低品位氧化锌矿浸出萃取工艺基础研究

论文摘要

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已成为一项重要课题。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—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P204）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。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 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