富锗硫化锌精矿加压浸出—萃取综合回收锗的工艺研究

论文摘要

作为稀散金属锗因其独特的物理和化学性能,广泛应用于高科技领域。目前,锗的回收主要来自锌冶炼工业,但长期的生产实践表明,常规的锌冶炼过程中,锗回收的流程长,回收率低且环境污染较大。为提高锗的回收率,减少锗回收过程中的环境污染,促进锗冶金的长期健康发展,研究开发新的锗回收工艺具有重要意义。富锗硫化锌精矿以锌为主,伴生有价金属锗,其品味在110g/t左右。针对此矿,本文采用加压浸出技术处理富锗硫化锌精矿、萃取提锗的工艺研究,从源头解决流程中各种锌原料及渣的工艺衔接,杜绝酸浸渣的堆存,提高锌、锗的直收率。本文在参阅大量硫化锌精矿冶炼和提取锗工艺及其相关材料的基础上,分析了国内外锗冶炼和萃取回收锗的研究现状以及富锗硫化锌精矿加压浸出过程的热力学和动力学基础,以及锗萃取过程的理论基础。对富锗硫化锌精矿进行了加压浸出小型试验以及从浸出液中萃取提锗的小型试验和扩大试验研究。加压浸出在温度为150℃,氧分压为1.2MPa,精矿粒度45μm,酸锌摩尔比为1.5,浸出时间为120min,锌的浸出率在99%以上,锗的浸出率在90%以上。浸出溶液在温度为70℃--80℃的时候加入絮凝剂明胶300mg/L,絮凝1小时,脱硅效果能满足萃取的要求。选用代号为7815的螯合型萃取剂,改制剂T试剂,煤油为稀释剂,确定了从浸出液中萃取回收锗的最佳工艺条件是：25%7815+5%改制剂＋70%磺化煤油,水相和有机相的体积比为5：1,锗的一级萃取率为97%,萃取剂选择性好,不萃取锌,实现了锌-锗的完全分离。用3mol/LNaOH作反萃剂,有机相和水相的体积比为1：3,锗的一级反萃率达99.4%。通过对锗提取方法的研究,提出了一种从富锗硫化锌精矿中回收锗的新工艺流程。实验证明新工艺锗的浸出率高、萃取率高,对整个锗回收流程适应性好,环境友好、锗回收率高、流程简化的特点有望取代传统的提锗工艺。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 锗及其化合物的物理与化学性质
• 1.1.1 锗的物理性质
• 1.1.2 锗的化学性质
• 1.1.3 锗的主要化合物及其性质
• 1.2 锗及其化合物的用途
• 1.3 锗的资源
• 1.4 锗的提取冶金现状和发展动态
• 1.4.1 锗的提取冶金现状
• 1.4.2 锗的提取冶金发展动态
• 1.5 锗在处理硫化锌精矿过程中的行为
• 1.6 目前富锗硫化锌精矿冶炼流程
• 1.7 本课题研究的意义和内容
• 1.7.1 研究的意义
• 1.7.2 研究的内容
• 第二章 基础理论
• 2.1 富锗硫化锌精矿加压浸出过程热力学分析
• 2O系E-pH图'>2.1.1 ZnS-H₂O系E-pH图
• 2.1.2 锗-水系的E-pH图
• 2.2 萃取有关的基础理论
• 2.2.1 萃取的原理
• 2.2.2 萃取工艺过程
• 2.2.3 萃取体系
• 2.2.4 7815萃取剂的性能
• 第三章 试验原料及分析方法
• 3.1 试验用原料及其性质
• 3.2 试验药品
• 3.3 试验所用仪器
• 3.4 试验分析检测方法及数据处理
• 3.4.1 液相中Ge含量的测定
• 3.4.2 数据处理
• 第四章 加压浸出试验研究
• 4.1 加压浸出单因素条件试验结果及分析
• 4.1.1 精矿粒度对锌、锗浸出率的影响
• 4.1.2 浸出时间对锌、锗浸出率的影响
• 4.1.3 浸出温度对锌、锗浸出率的影响
• 4.1.4 浸出酸度对锌、锗浸出率的影响
• 4.1.5 搅拌速度对锌、锗浸出率的影响
• 4.1.6 氧分压对锌、锗浸出率的影响
• 4.2 浸出技术条件确定及验证
• 第五章 溶剂萃取法分离富集锗的工艺研究
• 5.1 浸出液的预处理
• 5.1.1 中和沉锗
• 5.1.2 浸出液中硅的脱除
• 5.2 试验结果与讨论
• 5.2.1 酸度对锗的萃取率的影响
• 5.2.2 料液温度对锗萃取率影响
• 5.2.3 萃取剂浓度对锗萃取率的影响
• 5.2.4 相比对锗的萃取率的影响
• 5.2.5 振荡时间对锗的萃取率的影响
• 5.2.6 添加剂对锗萃取率的影响
• 5.2.7 锗的反萃及有机相再生
• 5.3 萃取扩大试验及结果
• 5.3.1 萃取扩大工艺流程图及工艺参数
• 5.3.2 萃取扩试试验结果及分析
• 5.3.3 反萃液中和沉锗
• 5.4 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录