿资源的日益枯竭,难选冶的低品位氧化锌矿的利用愈显重要。本文研究了采用碱性Ida2--Glu2-H2O(Ida2-为亚氨基二乙酸根、Glu2-为谷氨酸根)体系处理低品位高碱性脉石型氧化锌矿,该工艺能有效避免碱性脉石对氧化锌矿处理的不利影响。论文的主要研究内容和结果如下:
　　 采用pH电位法测定了25℃、40℃、55℃、70℃、I=0.1条件下ida2-的加质子常数、Zn2+-Ida2-配合反应的逐级稳定常数、Glu2-的加质子常数、Zn2+-Glu2-的逐级稳定常数以及Zn2+-Ida2--Glu2-在以Ida2-为第一配体、Glu2-为第二配体,且TIda:TZn=1时体系的稳定常数lgKznIdaGlu。
　　 研究了采用碱性Ida2-Glu2--H2O混配体系处理氧化锌矿的工艺条件,确定在最佳实验条件为pH=9、反应温度85℃、反应时间为2h、液固比为5:1、亚氨基二乙酸浓度0.7mol·L-1、谷氨酸钠浓度0.4mol·L-1,浸出总锌含量为7.72％的氧化锌矿,氧化锌矿中总锌的浸出率为72.1％,浸出液中锌的浓度为9.42g·L-1。浸出液采用锌粉置换净化除杂,最佳净化条件为:锌粉加入量为3g·L-1、净化时间为60min、净化温度为25℃,此时浸出液中Cd、Pb的浓度分别为0.3mg·L-1、2mg·L-1。
　　 开展了直接从浸出液中沉锌的工艺研究。采用磷酸沉锌,在反应温度25℃、反应时间为60min、加入磷酸的量为2ml的最佳条件下,从浸出液中沉淀出磷酸锌钠,沉锌率达到96.6％。采用NaOH调节溶液的pH值,能够把溶液中的锌以氧化锌的形式沉淀出来,在pH为12.5、温度为80℃、反应时间为60min条件下,沉锌率为90.6％。探索了以CaO调节溶液的pH值沉锌,沉锌后的母液用二氧化碳把溶液中过高的钙离子以碳酸钙形式沉淀后返回浸出氧化锌矿。

目录

文摘

英文文摘

第一章 文献综述

1.1 锌的性质和用途

1.2 锌矿资源

1.3 亚氨基二乙酸的性质和用途

1.3.1 亚氨基二乙酸的物理性质

1.3.2 亚氨基二乙酸的化学性质

1.3.3 亚氨基二乙酸的用途

1.4 谷氨酸钠的性质和用途

1.4.1 谷氨酸钠的物理性质

1.4.2 谷氨酸钠的化学性质

1.4.3 谷氨酸钠的用途

1.5 锌的冶炼方法

1.5.1 火法炼锌

1.5.2 湿法炼锌

1.6 氧化锌矿的处理工艺

1.6.1 氧化锌矿选矿工艺

1.6.2 氧化锌矿的火法处理工艺

1.6.3 氧化锌矿的湿法处理工艺

1.7 配合物稳定常数测定

1.7.1 电化学法

1.7.3 相平衡法

1.7.4 吸光光度法

1.8 本课题的提出和意义

第二章 实验

2.1 冶金工艺研究

2.1.1 试剂

2.1.2 原料

2.1.3 实验仪器

2.1.4 实验方法

2.1.5 分析与检测

2.2 测定稳定常数

2.2.1 溶液配制

2.2.2 实验方法

2.2.3 Zn2+-Glu2--H2O体系稳定常数测定

2.2.4 Zn2+-Ida2--H2O体系稳定常数测定

2.2.5 Zn2+-Ida2--Glu2--H2O体系稳定常数测定

第三章 Zn2+-Ida2--Glu2--H2O体系配合物稳定常数的测定

3.1 pH电位法测定稳定常数

3.1.1 生成函数

3.1.2 生成函数半整数法

3.1.3 三元体系中的配位平衡及相应的平衡常数

3.2 滴定曲线

3.2.1 Zn2+-Glu2--H2O体系

3.2.2 Zn2+-Ida2--H2O体系

3.3 配体加质子常数

3.3.1 Zn2+-Glu2--H2O体系

3.3.2 Zn2+-Ida2--H2O体系

3.4 Zn2+-Ida2--Glu2--H2O体系二元和三元配合物逐级稳定常数

3.4.1 Zn2+-Glu2--H2O体系配合物逐级稳定常数

3.4.2 Zn2+-Ida2--H2O体系配合物逐级稳定常数

3.4.3 Zn2+-Ida2--Glu2--H2O体系三元配合物逐级稳定常数

3.5 本章小结

第四章 碱性ida2--Glu2--H2O体系浸出氧化锌矿的工艺研究

4.1 各种因素对低品位氧化锌矿浸出率的影响

4.1.1 浸出剂浓度对锌浸出率的影响

4.1.2 反应时间对锌浸出率的影响

4.1.3 液固比对锌浸出率的影响

4.1.4 反应温度对锌浸出率的影响

4.1.5 pH值对锌浸出率的影响

4.2 综合浸出实验

4.3 浸出液的净化

4.3.1 锌粉用量对净化效果的影响

4.3.2 净化时间对净化效果的影响

4.3.3 温度对净化效果的影响

4.4 本章小结

第五章 从浸出液中提取锌的工艺研究

5.1 磷酸直接沉锌工艺

5.1.1 探索实验

5.1.2 各种因素对磷酸沉锌效果的影响

5.2 调节pH值直接沉锌

5.2.1 探索实验

5.2.2 pH值对沉锌效果的影响

5.2.3 反应温度对沉锌效果的影响

5.2.4 反应时间对沉锌效果的影响

5.2.4 氧化钙调节pH值沉锌

5.3 本章小结

第六章 结论与建议

6.1 结论

6.2 建议

参考文献

致谢

攻读学位期间的主要研究成果