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氧化锌矿碱浸出工艺基础理论研究

2020-12-16阅读(164)

氧化锌矿碱浸出工艺基础理论研究

论文摘要

随着我国锌的需求量的增大以及硫化锌矿资源的日趋紧缺,氧化锌矿资源正逐步得到开发和利用。本文针对碱浸氧化锌矿的新工艺,对其做了部分的基础理论研究。具体内容如下：（一）研究了ZnO在不同Na20浓度下的溶解平衡时间,绘制了25℃、50℃、75℃和100℃四个温度下Na2O-ZnO-H2O体系的平衡相图,发现Na2O-ZnO-H2O体系平衡相图包括上升曲线段（左支）、最大溶解度点和下降曲线段（右支）；曲线左支平衡固相是ZnO,右支平衡固相是NaZn（OH）3; Na2O-ZnO-H2O体系在25℃、50℃、75℃和100℃低碱浓度下（Na20%<29%）的氧化锌溶解曲线相差不大,对左支体系进行稀释可以达到分离氧化锌的目的。但在较高碱浓度（Na20%>29%）时,氧化锌的溶解度随温度有较大的区别,可通过降温来实现NaZn（OH）3的提取分离。（二）研究发现100℃Na2O-ZnO-H2O体系在高碱浓度（Na20%>29%）下降温过程中析出针状NaZn（OH）3晶体；同一体系随着降温速度增加,其析晶速率增大,达到平衡需要的时间越短；降温速度越大,降到同一温度时析晶率越低；同一体系,不同降温速度达到最终温度足够长时间析晶率相等；通过四种降温速度作了非等温结晶实验,并用动力学结晶模型对其进行表征,得到三种动力学方程的参数,发现Avrami和R-t关系法适合描述非等温结晶动力学,Ozawa方程也可以得出比较好的线性关系,但不适用于描述Na2O-ZnO-H2O体系的非等温结晶动力学。（三）对Na2O-ZnO-H2O平衡体系（Na2O浓度小于29%）用水进行稀释,析出棒状的ZnO晶体；稀释倍数增大时,ZnO晶体变细,ZnO的析出率增大,而且随着稀释倍数的增大,析出率增大的幅度减少；稀释温度越高,ZnO晶体越粗,析出速度越大。（四）研究了Na2O-ZnO-H2O体系中分别添加Si02和CaO后对体系平衡的影响,发现Na2O-ZnO-SiO2-H2O体系的ZnO的最大溶解度点随着n（Na2O）/n（SiO2）的增大朝更高的Na20浓度和ZnO浓度移动,随着n（Na2O）/n（SiO2）值的增大,对应的平衡相图右支的下降幅度增大；往Na2O-ZnO-H2O体系中加入Ca（OH）2后,氧化锌在Na20浓度小于15%的氢氧化钠溶液中的溶解度降低,且这种差值随着温度的升高而缩小；CaO比Ca（OH）2对饱和锌酸钠溶液中ZnO溶解度影响更大。（五）研究发现添加CaO脱除Na2O-ZnO-SiO2-H2O体系中SiO2的效率随着CaO加入量的增大而提高,但是溶液中锌的损失率也与之俱升,1.5倍理论量的CaO加入量比较合适；CaO的除硅效果受温度影响显著,温度越高脱硅率也越高,且锌的损失率也有所下降。75℃下CaO的除硅率随着时间而迅速提高,在90分钟左右能达到较好的效果。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 目录
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 锌的性质和用途
  • 1.2 锌矿资源概述
  • 1.3 氧化锌矿生产工艺概述
  • 1.3.1 氧化锌矿选矿工艺
  • 1.3.2 氧化锌矿冶炼工艺
  • 1.4 本课题的提出
  • 2O-ZnO-H2O的平衡研究'>第二章 Na2O-ZnO-H2O的平衡研究
  • 2.1 前言
  • 2.2 实验原料
  • 2.3 实验方法、装置以及分析
  • 2.4 结果和讨论
  • 2.4.1 平衡浓度和平衡时间的测定
  • 2O-ZnO-H2O平衡体系相图'>2.4.2 Na2O-ZnO-H2O平衡体系相图
  • 2.4.3 湿渣结点法研究平衡物相
  • 2O-ZnO-H2O体系的氧化锌生产循环构想'>2.4.4 对Na2O-ZnO-H2O体系的氧化锌生产循环构想
  • 2.4.5 与参考文献数据的对比
  • 2.5 本章小结
  • 2O-ZnO-H2O体系析晶过程研究'>第三章 Na2O-ZnO-H2O体系析晶过程研究
  • 3.1 高浓度锌酸钠溶液降温析晶实验
  • 3.1.1 实验方法
  • 3.1.2 分析测定
  • 3.1.3 实验结果与讨论
  • 3.2 锌酸钠溶液稀释析晶实验
  • 3.2.1 实验方法
  • 3.2.2 实验结果与讨论
  • 3.3 本章小结
  • 2对氧化锌在氢氧化钠中溶解的影响'>第四章 Ca/SiO2对氧化锌在氢氧化钠中溶解的影响
  • 4.1 实验
  • 4.1.1 实验原料
  • 4.1.2 实验方法、装置和分析方法
  • 2O-ZnO-SiO2-H2O体系'>4.2 Na2O-ZnO-SiO2-H2O体系
  • 2O）/n（SiO2）对Na2O-ZnO-SiO2-H2O体系的影响'>4.2.1 n（Na2O）/n（SiO2）对Na2O-ZnO-SiO2-H2O体系的影响
  • 2O-ZnO-SiO2-H2O体系的影响'>4.2.2 温度对Na2O-ZnO-SiO2-H2O体系的影响
  • 2O-ZnO-CaO-H2O系'>4.3 Na2O-ZnO-CaO-H2O系
  • 4.3.1 不同钙源对锌酸钠溶液稳定性的影响
  • 2O-ZnO-H2O体系平衡体系溶解度的影响'>4.3.2 不同温度下钙对Na2O-ZnO-H2O体系平衡体系溶解度的影响
  • 4.4 添加CaO脱硅过程的研究
  • 4.4.1 CaO加入量对除硅的影响
  • 4.4.2 反应温度对除硅的影响
  • 4.4.3 反应时间对除硅的影响
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间主要的研究成果

    • 相关论文文献

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