氧化锌矿水热硫化转化研究

论文摘要

金属锌被称为“现代工业的保护剂”,是国民经济发展过程中不可缺少的战略金属。硫化锌矿是提取金属锌的主要原料,硫化锌矿的可浮选性好,其冶炼工艺也比较成熟,但随着这种矿产资源的开发利用,提取金属锌的硫化矿矿石日趋减少,因此氧化锌矿的开发和利用具有重大意义。我国的氧化锌矿资源十分丰富,广泛分布于云南、广西、辽宁、甘肃、四川、青海和内蒙古等地。由于氧化锌矿本身的特点,采用常规浮选工艺进行富集时,导致浮选药剂选择性差,试剂消耗量大,浮选回收率低,国内氧化锌矿浮选回收率仅为50-60%。不经选矿而直接用火法冶金或湿法冶金方法处理低品位氧化锌矿时,由于技术或经济上可行性差,未能普遍投入工业应用,从而使大量的低品位氧化锌矿难以有效开发利用。因此,如何从根本上改变氧化锌矿的性质,增大有用矿物与脉石性质差异,是改变氧化锌矿的可浮性、提高氧化锌矿资源综合利用率的关键因素。本文以两种不同类型的氧化锌矿（硅酸盐类氧化锌矿和碳酸盐类氧化锌矿）为原料,采用水热硫化技术对两种不同类型的氧化锌矿进行硫化处理,使难以浮选的锌氧化矿硫化转化为硫化矿,转化产物经锌硫化矿常规浮选工艺富集后便得工业处理品位的硫化锌精矿。首先利用化学元素分析、化学物相分析、扫描电镜以及XRD分析等检测手段对两种氧化锌矿进行了矿物学研究。在此基础上开展了两种不同类型氧化锌矿的水热硫化转化实验,实验分别考察了硫化时间、硫化温度、矿物粒度以及元素硫用量对两种不同类型的氧化锌矿硫化转化的影响。实验结果表明在硫化温度200℃,硫化时间240min,元素硫摩尔倍数为1.5条件下硅酸盐类氧化锌矿中锌的硫化转化率可达78%,原矿中的异极矿和硅酸锌等锌的硅酸盐矿物不同程度地被硫化转化为硫化锌；而在硫化温度180℃,硫化时间240min,元素硫摩尔倍数为1.5时,碳酸盐类氧化锌矿中锌的硫化转化率可达63%,硫化产物分析检测结果表明菱锌矿由表及里逐步转化为硫化锌,并且温度是影响氧化锌矿发生硫化转变的主要因素,适当提高硫化温度有利于硅酸盐类氧化锌矿的硫化转化率。氧化锌矿水热硫化过程中原矿中的有价金属矿物如异极矿、硅酸锌、菱锌矿等矿物颗粒表面乃至整个颗粒内部转变成新生的硫化锌矿物,而原矿中的硅、钙、镁等脉石矿物不会发生反应,从而增大了有用矿物与脉石成分之间的性质差异,进而达到有用成分与脉石成分高效分离的目的,大大增强了氧化锌矿物的可浮性。因此,元素硫水热硫化法是氧化锌矿浮选预硫化的有效方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 氧化锌矿概述
• 1.1.1 氧化锌矿资源状况
• 1.1.2 氧化锌矿矿床成因
• 1.1.3 氧化锌矿分类及主要矿物
• 1.2 氧化锌矿的生产现状
• 1.2.1 氧化锌矿火法处理工艺
• 1.2.2 氧化锌矿的湿法处理工艺
• 1.2.3 氧化锌矿的选矿-浮选
• 1.2.4 其他工艺
• 1.3 选题的思路
• 第二章 氧化锌矿水热硫化原理
• 2.1 元素硫歧化反应机理
• 2.2 元素硫歧化反应的应用
• 2.2.1 红土镍矿水热硫化
• 2.2.2 氧化铜矿水热硫化
• 2.2.3 金矿的水热硫化浸出
• 2.3 氧化锌矿水热硫化原理
• 2.4 氧化锌矿水热硫化热力学分析
• 2.4.1 热力学原理
• 2.4.2 氧化锌矿水热硫化热力学计算
• 第三章 实验原料及研究方法
• 3.1 实验原料
• 3.1.1 硅酸盐类氧化锌矿矿物学研究
• 3.1.2 碳酸盐类氧化锌矿矿物学研究
• 3.2 实验化学试剂
• 3.3 实验设备及方法
• 3.3.1 试验设备
• 3.3.2 试验方法
• 3.3.3 工艺流程图
• 第四章 实验结果与讨论
• 4.1 硅酸盐类氧化锌矿水热硫化实验研究
• 4.1.1 硫磺用量的影响
• 4.1.2 硫化时间的影响
• 4.1.3 硫化温度的影响
• 4.1.4 矿物粒度的影响
• 4.1.5 综合实验
• 4.1.6 本章小结
• 4.2 碳酸盐类氧化锌矿水热硫化实验研究
• 4.2.1 反应时间的影响
• 4.2.2 硫磺用量的影响
• 4.2.3 硫化温度的影响
• 4.2.4 矿物粒度的影响
• 4.2.5 综合实验
• 4.2.6 本章小结
• 第五章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 攻读学位期间发表论文情况
• 附录B 攻读硕士学位期间参加的项目