压力场下纯硅锌矿高温酸转化研究

摘要

传统湿法冶金在处理高硅氧化锌矿时,矿物中硅的溶出容易形成胶状硅,从而增加了矿浆分离的难度,而压力场下高硅锌矿中的酸溶硅可有效转化为易于过滤沉降的二氧化硅沉淀物,从而避免了常规酸浸工艺中硅胶带来的矿浆过滤性能差的问题。本实验采用晶体结构良好且纯度高的纯硅锌矿样进行压力场下的高温酸转化实验研究,考察了各单因素的影响,酸度和粒度的优化有利于改善纯硅锌矿的加压酸浸反应,提高锌的浸出率,提高温度有利于改善矿浆的过滤性能,液固比偏低严重影响锌的浸出率,偏高严重影响矿浆的过滤性能。高温酸性环境中纯硅锌矿的溶解反应非常迅速,在釜内压力1.2 MPa,液固比20∶1,温度393 K,硫酸浓度0.38 mol·L^(-1),平均粒径55μm,搅拌转速600r·min-1,浸出时间16 min的条件下,矿物中锌的浸出率达90%以上,同时通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)以及扫描电子显微镜-能量散射光谱(SEM-EDS)检测手段,验证了渣相中的硅形成了晶型方英石沉淀,在矿物表面形成了不溶性外壳,从而阻碍了反应的进一步进行,实现了矿物中有价金属的选择性浸出并使硅以沉淀形式截留于浸出渣中。