低品位氧化锌矿浸出萃取工艺基础研究

摘要

随着国民经济的发展，易选硫化锌矿和高品位氧化锌矿的逐年消耗，低品位锌矿资源逐渐成为锌冶炼的重要原料，对其进行经济合理的利用己成为一项重要课题。本文针对广西低品位氧化锌矿矿石，从热力学、动力学方面对锌的分离、富集进行理论分析，提出直接浸出一萃取工艺的原则流程，进行浸出与萃取的工艺试验研究。论文的主要研究内容和结果如下： 本文对搅拌浸出和堆浸法进行了对比。搅拌浸出试验研究表明，硫酸用量和液固比是影响锌浸出率的主要因素，随硫酸用量的增加和液固比的提高，锌浸出率提高；加酸方式、搅拌强度、浸出时间、粒度、反应温度等因素对矿石的浸出也有一定影响。在适宜条件下，锌的搅拌浸出率可达99.02％；柱浸9周试验结果表明，锌的浸出率达86.03％。与搅拌浸出相比，虽然堆浸周期较长，但有杂质浸出率低和酸耗少等优点，适宜处理低品位氧化锌矿。浸出过程热力学分析表明，氧化锌的酸浸反应属放热反应，酸浸反应平衡数(25℃)为1.2×1011，具有很大的热力学推动力。动力学研究结果显示，该浸出过程属于未反应收缩核模型，由扩散过程控制。 锌萃取条件试验及串级试验表明，以磷酸二(-2-乙基己基)酯(D2EHPA或P2O4)为萃取剂，260号煤油作稀释剂研究锌溶剂萃取，在萃取剂浓度为20％，相比O/A为3:2，萃取10分钟，萃取强度200r/min，静置分层10分钟时，锌的萃取率可达38.19％；采用三级逆流萃取，锌的萃取率可达98.83％。硫酸可选择性地将有机相中的锌反萃下来，从而实现锌铁分离，富集得到合格的电积液。

目录

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第一章文献综述

1.1概述

1.1.1锌的性质及用途

1.1.2锌的矿物

1.1.3锌矿资源的特点

1.2锌冶金工艺概述

1.2.1锌冶炼发展

1.2.2火法炼锌

1.2.3湿法炼锌

1.3锌溶剂萃取技术

1.3.1常用锌萃取剂

1.3.2溶剂萃取在湿法冶金的发展及应用

1.3.3锌溶剂萃取研究及其应用意义

1.4本文研究的意义及内容

1.4.1研究的目的及意义

1.4.2研究思路及方案

第二章试验设备及方法

2.1矿样制备及性质

2.1.1矿石性质

2.1.2矿样制备

2.2试验材料及分析方法

2.2.1化学试剂

2.2.2试验仪器

2.2.3分析方法

2.3试验方法

2.3.1浸出试验

2.3.2萃取试验

第三章氧化锌矿浸出试验研究

3.1浸出工艺条件试验

3.1.1硫酸用量的影响

3.1.2加酸方式的影响

3.1.3固液比的影响

3.1.4搅拌强度的影响

3.1.5粒度的影响

3.1.6温度的影响

3.2本章小结

第四章浸出机理研究

4.1浸出热力学研究

4.2浸出动力学研究

4.2.1温度条件动力学分析

4.2.2硫酸用量条件动力学分析

4.2.3粒度条件动力学分析

4.3本章小结

第五章氧化锌矿柱浸试验和动力学分析

5.1氧化锌矿柱浸试验

5.1.1柱浸酸度试验

5.1.2柱浸粒度试验

5.2柱浸过程动力学分析

5.3本章小结

第六章锌溶剂萃取工艺研究

6.1 D2EHPA单级萃锌试验研究

6.1.1溶液pH的影响

6.1.2萃取剂浓度的影响

6.1.3相比的影响

6.1.4萃取时间的影响

6.1.5萃取强度的影响

6.1.6溶液金属离子浓度的影响

6.1.7水相组分的影响

6.1.8 D2EHPA皂化萃取的影响

6.2 D2EHPA串级萃锌试验研究

6.3反萃条件试验

6.3.1反萃取时间的影响

6.3.2酸度的影响

6.4空载有机相中铁的反萃

6.5串级反萃锌试验研究

6.6本章小结

第七章锌溶剂萃取基础研究

7.1有机相饱和容量的测定

7.2平衡PH的测定

7.3 D2EHPA对金属离子萃取平衡的影响

7.4反萃酸度对锌反萃率的影响

7.5本章小结

第八章结论

参考文献

攻读学位期间主要的研究成果

致谢