锌焙砂在稀酸中的溶解
2019-02-21 15:27:24
氧化物的酸、碱浸出许多遵守缩短中心模型,一个典型的实例是锌焙砂在稀酸中的溶解。它依据每种参加溶解进程的化学物质的离子扩散系数及离子搬迁率,使用方程式(1)和式(2)进行核算。核算假定溶解速率由传质操控,因此所用的核算进程只能用于不触及化学反响的状况。
(1)
(2)
求解方程(1)和式(2)需求几个边界条件,它们规则了模型中各参数的值,并将各物质的通量经过浸出反响的计量联系相关起来。
关于硫酸浸出体系,核算所用的数据包含H+,HSO4-,SO42-及Zn2+的离子扩散系数和离子搬迁率,下列平衡的平衡常数与活度系数稀酸浸出氧化锌的数学模型核算中所用的传质数据列于下表。物质等效离子电导
Λi0∕(Ω-1·cm2·equ-1)离子扩散系数
D∕(cm2·s-1)离子搬迁率
u∕(cm2·V-1·s-1)H+348.99.3×10-53.6×10-3Zn2+53.87.2×10-65.6×10-4SO42-79.01.0×10-5-8.2×10-4HSO4-100.002.7×10-5-1.6×10-3
几个边界条件为
在固液界面即r=rt时, Ci=Cis (3)
因为浸出进程最慢的过程是经过边界层的传质,能够假定在界面上到达化学平衡,然后得到下列边界条件
(4)
(5)
(6)
式中, 、 、 别离表明反响(a)、(b)(c)的平衡常数;Qa、Qb、Qc别离为用浓度表明时反响(a)、(b)、(c)的平衡常数;γi是物质i的活度系数。
在溶液体相即r=∞, E=0 (7)
Ci=Cib (8)
体相浓度用质量平衡和体相的化学平衡求算
(9)
(10)
(11)
(12)
(13)
式中,[H2SO4]与[ZnSO4]是t时刻硫酸和硫酸锌的净浓度。
计量联系 (14)
硫酸根通量 (15)
数学模型由对每种物质组成的写出的方程式(2),方程式(1)和上面导出的边界条件组成。一旦知道了各物质的通量,就可核算ZnO的溶解速率。
假如半径rt的球形粒子含有Nmol的ZnO,则
(16)
式中,Mw为ZnO的分子量。
因为稳态下边界层内没有物质堆集,一切溶解的锌都必须传递到溶液体相中去。因此,反响速率能够与锌和酸经过边界层传质的速率相关如下
(17)
式中JZn-流离表面的锌的净通量;
JH-流向表面的酸的净通量。
由式(16)和式(17)得出
(18)
方程式(18)用有穷区间法数值积分得到rt对时刻的函数。关于单尺度粒子,rt与反响分数α的联系为
(19)
即为式(20)的缩短粒子模型,r0为固体粒子的初始半径。
(20)
粒子尺度散布的景象可作相似处理,m个初始半径r0k的单尺度分数每个组成总质量的分数wk。浸出的程度分粒级核算
(21)
总的浸出率由下式断定
(22)
为了查验模型及核算的正确性,需求研讨硫化锌精矿的焙砂在硫酸、高氯酸、硝酸和等4种酸中溶解的速率。选定的拌和条件使一切的固体粒子都悬浮且溶解速率与拌和速率无关。在高氯酸及硝酸溶液中试验曲线与模型核算得到的猜测曲线符合杰出,而在硫酸溶液中在浸出率80%曾经符合尚可,这以后的溶解曲线符合不抱负的原因是因为固体粒子的溶解并非如假定的那样均匀并始终保持球形,实际上发现部分浸出的焙砂粒子有大而深的孔。简化的模型没有考虑锌的氯合物的构成合氯离子的吸附,因此不能用来猜测浸出焙砂的溶解速率。而用新近树立的未考虑电搬迁对传质的奉献的模型即便关于0.1mol∕L高氯酸浸出的动力学也严峻违背,反映了电搬迁在传质中不行忽视的效果。
铝青铜的性能用途
2019-05-28 09:05:47
铝青铜可热处理强化,其强度比锡青铜高,抗高温氧化性也较好;有较高的强度杰出的耐磨性用于强度比较高的螺杆、螺帽、铜套、密封环等,和耐磨的零部件,最杰出的特色便是其杰出的耐磨性。为含有铁、锰元素的铝青铜有高的强度和耐磨性,经淬火、回火后可进步硬度,有较好的高温耐蚀性和抗氧化性在大气、淡水和海水中抗蚀性很好,可切削性尚可,可焊接不易纤焊,热态下压力制作杰出。由于含铝量的差异,使得特种铝青铜有着比合金钢更加高的强度和挨近合金钢的硬度,被广泛用于力结构件、传动件等。机械功能铝青铜强度高,耐磨性和耐蚀性好具有杰出的切削磨削功能,可焊接,易热制作成型。应用范围首要用于制作支架、齿轮、轴套、衬套、接收嘴、法兰盘、摇臂、导阀、泵杆、凸轮、固定螺母等高强度和耐磨的结构零件;用于铸造高载荷的齿轮、轴套、船用螺旋桨等。铜带厚度0.052.0铜板厚度0.5120铜管壁厚0.530直径4150铜排最小3*12最大12*170铜棒Φ1.0312特殊规格六角铜棒S880空心黄铜管S2050空心六角铜棒S2050QAl94铝青铜板,耐蚀铝青铜板产品参数产品状况M(软)、Y2(1/2硬)、Y(硬)、T(特硬)等各种状况;可向客户供给棒、板、带、箔规格;可到达SGS绿色环保认证标准,契合RHOS指令;可为客户代工分条、裁板、整平事务欢迎广大客户订货; lvqingtongxingneng红铜年代红铜由硫化物提炼得来
由含钒铀矿提钒工艺实例
2019-02-19 12:00:26
美国科罗拉多的钒铀矿是美国钒的首要来历。前期以出产钒为主,铀是副产品。1943年后调整为以出产铀为主。矿石中的钒除钒钾铀矿(K2O·2UO3·V2O5·3H2O)外,还有钒云母[3(AIV)2O3·K2O·18SiO2·2H2O]及含钙钒酸盐。含U3O8约0.24%~1.23%,V2O5约0.07%~1.16%。矿石可不经焙烧,直接用碱液(Na2CO3、NaHCO3)浸取,可是浸取率低,原因在于钒云母中的钒不溶于碱溶液。为此需在氧化气氛下850℃加碱焙烧,然后再在高压釜中120℃,0.21MPa压力下浸取4~6h。钒、铀的浸取率别离可到达70%~80%、90%~95%。
美国阿特拉斯矿藏公司,选用新工艺处理米维达铀矿,工艺流程如图1所示。图1 阿特拉斯矿藏公司莫亚比铀厂工艺流程
矿石破碎至19mm,依据质料的不同,分酸浸、碱浸两条路线处理。
一、碱浸
参加Na2CO3 50~60g/L,溶液进湿球磨、水力旋流器分级,然后进稠密机。溢流回来,加碱,调理至Na2CO3 50~60g/L,再用于球磨。底流分两组,每组串联7个高压釜浸取,120℃、0.35MPa、6h。排出料浆与进料进行热交换,头两个高压釜用直接蒸汽加热。浸取后的矿浆用鼓式过滤机过滤,残渣送尾矿池。滤液进入4个串联的拌和槽,通蒸汽加热,增加NaOH,生成Na2U2O7沉积,经浓缩过滤,得铀产品。滤液通CO2气后,作为浸取液,送往提钒车间。
二、酸浸
将矿石与水在湿球磨及分级机中细磨,液固比5/1,进浮选槽回收得铜精矿。浮选后进入一段浸取槽。浸取后进入水力旋流器分级。溢流经弄清、过滤得清液。底流进2级浸取槽,用蒸汽加热,参加H2SO4,逗留21h。排料经耙式分级机,溢流用作一级浸取用液;底流过滤、洗刷后,残渣送尾矿池。1、2级的清液兼并送萃取工序。
三、萃取
萃取液加酸,调pH值至1.0~1.2。送4级混合弄清槽用叔胺先萃取铀。萃取有机相为:
成分 1号柴油 叔胺 异癸醇
% 92.5 5 2.5
萃取后有机相用碳酸钠碱液反萃得铀产品。萃取铀后的萃余水相,参加金属铁粉,使溶液的电动势降至150mV以下,使铁离子悉数还原为二价,部分钒也被还原为四价,以便进步钒的萃取率。加调停pH=2,在5个混合弄清槽中逆流萃取。有机相为
成分 1号柴油 二-2-乙基-乙基磷酸 异癸醇
% 91 6 3
萃钒后的萃余液排入尾矿池。含钒有机相用15%H2O4反萃。反萃液送沉积槽,通蒸汽加热,参加NH4Cl、NH4OH沉钒得钒酸铵。最终将钒酸铵枯燥、熔化成薄片出售。
由钨精矿直接制取碳化钨
2019-03-05 12:01:05
首要分为高温熔体萃取和气体喷入碳化两阶段。
一、高温熔体萃取
将钨精矿(黑钨精矿或白钨精矿与黑钨精矿的混合物)与Na2SiO3、NaCl混合,在1050~1100℃下熔融,并发作以下反响:
所得Na2WO4·8NaCl相与硅酸盐相不互溶,故按密度分层,基层为氯化物-钨酸盐相,上层为硅酸盐相。将两相用倾析法别离后,一般98%~99%的WO3及少数铁锰杂质进入钨酸盐,其典型条件为:
配料:黑钨精矿∶NaCl∶Na2SiO3=33∶47∶20,当以白钨为质料时,一般应加Al2O3和NaF作熔剂,但将白钨与黑钨接1∶3~3∶1份额参加也可防止加熔剂。
温度和保温时刻:1050~1100℃,2h。
氯化物-钨酸盐相成:25%~30% WO3,约0.24% FeO,约0.3% MnO。
硅酸盐相成分:约0.5% WO3,约36%(FeO+MnO)。
二、气体喷入碳化
将氯化物-钨酸盐相补加NaCl调整份额后,在1050~1090℃,通入天然气发作如下反响:得WC,WC先后用10%HCl和3%NaOH洗去杂质。
典型条件为:氯化物-钨酸盐相成分:含25%~30%WO3(即Na2WO4为31.7%~38%)。
反响温度:1050~1070℃。
CH4中碳利用率:2.2%左右(半工业规划数据,下同)。
WO3进入WC的回收率:90%左右。
WC粉总成本:比传统办法少30%左右。
上述碳化产品经磨细后,经65℃下用6mol∕L的浸出3次,以除掉杂质,则所得产品的成分大致为:总碳5.99%~6.14%;游离碳0.06%~008%;S:0.003%~0.014%;O:0.53%~0.55%,Al:0.001%~0.005%;Ca:0.005%~0.01%;Cr:0.05%~0.3%:Cu:0.007%~0.01%;Fe:0.001%~0.05%;Mg:0.001%~0.01%;Mo:0.01%~0.1%;Si:0.001%~0.01%;Ni:0.03%~0.1%,其粒度为1~20μm占85%~90%。
选矿过程由哪些基本作业组成?各有什么目的?
2018-12-12 09:40:07
选矿过程包括三个基本作业:⑴准备作业,包括破碎筛分、磨矿分级,目的是使有用矿物单体解离和满足选别粒度要求;⑵选别作业,目的是将有用矿物与脉石分离,得出产品;⑶脱水作业,目的是脱去产品中的大量水分,以便存放、运输和冶炼。
钨铜使用注意事项
2019-05-27 10:11:36
钨铜运用留意事项; 开封时请承认产品没有短缺、裂缝或其他异常情况。 钨铜比重比钢铁产品大。运用时请充沛留意,防止产品坠落砸伤手或脚。 车床整形制作、磨床制作后的产品外观不相同,属正常幻想。1.切削制作钨铜合金在制造尖角薄壁时可能会因为碰击或过大的制作负荷力而发作短缺。钨铜合金产品在进行通孔钻削时请留意在行将通孔时进给负荷力,防止发作制作短缺。钨铜合金无磁性,精选公司烦请能够客户在作业之前承认产品已固定结实。2.放电制作、线切割制作钨铜产品放电以及线切割速度相对缓慢,属正常现象。钨铜合金归于金属粉末结晶,电镀前处理请防止强酸、强碱性清洁,避免表面金属颗粒掉落影响电镀作用。
先进技术让铝土矿由“贫”变“富”
2019-01-14 11:15:16
高品位铝土矿少、中低品位铝土矿多是制约我国铝工业健康持续发展的一大瓶颈。有没有一种“妙方”让中低品位铝土矿由“贫”变“富”,从而被成功地利用起来呢?中国地质科学院矿产综合利用研究所经过多年的技术攻关,终于把这一梦想变成了现实。 该所在组织实施中低品位矿石利用选矿工艺技术研究项目过程中,以重庆市南川、武隆地区中低品位铝土矿为研究对象,针对这类难利用矿石的性质,进行了工艺矿物学研究和综合利用工艺技术研究。通过试验研究,中国地质科学院矿产综合利用研究所开发出适合该矿石特点的综合利用工艺技术,为这类低品位铝土矿的开发利用提供了技术支撑。 他们通过进行多流程、多方案的筛选试验,采用选择性磨矿-粗细粒分级-正浮选工艺流程,使技术指标达到较佳水平。小型闭路试验获得精矿铝硅比为8.23、回收率达91.42%的技术指标。 该项目推荐选择性磨矿-粗细粒分级-正浮选工艺为适宜于重庆地区中低品位铝土矿选矿的工艺技术方案。该工艺实现了粗粒富集合体的预先回收,通过再磨后的分级工艺,使中、细粒目的矿物充分解离,利用正浮选工艺加强回收细粒级产品,保证了精矿产品的回收率。 据该所课题组技术人员介绍,该技术易于实施,具有设备投资省、流程结构简单、选矿成本低廉、环保经济的特点,可在同类低品位铝土矿矿石的开发利用中推广应用。
由纯钨酸钠溶液转型制备纯钨酸铵溶液
2019-03-05 09:04:34
一、有机溶剂萃取法转型
(一)基本原理
1、莘取剂。钨萃取工艺中,常用的萃取剂主要为有机胺和季铵盐,在有机胺中又分为伯胺、仲胺和叔胺萃取剂。
在胺类萃取系统中,有机相一般由胺、相调节剂和稀释剂组成。作为相调节剂的有醇类、酮类和磷酸三丁酯(TBP),但大都用醇类,作为稀释剂的多用火油。上述三种溶剂的份额视萃取条件而定。某些萃取系统萃钨的功能见表1。
表1 某些萃取剂萃钨的功能注:N235-三烷基胺;N263-季胺盐。
在用有机胺时,先用无机酸(常用H2SO4)与有机相效果,使胺生成胺盐,例如用2~3mol∕L H2SO4效果,则:用H2SO4≥5mol∕L效果时,则:2、萃钨进程。先用无机酸(如H2SO4)将Na2WO4溶液酸化至pH=2.5~3.0,钨以(HW6O21)5-、(H2W12O40)6-、(W12O39)6-等存在。当这些溶液与酸化后的叔胺触摸时,发作阴离子交流萃取反响。
关于叔胺萃钨(Ⅵ)的反响,在不同文献报导中有所不同,即萃合物中萃取剂与钨的摩尔比动摇于1∶3~1∶2之间。因而,有的作者提出了叔胺萃钨的通式,即在Na2WO4溶液pH=1~3条件下,用体积比为:% Alamine336∶癸醇∶火油为7∶7∶86的有机相萃钨(Ⅵ)的通式为:依据Kim等的数据,在此pH值范围内,通式中钨的阴离子为(W12O40H2)6-、(W6O21H)5-(低钨浓度下)和(W12O40)8-。
当Na2WO4溶液中存在着硅、磷、砷和钼时,在溶液pH=2.5~3.0的条件下,它们均与钨生成杂多酸阴离子被叔胺萃取,这样,不只玷污终究钨产品,并且还给萃取作业带来困难。例如杂多酸根(SiW12O40)4-、(PW12O40)3-、(AsW12O40)3-与叔胺生成的萃合物是密度大于1g∕cm3的黏性物质,当沉降到萃取器底部时会阻塞溢流口。因而,当有这些杂质时,先向料液中参加F-离子(以氟盐参加),以生成不被萃取的H2SiF6、HPF6等。
3、反萃进程。为了直接获得(NH4)2WO4溶液,工业上用(或含部分钨酸铵)反萃钨。关于不同的有机相萃合物组成,其反萃的反响别离如下:可见,虽然有机相中萃合物的组成不同,但都是1mol钨耗费2mol氮。所用的浓度一般为3~4mol∕L NH4OH,反萃终了的平衡水相应保持在pH=8.5左右。
(二)工业实践
用叔胺萃钨的准则流程参见图1。图1 从粗Na2WO4溶液制取钨化合物准则流程图
叔胺萃钨工艺中各阶段的条件及目标见表2。
表2 叔胺萃钨工艺中各阶段的技能条件及目标阶段称号技能条件目标各物料组成萃取比较(o∕a)=1,混合2~3min,温度25~40℃,3~5级逆流钨萃取率大于99%,萃余液中低于0.1g∕L WO3①有机相φ∕%:10叔胺+10仲辛醇+80火油,酸度(H2SO4)0.1~0.2mol∕L;
②Na2WO4料液:(WO3)90~100g∕L,pH=2.5~3
③萃取洗剂和反洗剂为纯水;
④酸化剂为(H2SO4)0.1~0.2mol∕L
⑤反萃剂为(NH4OH)3~4mol∕L萃洗比较(o∕a)=4~5,混合2~3min,温度25~40℃,3~5级逆流洗出液中WO3含量低于0.5g∕L反萃取比较(o∕a)=3(未计水相回流),混合10min以上,温度25~40℃,1级箱式回流反萃取率大于99%,反萃液中250~300g∕L WO3反洗比较(o∕a)=4~5,混合2~3min,温度25~40℃,3~5级逆流洗出液中低于0.5g∕L WO3酸化比较(o∕a)=5,混合2~3min,温度25~40℃,2~3级逆流 纳尔契斯克湿法冶金厂用萃取法处理白钨精矿苏镇压煮液的工艺条件、设备及成果如下。
工艺条件:
有机相φ∕%;20叔胺,20异辛醇,60火油;
料液组成/(g·L-1);(WO3)45~55;(Mo)0.03~0.05;(SiO2)0.03~0.06;(F-)0.1;(NaCl)50~60。
设备。萃取和有机相的洗刷在带有分配器的脉冲填料塔中进行,反萃取在混合弄清器中进行。钛材脉冲塔直径1.6m,填料区高10m,有两个弄清区,脉冲频率50次∕min,振幅20min,塔总体积30m3,生产才能按两相总计为50m3/h。脉冲塔中的比较约为1。在塔上部用水洗刷,其比较(o∕a)为(5~10)∶1,从塔出来的富钨有机相流入第二个填料塔(不必脉冲)顶用稳定剂处理,塔直径为1.3m。反萃用的混合弄清器的混合室和弄清室别离为5m3和16m3。反萃后的有机相送至第三个填料塔(不必脉冲)水洗,塔直径为1.6m。
钨和其他成分在流程中的分配见表3。
表3 钨和其他成分在流程中的分配 (g∕L)美国联合碳化物公司用苏镇压煮所得的Na2WO4溶液为55~110g∕L WO3,2.1~4.5g∕L Mo,pH=10.5~11.0。首要除掉钼。除钼后溶液含51. 8g∕L WO3,0.0012g/L Mo,0.75g∕L SiO2。有机相为5(V)%三癸胺-10(V)%十二醇-火油。在混合弄清器中3级逆流萃取。萃取比较O∕A为1,洗刷比较(O∕A)为 1∶0.75。然后用3mol∕L NH4OH反萃钨,比较(O∕A)为1∶(1~1.1)。将反萃液循环至(NH4)2WO4溶液中WO3浓度为225g∕L停止。这时反萃液中含0.4g/L SiO2以上。将溶液在55℃和2.7mol∕L NH4OH条件下弄清约1.5h,使SiO2沉积分出。萃取和反萃取均在50℃下进行。
中科院赵由才等曾研讨用伯胺及磷酸三丁酯(TBP)为萃取剂别离钨酸钠或钼酸钠溶液中的砷、磷、硅杂质,获得较满足的成果,估量被萃取杂质以杂多酸方式进入有机相,有待展开更多的作业。
二、离子交流法转型
乌兹别克斯坦某厂使用活动床经过AH-80П树脂将经典法净化所得的Na2WO4溶液转型为(NH4)2WO4,其准则流程见图2。图2 用AH-80П将Na2WO4溶液转型的流程
—树脂运动道路;----各种溶液运动道路
1-吸附柱;2-洗刷柱;3-解吸柱;4-再生柱:5-交流后液贮槽;
6-中和槽;7-(NH4)2WO4液贮槽;8-中和槽;9-过滤器
Na2WO4溶液含125g∕L WO3;0.01~0.08g∕L Mo;≤0.05g∕L P、As;115~135g∕L NaCl+Na2CO3;pH=2.5~3.0。溶液中钨主要以偏钨酸根离子形状存在。溶液由吸附柱1底部进入,AH-80П树脂(Cl-型)由上部进入吸附柱悬浮在溶液中并缓慢下沉,两者相对运动并进行离子交流进程,树脂与溶液的流比为1∶(4.2~5.0),吸附柱处理才能为0.2~0.45m3/(m2·h)。从吸附柱底部卸出的树脂当密度到达1.36~1.40g/cm3,则阐明已饱满送往洗刷,当密度小于1.36g∕cm3,则回来吸附柱持续吸附。树脂在吸附柱内与溶液触摸时刻达8~12h,交流后液含WO3 0.02g∕L,WO3吸附率达99.95%。饱满WO3的树脂在洗刷柱2内用pH=2的水洗去Na+后。再进入解吸柱3用15%~25%的解吸。解吸液中高浓度部分送蒸腾结晶APT,低浓度部分回来解吸。解吸后的树脂经60~80g∕L HCl再生成Cl-型后,进行再吸附。
依据测定当溶液中WO3浓度为15~20g/L时,AH-80П的全改换容量达1g干树脂吸附1610mg WO3,比经典的人工白钨酸分化再溶的工艺WO3回收率可进步1.3%~1.5%,耗费下降65%~70%,CaCl2耗费下降100%;电能耗费下降30%~40%。
在生产条件下,当用HNO3系统,则树脂亦可用BП-14K型。
三、沉积人工白钨-酸分化法转型
其实质是将净化除杂后的Na2WO4溶液首要参加CaCl2使Na2WO4转化为CaWO4沉积,而Na+留在溶液中,然后完成了Na+与WO42-的别离,反响为:生成的CaWO4(又称人工白钨)再与HCl效果转化为H2WO4,H2WO4进而用NH4OH溶解得(NH4)2WO4溶液。
钨矿物原料的分解—由钨精矿直接制取碳化钨
2019-02-13 10:12:38
首要分为高温熔体萃取和气体喷入碳化两阶段。 A 高温熔体萃取 将钨精矿(黑钨精矿或白钨精矿与黑钨精矿的混合物)与Na2Si03、NaCl混合,在1050~1100℃下熔融,并发作以下反响: 2(Fe、Mn)W04+3Na2Si03+16NaC1====(Na2W04·8NaCl)+Na2(Fe、Mn)2Si309 所得Na2W04·8NaC1相与硅酸盐相不互溶,故按密度分层,基层为氯化物-钨酸盐相,上层为硅酸盐相。将两相用倾析法别离后,一般98%~99%的WO3及少数铁锰杂质进入钨酸盐,其典型条件为: 配料:黑钨精矿NaCl:Na2Si03 =33:47:20,当以白钨为质料时,一般应加A1203和NaF作熔剂,但将白钨与黑钨按1:3~3:1份额参加也可防止加熔剂。 温度和保温时刻:1050~1100℃,2h。 氯化物-钨酸盐相成分:25%~30% WO3,约0.24% FeO,约0.3% MnO。 硅酸盐相成分:约0.5%WO3,约36%(FeO+MnO)。 B 气体喷入碳化 将氯化物-钨酸盐相补加NaCl调整份额后,在1050~1090℃,通入天然气发作如下反响: Na2W04+4CH4 ==== Na20+WC+3C0+8H2 得WC,WC先后用10% HCl和3%NaOH洗去杂质。 典型条件为:氯化物-钨酸盐相成分:含25%~30%W03(即Na2W04为31.7%~38%). 反响温度:1050~1070℃。 CH4中碳利用率:2.2%左右(半工业规划数据,下同)。 W03进入WC的回收率;90%左右。 WC粉总成本:比传统办法少30%左右。 上述碳化产品经磨细后,经65℃下用6mol/L的浸出3次,以除掉杂质,则所得产品的成分大致为:总碳5.99%~6.14%;游离碳0.06%~0.08%;S:0.003%~0.014%;0:0.53%~0.55%,A1:0.001%~0.005%;Ca:0.005%~0.01%;Cr:0.05%~0.3%;Cu:0.007%~0.01%;Fe:0.001%~0.05%;Mg:0.001%~0.01%;Mo:0.01%~0.1%;Si:0.001%~0.01%;Ni:0.03%~0.1%,其粒度为1~20μm占85%~90%。
由含钛高炉渣低温酸碱法制取富钛料
2019-02-27 08:59:29
攀西区域钒钛磁铁矿是国际闻名的多金属共(伴)生矿床,其间,钛资源储量占国际第一位。但到目前为止,矿石中钛资源的使用率却很低,约为15%左右。其首要原因就是原矿中约有50%以上的钛随铁精矿经高炉炼铁后进入炉渣成为含钛高炉渣。这种含钛高炉渣中TiO2含量高达20%~26%。攀钢在1970~1992年出产期间堆置在金沙江岸的西渣场的高炉渣就达3000多万t,若TiO2含量以20%计,仅西渣场的高炉渣中TiO2的含量就高达600多万t,尔后每年新增至少60万tTiO2。据此估量,到目前为止,攀枝花高炉渣中TiO2的总量已近2000万t左右,这无疑是一个巨大的钛资源瑰宝。但它却与高炉渣一同作为工业固体废弃物堆积,不只未能得到使用,还为当地构成极大的环境问题和经济负担。怎么开发使用这种人工二次资源的高钛型高炉渣,尤其是其间的钛资源已成为一个重要的火急课题。
几十年来,人们对高钛型高炉渣的归纳使用,尤其为提取其间的Ti02进行了很多的科学研讨。可是均因技能不可行、工艺进程杂乱、温压等工作条件要求高、设备杂乱、经济本钱过高或环保条件要求等种种原因,至今未能获得有用打破。
本文在分析研讨了含钛高炉渣的化学组成、物相组成、组构特征的基础上,选用实验进程简略、条件温文的二步低温酸碱法,即先酸溶后碱溶的方法,先去除高炉渣中的Ca、Mg、Al、Fe等酸溶性杂质,而Ti和Si则以H4Si04和H2Ti03的方式进入渣中;再经过碱溶去除Si02而得到富钛料。
一、实验
(一)设备与器件
实验设备为自拼装反响设备:ZDHW型调温电热套,JJ-1型守时电动拌和器,DRZ-9调理式测温控制器,6-13型箱式电阻炉,DL一1万用电炉,BS-2245型电子天平,202一OOAB型台式干燥箱,2XZ-1型旋片真空泵,温度计,冷凝管,四口烧瓶等。
(二)质料
实验用质料由攀枝花钢铁研讨院供给的空冷高钛型高炉渣,经破碎、筛分处理、磁选除铁后,再筛分、取粒度-120目(-0.125mm)的筛分样作为反响试样进行实验,其首要化学全分析成果见表1。
表1 含钛高炉渣样的化学组成(质量分数)/%TiO2A1203MgOCaOSiO2TFeV205Mn02P205S23.3511.097.0628.6425.442.820.200.750.0220.12注:数据由国土资源部四川省地勘局华阳检测中心测验分析。
(三)实验原理
1、酸解别离
从表1可知,含钛高炉渣中首要成分为TiO2、Si02、Ca0、Mg0、Al203和Fe203等,在用对含钛型高炉渣进行除杂处理的进程中,经过化学反响,其间的Ca0、Mg0、A1203和Fe203等易与构成强电解质的氯化物而溶解,而硅组分则构成固体沉积完成别离。
由于Ti02为氧化物,其酸、碱性都很弱,对应的钛酸盐和钛盐在必定条件下皆易发作水解,所以Ti02在反响进程中发作的首要化学反响有:
Ti02+4HC1=TiC14+2H20(1)
TiC14+4H20=H4Ti04↓+4HCl(2)
H4Ti04=H2Ti03↓+H20 (3)
故钛在反响进程中终究以白色偏钛酸(H2Ti03)沉积的方式进入滤渣。
由式(1)~(3)可知,欲使钛以钛离子的方式安稳存在于滤液中有必要是在酸性条件下,需求耗费很多的酸,然后构成酸的糟蹋和本钱增高。而式(1)~(3)的总反响式可简写为:
Ti02+H20=H2Ti03↓ (4)
由式(4)可知,Ti02在整个反响进程中能够当作并不需求耗费稀,若将钛富集于滤渣中,就能够在节省很多用酸的一起,到达富集钛的意图。这便是本文研讨的思路之一。
2、碱解别离
上述酸解别离进程得到滤渣的首要成分为钛和硅,其间Si首要以H4Si04的方式存在,其易与NaOH反响生成Na2SiO3。因而,将酸解后得到的渣与NaOH反响,其反响式为:
H4SiO4+2NaOH=Na2SiO3+3H2O (5)
该反响不需求高温条件就可进行,然后完成硅与反响后仍以渣方式存在的钛的别离。
(四)实验进程量取必定体积、指定浓度的参加到四口烧瓶中,翻开冷凝水,开端拌和,加热到指定温度,将称好的反响试样参加四口烧瓶中,进行计时反响,一守时刻后,将反响液过滤,对滤液称量,搜集滤饼。量取必定体积的滤液,选用滴定法别离测定Ca、Mg、Al、Ti的含量。将酸解渣与NaOH溶液依照必定份额参加到四口烧瓶中,翻开冷凝水,开端拌和,加热到指定温度,反响一守时刻后,将反响液过滤,测定滤液中的硅含量,滤渣即为富钛料,工艺流程见图1。
二、成果与评论
(一)酸解反响进程的首要影响要素
酸解反响进程中,影响含钛高炉渣中元素浸出率的要素首要有反响时刻、温度、酸浓度以及酸渣比等。
图2是在酸的开端浓度为6mol/L,100℃条件条件下组分的浸出率与反响时刻的联系。由图2能够看出,反响时刻对含钛高炉渣中各元素浸出率的影响不尽相同。Ti02浸出率随反响时刻的添加而下降,这是由于开端反响时酸的开端浓度较高,生成TiC14的速率快,但跟着反响时刻的延伸,酸的耗费量添加,溶液中酸的浓度下降,导致TiCl4发作水解,溶液中的Ti4+含量下降。当反响4h后,Ti02的浸出率现已很低,只要2.79%左右;而Ca0、Mg0、A1203的浸出率则随时刻的添加而增大,反响达4h时浸出率到达最大。这以后除Mg0的浸出率下降较显着外,A1203和CaO的浸出率改变不显着。图3是反响温度对含钛高炉渣中元素浸出率影响的实验成果。由图3能够看出,温度对高炉渣的反响有较大的影响,跟着温度的升高,CaO、Mg0、A1203的浸出率都增大;而钛的浸出率则随温度的升高先上升后下降,到100℃时其浸出率还不到2%。这是由于在温度较高时,反响生成的TiCl4很多水解生成沉积而进入渣中,使得滤液中的Ti4+含量下降。超越100℃后,温度对反响的影响不大。
图4是酸浓度对元素浸出率影响的实验成果。由图4可知,在酸浓度较低时,反响不充分,而酸浓度增高,会使溶液中的Ti4+含量过高,不利于Ti02与其他杂质组分的别离。因而浓度为5~6mol/L较为适宜,此刻Ti02的浸出率较低,不到3%,而CaO、MgO、A1203的浸出率较高。
依据高炉渣中各组分的含量分析值,假定CaO、MgO、Al203等氧化物与均能彻底反响,能够计算出100g高炉渣需耗费的质量为110g,即理论酸渣比为1.1︰1。而实际上酸渣比会低于这个值。但如果酸渣比太小,CaO、MgO、Al203等浸出率不高。图5为酸渣比对各元素浸出率的影响成果。由图5可知,酸渣比为0.9~1.0之间,CaO、MgO、Al203的浸出率较高,而Ti02的浸出率则随酸渣比的添加而进步。(二)碱溶反响进程的影响要素
经过前述酸解进程处理后别离得到滤渣和滤液。Ca0、Mg0、Al203首要进入滤液,而Ti02和Si02则进入滤渣中,完成了含钛高炉渣中首要杂质组分与Ti02和Si02的别离。再将滤渣与NaOH进行碱溶反响,完成Ti02与SiO2的别离。碱溶反响别离实验中,调查了反响时刻、温度以及碱渣比与组别离离提取率的联系,对滤液测定Si02的浸出率,而对滤渣测定Ti02的百分含量,所得成果别离如图6~8所示。由图6~图8可见,滤渣中的Ti02和Si02的别离提取率均随反响时刻的添加、反响温度的升高和碱渣比的添加而进步。归纳分析其反响条件以反响时刻2h,碱渣比为0.5,温度为100℃为宜。在此条件下,对Ti02和Si02进行别离,可得到富态料含Ti0273%以上,Si02的浸出率在85%左右。
三、结语
(一)选用二步低温酸碱法能够有用地将含钛高炉渣中的首要组分进行别离提取,制备出了Ti02含量达73%以上、可用作钛出产以及其他出产用钛质料的富钛料。
(二)在酸解进程中,适于得到Ti02的浸出率低,而Ca0、Mg0、Al203的浸出率高的较佳反响条件为浓度5~6mol/L,反响时刻4h,酸渣比为0.9~1.0,温度为100℃。在此条件下得到Ca、Mg、Al的浸出率别离为20%、64%和70%左石,而Ti02的浸出率不超越3%。
(三)在碱溶反响进程中,使TiO2和Si02有用别离的较佳条件为反响时刻2h,碱渣比为0.5,反响温度为100℃,此刻可得到含Ti0273%以上的富钛料。
由两种牌号铝材组合的毛坯件有什么缺点?如何处理?
2019-01-15 09:49:20
对一般阳极氧化工艺来说,不同牌号组成的制件仍可正常进行阳极氧化处理,但所获膜层的外观会随各牌号的不同而有所区别,若属于装饰件则事先要向有关人员说明,必要时预先改正。对于以防护为主的则就可以不用考虑这些因素了。 这种工件阳极氧化后会出现双色或三色(三色包括焊条材料)氧化膜。为此,应在设计中提出要求,即用同一牌号材料与焊料,机械加工时不用杂牌铝,这样就可避免上述现象的发生。
铝合金门窗执手的拨叉长度是由什么决定的
2018-12-27 15:51:50
(拨叉执手安装截面图) 每一款拨叉执手的拨叉长度都是可以定制的,长度从十几毫米到几十毫米不等。在使用中拨叉长度取决于开启扇型材,确切的说是取决于传动杆安装的相对位置。 因为拨叉执手是与传动杆配合来完成传动锁闭开启的功能。拨叉执手的U型叉,夹住传动杆中部的拨钉,当转动执手时,会通过拨叉来使传动杆上下平移。完成开启锁闭的工作。
铝合金门窗的隔热效果并不是由其厚薄来决定的
2019-01-09 11:26:44
专家称,铝合金门窗的隔热效果并不是由其厚薄来决定的。 大热天,即便开了空调,室内温度也不能很快降下来。出现这样的情况,可能是你家的铝合金门窗不隔热导致的。 昨日,重庆市质监局发布今年2季度铝合金建筑型材产品质量监督抽查公告。公告显示,涉及九龙坡区、涪陵区、綦江区、万州区、铜梁区、垫江县6个区县的15个批次产品中,共检出2个批次不合格,不合格的原因均与隔热效果有关,即隔热型材的复合性能:纵向抗剪特征值(室温、高温)不达标。 铝合金门窗质量不过关 实验质量优劣影响隔热效果 铝合金隔热型材是目前住宅、写字楼门窗普遍使用的一种材料。不合格的隔热型材对隔热效果影响有多大呢? 实验人员在经过恒温处理至20℃的试验箱内,用两块同样大小的铝合金玻璃窗进行了隔热性能试验。其中一块使用的是纵向抗剪特征值达标的隔热型材,另一块则使用不达标的隔热型材。实验结果显示:给一个空间加热,使用了达标隔热型材的另一个密闭空间温度升高不明显;而使用不达标的隔热型材铝合金玻璃窗时,一个密闭空间升温达到50℃,另一边的温度5分钟后也从20℃升高到了39℃。 调查铝合金越厚越隔热吗 昨日下午,重庆晨报记者走访多家铝合金门窗店发现,市场上销售的铝合金门窗,主要根据铝合金的厚度来定价。 这个说法靠谱吗?市计量质量检测研究院材料中心的专家称,铝合金型材的隔热性能主要取决于型材和隔热材料的连接,以及隔热材料自身质量是否达标。从外观上看,铝合金门窗表面不应有铝屑、毛刺、油斑或其他污迹,装配连接处不应有外溢的胶粘剂。
芬兰由钒钛磁铁矿直接生产五氧化二钒工艺实例
2019-02-20 14:07:07
芬兰劳塔鲁基公司的奥坦马基矿含40%的磁铁矿,含V 0.25%~0.3%。钒存在于钛磁铁矿晶格中。矿石先磁选去掉脉石,然后细磨至0.1~0.2mm,湿式磁选得含钒磁铁矿精矿,成分如下:
成分 V Fe TiO2 SiO2
% 0.65 69.5 1.8 0.5
该流程的特色为用球团矿在竖炉中焙烧。加3%~6%的纯碱制成10~12mm的球团入炉,1200℃逗留约11h。冷却至600~700℃出炉。用水浸36h。钒浸取率大于95%。加Al2(SO4)3除硅,清液加硫酸铵沉淀出。浸取后的球团作为炼铁质料。
木斯塔瓦拉是该公司在1962年发现的新基地,1976年建成投产。矿石含Fe 17%、V 0.2%。其工艺流程基本上与奥坦马基类似。钒的总回收率为77%。沉钒率为99.8%,年产V2O5 3kt。制品成分如下:制品V2O5V2O4Fe2O3SiO2Na2OK2ONH3H2O钒酸铵/%900.60.020.10.10.15.63.2熔片/%926.00.050.150.10.1
湿法炼锌
2019-01-08 09:52:37
用酸性溶液从氧化锌焙砂或其他物料中浸出锌,再用电解沉积技术从锌浸出液中制取金属锌的方法。该法于1916年开始工业应用,至1998年,全世界产锌802万吨中的70%以上是由湿法炼锌工艺所生产,发展很快。中国年产锌万吨以上的湿法炼锌厂有15家,生产能力约为火法炼锌的2倍多,湿法炼锌产量超过100万吨。该工艺包括硫化锌精矿焙烧、锌焙砂浸出、浸出液净化除杂质和锌电解沉积四个主要工序。工艺流程见图1。 1.锌精矿焙烧 用空气或富氧,在高温下使锌精矿中ZnS氧化成ZnO和ZnSO4,同时除去As、Sb、Cd等杂质的一种作业。焙烧产物焙砂,送去浸出锌,烟气或者制硫酸或者生产液态S02-湿法炼锌的精矿焙烧与火法焙烧不同,湿法炼锌焙砂中要求保留1%-2%的硫以SO42-形态存在,以补充锌焙砂浸出时不足的硫酸。而火法炼锌精矿焙烧希望全部ZnS都氧化为ZnO,以提高冶炼回收率。 现代锌精矿焙烧均采用沸腾焙烧炉。焙烧操作条件是:床层温度900-1000℃,线速度0.5-0.6 m/s,床能力5-6.5 t/(m2·d),烟尘率50%-60%。 主要技术经济指标:脱硫率91%-95%,烟气SO2浓度>6.5%,不溶硫<1%。[next] 2.锌焙砂浸出与浸出液净化 焙砂浸出锌由中性浸出和酸性浸出两段组成。一段中性浸出采用废电解液,二段用硫酸作浸出液,酸度30-60 g/L H2SO4,浸出温度65-70℃。浸出液含Zn>120 g/L。影响浸出的因素有浸出温度、搅拌速度、酸浓度、锌焙砂颗粒大小等。ZnO浸出反应为: ZnO+H2SO4====ZnSO4+H2O 为了提高锌焙砂中锌浸出率,采用空气搅拌,以强化浸出过程。使难溶的ZnO.Fe2O3、ZnO.Al2O3及ZnS得以溶解。 工业生产多将若干个搅拌浸出槽连接起来形成浸出设备组合系列,锌焙砂用废电解液浆化成矿浆后在此进行逆流连续浸出。中性浸出段产出的矿浆经浓密分离,上清液送去净化除杂质,合格净化液送电解生产电锌,底流再经酸性浸出段浸出,上清液返回浆化槽,底流过滤,滤饼为弃渣,送渣场。 浸出工序主要指标为:锌焙砂含Zn 47%-57%(可溶Zn>90%),锌浸出率>85%,浸出渣含Zn 18%-20%,浸出渣产率53%。 所得浸出液含锌130-150 g/L,其他杂质为(g/L):Cu 0.2-0.4, Cd 0.5-0.7, Co0.01-0.04,Ni 0.002-0.007,As 0.0002-0.0004,Sb 0.0003-0.0004。这些杂质对锌电积十分有害,电积前必须将其除到允许的浓度。 传统的浸出液净化过程包括两个工序:先加锌粉置换除铜、镉;再加黄药除钴。前者是利用铜与镉的氧化还原标准电位分别为+0.344和-0.40,均较锌-0.762为正的原理,将Cu2+、Cd2+还原成Cu和Cd沉淀除去;后者则是向溶液中加入CuSO4,使Co2+氧化成Co3+,而后加入磺酸盐(2C4H9OCSSK)使和Co3+成钴盐(C4H9OCSS)3Co沉淀除去。 沈阳冶炼厂采用白砷(As2O3)代替黄药除Co,一次净化时浸出液中加入As2O3、锌粉、硫酸铜,同时除去As、Sb、Ni、Cu、Ge,二次净化时浸出液中加KMnO4除Fe,加锌粉除残Cd。经过两次净化,可基本除净有害杂质,电解电流效率可提高到90%。 白砷净化溶液的条件与指标:一次净化,温度60-70℃,白砷、锌粉和硫酸铜的用量分别为0.15 kg/m3、0.5 kg/m3和0.2 kg/m3,终液含Co降到0.002 g/L;二次净化,50-60℃,用空搅拌除铁,净化后溶液含铁 锌电积的主要设备是电解槽,多为钢筋混凝土制成的内衬聚氯乙烯或玻璃钢防腐材料槽,电解槽尺寸为2250mm×850mm×1450mm。铝板阴极,大小为1m×0.7m×4mm,上边焊接铜导电棒,侧边夹绝缘条。阳极用含银1%的铅基合金制成,尺寸稍小于阴极。 锌电沉积的主要技术经济指标为:电解温度40℃,同极中心距60mm,电流密度450A/m2,槽电压3.2-3.4V,电流效率89%,直流电耗3100kWh/t Zn,电解回收率99.3%。 熔铸析出锌片的冶金炉有低频感应炉和反射炉。前者常用的规格有1250 kW,40t容量炉型,工作温度450-500℃,电耗120 kWh/t。后者常见炉床面积7.4m2,容量5 t/炉,以煤或油为燃料。产品锌锭重20-25kg,质量为1#锌国家标准(%):Zn>99.99,Pb<0.005,Fe<0.003,Cu<0.001,杂质总量<0.01。
针铁矿法在湿法冶金中的应用
2019-01-07 17:38:37
利用沉淀针铁矿除铁的技术是由比利时老山公司巴伦厂(Vieille Montagne)首先开发和工业化的,称为VM法。成功地沉淀针铁矿的关键在于维持溶液中Fe3+的低浓度,例如<1kg∕m3,否则在沉淀针铁矿的pH范围(2~3.5)内将得到胶状的Fe(OH)3或碱式硫酸铁 Fe4SO4(OH)10。VM法解决此问题采用的是还原-沉淀法,流程如图1所示,从热酸浸出得到的含100kg∕m3Zn,25~30kg∕m3Fe3+及50~60kg∕m3H2SO4的硫酸锌溶被先经过还原作业,即在沉淀针铁矿前在一个单独的作业中先用锌精矿(ZnS)将溶液中的Fe3+都还原成Fe2+,还原后未反应的ZnS与反应生成的元素硫一同分离出来送回焙烧炉。还原后液再用焙砂ZnO预中和至3~5kg∕m3H2SO4,得到的铁渣返回热酸浸出作业,溶液则送入沉淀反应器。向沉淀器通空气将Fe2+氧化成Fe3+而使之水解沉淀出针铁矿晶体。图1 VM针铁矿法
沉淀针铁矿时需不断在加入焙砂以中和水解反应产生的酸,将pH值控制在适当的范围内,如pH=2~3.5。VM法需要特别注意控制Fe2+的氧化速度,使得溶液中Fe3+的浓度在水解沉淀针铁矿的过程中始终保持在1kg∕m3以内。与黄铁矾法不同的是,针铁矿沉淀时无需提供一价阳离子,而得到的针铁矿渣也不能进行酸洗回收其中由焙砂中和带入的未溶解的锌。为防止这部分锌的损失,一个对策是使用低铁的闪锌矿焙砂作中和剂。
澳大利亚电解锌公司开发的EZ法直接将含Fe3+的待水解液缓缓加入水解沉淀器中,控制水解液Fe3+浓度不超过1kg∕m3从而控制水解,因而EZ法亦称部分分解法。在70~90℃下连续水解沉淀针铁矿,同时不断加入锌焙砂中和因水解产生的酸,维持溶液pH值在2.8以适于水解。
两种针铁矿法相比,沉淀同样数量的铁,VM法水解产生的酸此EZ法少,因而为中和水解的酸需要消耗的锌焙砂也少,随锌焙砂损失的锌电少,除铁的效果也好于EZ法。但VM法涉及先还原后氧化两道工序,比较繁琐。此外,VM法用空气氧化Fe2+的速度较慢,而用别的氧化剂则成本高。
与黄铁矾法相比,针铁矿法不需要硫酸根和碱金属,可应用于任何酸浸体系,包括氯化物体系和硝酸盐体系,除铁的效果也更好(从30kg∕m3到小于1kg·kg∕m3),但针铁矿对酸的稳定性较差,沉淀中未溶解的铁酸锌不能如黄铁矾法那样用酸洗来回收。
浸出及浸出率
2019-01-04 15:47:49
浸出,是湿法冶金中的一个过程。所谓浸出,就是将固体物料(例如矿石、精矿、熔砂或其他半成品)加入液体溶剂内,让固体物料中的一种或几种有价金属溶解于液体溶剂中,以便下一步从溶液中提取出有价金属。
例如湿法炼锌中的浸出过程,就是采用稀硫酸溶液或来自电解车间的废电解液作溶剂,对锌焙砂进行浸出,使焙砂中的锌溶解于硫酸溶液中,浸出过程一般是在常温常压下进行的,但为了使浸出过程得到强化,也常常使用高温高压浸出。
浸出的目的,在于使所有要提取的金属尽量溶解于溶剂中,而杂质则溶解得越少越好,不管选择什么样的溶剂,所要提取的金属总是难得100%都溶解。
同样,所含杂质也总要溶解一些,为了表示某一物质被浸出的程度,常用浸出率来表示。
浸出率,就是该物质被浸出的百分率。例如,锌焙砂浸出时,如果被浸出锌占焙砂中的锌的80%,则锌的浸出率为80%。
雾化热解法制备活性氧化锌
2019-02-11 14:05:30
超细氧化锌是一种近年来开展的新式高功用无机产品,它具有了其本体块状物料所无法比拟的优异功能。现在氧化锌的制备办法首要有:直接沉淀法、均相沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法、水热法、醇盐水解法、溶剂蒸腾法等。
雾化热解进程作为一种新式的超细粒子制备技能,遭到材料、化学工程、气溶胶、超导等范畴研究人员的广泛重视。本文以锌焙砂为质料,用NH3-NH4·HCO3-H2O系统作为浸出剂,经浸出-雾化热解-锻烧制取活性氧化锌。
一、实验
(一)实验原理
锌焙砂的首要成分为ZnO,并伴有少数的ZnSO4、ZnO·SiO2、ZnO·Fe2O3及ZnS,在性系统中浸出时,锌焙砂中Cu、Ni、Cd、Co等杂质元素也生成合作物进入溶液,ZnO·SiO2、ZnO·Fe2O3及ZnS等不溶解,残留在渣中。
在净化进程中,因系统呈弱碱性,Cu、Ni、Cd、Co等杂质均易被锌粉置换除掉,净化后液选用并流式离心雾化枯燥器雾化枯燥,溶液通过高速旋转的离心盘雾化成微米级液滴,当即与热风触摸,在枯燥器中呈螺线型运动,而且随同枯炎热分化进程。雾化后的每一个球形液滴能够作为一个反响器,其阅历三个阶段,首要因为NH3蒸腾温度低,在高温下NH3敏捷蒸腾,导致溶液中[Zn(NH3)m]2+合作物失去平衡,分出碱式碳酸锌前躯体,此阶段相当于蒸进程;第二阶段为水的蒸腾,粒子表面的水蒸气分压远大于空气中的水蒸气分压,枯燥进程持续进行,分压差为枯燥进程的推动力;第三阶段为降速阶段,粒子表面的水蒸气分压等于空气中的水蒸气分压,两者之间的分压差等于零,不再进行枯燥,可是此刻物料分化敏捷,而得到高活性氧化锌。
因碱式碳酸锌分化不彻底,将前躯体在马弗炉中锻烧,锻烧温度300~600℃,锻烧时刻30~60min,而得到高活性氧化锌。
(二)试剂及试料
(25%~28%)、碳酸氢铵,分析纯;实验质料取自江西某炼锌厂的锌焙砂,其化学成分(%):Zn 53.17、S 2.58、Cu 1.03、Pb 1.48、Cd 0.09、Fe13.06、As 0.24、Sb 0.08。
(三)实验装置
浸出实验在1 L圆底三口烧瓶中进行,选用恒温磁力拌和器坚持稳定的反响温度,操控温度差错士1℃,拌和速度为450 r/mine
(四)实验及分析办法
每次取40 g氧化锌焙砂,按必定的液固比参加配好的及碳酸氢铵混合液,通过必定时刻的浸出后过滤,用EDTA滴定法分析滤液中Zn的浓度,核算Zn的浸出率。锌粉置换除杂反响所用锌粉粒度为145~175μm,在快速拌和下缓慢参加。净化液通过滤后在离心喷雾枯燥器中雾化、枯燥、分化得到中间产品,最终在马弗炉中煅烧得到活性氧化锌。以SEM、XRD等分析手法分析产品的粉体结构、描摹特征。
二、成果与评论
(一)浸出
1、 NH3/NH4+对Zn浸出率的影响
在总浓度8mol/L,液固比8∶1,温度35℃、时刻lh的条件下,调查NH3/NH4+对Zn浸出进程的影响,成果见图1。从图1可知,NH3/NH4+对Zn浸出率的影响显着,当NH3/NH4+从1∶1添加到2.5∶1时,Zn浸出率显着进步,通过预订的浸出时刻,Zn浸出率由75.96%添加到82.56%,当铵比持续增大,Zn浸出率缓慢下降。其原因首要是因为NH3/NH4+的改变,引起浸出液pH的改变,依据Zn浸出电位-pH图,pH的巨细直接影响ZnO的浸出进程,在NH3/NH4+=2.5∶1时,浸出液pH=12。因而断定浸出液NH3/NH4+=2.5∶1。图1 铵比对Zn浸出率的影响
2、液固比对Zn浸出率的影响
在总浓度8 mol/L、NH3/NH4+=2.5∶1、温度35℃,时刻1h的条件下,调查液固比对Zn浸出进程的影响,成果如图2所示。从图2可看出,液固比对Zn浸出率的影响非常显着,当液固比低于8∶1时,跟着液固比的添加,Zn浸出率显着添加;可是当液固比大于8∶1后,Zn浸出率改变不大。因而断定液固比为8∶1。图2 液固比对Zn浸出率的影响
3、总浓度对Zn浸出率的影响
在液固比=8∶1、NH3/NH4+=2.5∶1、温度35℃、时刻1h的条件下,调查总浓度对Zn浸出进程的影响,成果如图3所示。从图3可看出,总浓度对Zn浸出率的影响显着,当总浓度小于8 mol/L时,跟着总浓度的添加,Zn浸出率显着进步;可是总浓度大于8mol/L后,Zn浸出率改变不大。因而断定总浓度为8mol/L。图3 总浓度对Zn浸出率的影响
4、浸出时刻对Zn浸出率的影响
在总浓度8mol/L、NH3/NH4+=2.5∶1、液固比=8∶1、温度为35℃的条件下,调查浸出时刻对Zn浸出进程的影响,成果如图4所示。从图4可看出,浸出时刻对Zn浸出率的影响显着。在NH3-NH4·HCO3-H2O系统中,Zn浸出反响敏捷,在浸出时刻为10min时,Zn浸出率就到达72.28%,而且跟着时刻连续,浸出率快速进步,浸出40min时,Zn浸出率到达82%。当浸出时刻到60min,Zn浸出率到达82.34%,可浸Zn根本浸出彻底。
5、浸出归纳条件实验
依据以上实验成果,断定最佳浸出的归纳条件为:总浓度8 mol/L、NH3/NH4+=2.5∶1、液固比=8∶1,时刻1h。浸出液锌含量为54.34g/L,浸出率为82.56%,首要杂质元素含量(mg/L):Cu250、Pb 25.1、Co 0.52、Cd 31.6、Fe 3.3、As 0.43、Sb 0.15。按可溶性的氧化锌、硫酸锌核算,可溶锌浸出率大于97%。形成浸出率低的原因是焙砂中铁酸锌、硅酸锌含量较高。浸出液进行二次浸出,锌含量可到达97.62 g/L。图4 浸出时刻对Zn浸出率的影响
(二)净化
由上述成果可知浸出液中Cu、Ni、Cd、Co等杂质元素含量较高,本实验选用锌粉置换法除掉这些杂质,净化实验在高拌和强度下进行,选用的锌粉粒度为145~175μm,温度操控在50℃左右,反响时刻1h。在此条件下,溶液中Cu、Cd、Co、Fe等杂质均可被置换除掉,净化后液杂质元素含量(mg/L):Cu 0.32、Pb 0.79、Co 0.02、Cd 0.68、Fe 1.3、As0.06、Sb 0.0。Cu净化率到达99.87%,一起Co净化率为96.15%,净化后液中Fe含量为1.3 mg/L,
到达净化要求。
(三)雾化分化
雾化分化在并流式离心喷雾枯燥器中进行,溶液通过蠕动泵泵入雾化器中,经高速离心效果,将机械能转化成细微雾滴的表面能,而且在极短的时刻内完结蒸腾、水蒸腾、碱式碳酸锌的分出及分化进程。溶液的黏度及表面张力对雾化起阻止效果,其首要由物料的性质及组成操控。
雾化热解进程在人口温度为340℃,出口温度180℃以上,雾化转速为400n/s,进料速度为60mL/min;料液浓度为100g/L的条件下进行,产品进行SEM分析,成果如图5所示。从图5可看出,大部分为长度不大于2μm的针状物,其为前期跟着气蒸腾而分出的碱式碳酸锌,通过水分蒸腾枯燥分化而得的氧化锌。还有少部分为未彻底分化的前躯体,为表面润滑的实心球体。这是因为物料在枯燥器内与执风并行活动,目在枯燥器内只逗留20~30s,热风温度跟着水分的蒸腾直线下降,在出口温度仅能到达180℃左右,低于碱式碳酸锌的分化温度,所以有部分不能分化。图5 雾化分化粉体的SEM图
(四)煅烧
锻烧在马弗炉中进行,温度设定为400℃,时刻1h。锻烧后的粉末XRD谱图与ZnO的XRD标准卡片(JCPDS)对照分析标明,煅烧后制备的氧化锌微粒与JCPDS标准卡片相符,这阐明得到了六方晶系结构的氧化锌粉体,衍射峰都很尖利,而且几乎没有杂质衍射峰,阐明结晶程度和纯度都较高。
锻烧后描摹及粒度经电镜分析,其成果如图6~7。如图6所示,其间大部分针状物的描摹、粒度都没有发作显着的改变,少部分发作聚会现象。从图7能够看出,前躯体中的球形碱式碳酸锌则生成蜂窝状,增大了其比表面积。图6 400℃煅烧后针状ZnO粉体的SEM图图7 400℃煅烧后蜂窝状ZnO粉体的SEM
三、定论
(一)在总浓度8 mol/L,液固比=8∶1、NH3与NH4+的比为2.5∶1,温度35℃、时刻1h的条件下,一段浸出液锌含量为54.34 g/L,浸出率为82.56%,两段浸出液进锌含量可到达97.62 g/L,平均可浸锌浸出率到达97%以上;
(二)在性条件下,Fe根本不会浸出,浸出液铁离子浓度仅为3.3 mg/L,净化液中Co的净化率到达96.15%;
(三)在进口温度为340℃,出口温度为 180℃,雾化转速400n/s,进料速度为60mL/min,料液浓度为100g/L的条件下进行为行雾化热解,能够得到长度不大于2μm的针状活性氧化锌。可是因为温度不行,有部分前躯体没有分化彻底,有必要进行煅烧处理;
(四)前驱体在马弗炉中400℃煅烧1h后,为蜂窝状氧化锌。
铁水解沉淀在湿法冶金中的应用
2019-03-05 09:04:34
运用水解堆积除铁的最典型的实却是锌的焙烧-浸出-电积法出产实践。尽管焙烧是为了将硫化锌转变为氧化锌,但原猜中的铁在焙烧过程中简直悉数与锌结组成铁酸锌。稀硫酸溶解焙砂中的氧化锌只能到达85%~93%的总浸出率,而用热酸浸出铁酸锌中的锌则导致很多铁进入溶液,净化除铁因此曾一度成为电解锌出产的瓶颈问题。通过艰苦而行之有用的尽力,到20世纪60年代中后期开发了几个能发生易于过滤的铁化合物的除铁办法,并首要工业应用于电解锌工业,焙烧-浸出-电积法自此得到长足发展,成为出产电解锌的首要办法,现在国际80%的电解锌系由此法出产。这些除铁办法在很大程度上也可应用于其他溶液的除铁实践。
一、黄铁矾法
黄铁矾法作为有用的除铁办法在湿法炼锌厂的实践最具代表性。黄铁矾法的开发成功是在20世纪60年代中期,其时澳大利亚的电锌公司、挪威锌公司和西班牙阿斯图里亚那公司各自独登时开发了这项技能并简直一同申请了专利。尔后黄铁矾法敏捷得到广泛应用,成为电解锌出产中首要的除铁技能,现在国际上至少有16家大型电解锌厂选用了此技能。现在用以除铁的黄铁矾法是将溶液pH值调到1.5且保持这一pH值,并在95℃左右参加一价阳离子从酸性硫酸盐溶液中堆积黄铁矾。工业中最常用的一价阳离子是NH4+和Na+。黄铁矾堆积后,溶液中铁的浓度一般降到1~5kg∕m3。
湿法炼锌中黄铁矾法典型的操作分3个根本过程:中性浸出、热酸浸出和黄铁矾堆积。在中性浸出阶段,酸性电解贫液被锌焙砂ZnO中和,得到含铁酸锌的渣和供电解堆积锌的中性硫酸锌溶液。铁酸锌渣在热酸浸出段用补克了硫酸的电解贫液形成的热酸中溶解,得到的含Zn和Fe的浸出液再在黄铁矾堆积段处理,先用锌焙砂调整酸度,再参加硫酸铵或硫酸钠堆积碱金属黄铁矾。沉铁后液回来中性浸出,黄铁矾渣则弃去。需求指出,堆积黄铁矾时用作中和剂的锌焙砂中所含的铁酸锌将不溶解而进入铁矾渣中,因此新生成的黄铁矾渣不宜直接弃去,避免丢失焙砂中和剂中未溶的铁酸锌。鉴于黄铁矾一旦生成则对酸恰当安稳,实践上黄铁矾渣弃去前可在相似热酸浸出的条件下进行酸洗,溶解收回渣中残存的铁酸锌,而黄铁矾本身不致溶解。
黄铁矾法的3个根本过程的详细操作条件及次序在不同供应商不尽相同,但意图是相同的;最大极限地收回锌而不考虑少数的伴生元素如Pb和Ag。例如,铁酸锌的热酸浸出和黄铁矾的堆积能够合而为一,即所谓转化法,其总反响如下:
(1)
该兼并过程的溶液然后可用新鲜焙砂中和,产出溶液供电解和渣回来循环。若精矿中含有较很多的Pb和Ag,则选用其他的流程,得到含Pb∕Ag的渣、黄铁矾堆积和中性Zn电解液。这类流程中包含有一个预中和作业。在一般的黄铁矾流程中是用焙砂下降热酸浸出液的酸度,然后敏捷而有用地堆积黄铁矾。焙砂中存在的Zn2+,Cd2+,Cu2+,Pb2+和Ag进入黄铁矾而丢失。在热酸浸出和黄铁矾堆积作业之间引进一个预中和作业能够下降黄铁矾中的金属丢失。在预中和作业中,溶液中的酸一部分被焙砂中和,所得的渣回来热酸浸出段溶解其间的Zn和Fe,而Pb和Ag留在铅-银渣中。部分中和过的溶液随后参加所需求的中和剂进行黄铁矾堆积。
图1为集成的黄铁矾法流程示意图。它的规划中结合了各种黄铁矾法计划中的大多数改善环节。图1 集成黄铁矾法
除应用于湿法炼锌工业中外,黄铁矾法还在铜、镍、钴等金属提取顶用作除铁工艺,尤其是在硫酸盐系统中。例如,在处理钴-铜精矿的阡比什(Chambishi)焙烧-浸出-电积法中,铜电积前的除铁就是选用黄钾铁矾沉铁。因为硫酸化焙烧本身供给了K+离子,堆积黄钾铁矾时无需外加高本钱的硫酸钾。
黄铁矾法的长处是堆积简单过滤,Zn,Cd和Cu在堆积中的丢失最少,能够一同操控硫酸根和碱金属离子,简单与各种湿法冶金流程结合。但它也有其本身的缺陷,例如:1)所用试剂本钱较高;2)渣的体积较大,为1.4kg∕(m3·t),堆存占地较大;3)需求充沛洗刷以除掉吸附的有害环境或可供运用的金属;4)需求在操控条件下寄存避免分化放出有害组分污染环境。通过热分化或水热分化将黄铁矾转化为赤铁矿供出产铁并将硫酸钠/硫酸铵循环至黄铁矾堆积作业,可望战胜这些缺陷。
二、针铁矿法
运用堆积针铁矿除铁的技能是由比利时老山公司巴伦厂(Vieille Montagne)首要开发和工业化的,称为VM法。成功地堆积针铁矿的关键在于保持溶液中Fe3+的低浓度,例如<1kg∕m3,否则在堆积针铁矿的pH规模(2~3.5)内将得到胶状的Fe(OH)3或碱式硫酸铁Fe4SO4(OH)10。VM法处理此问题选用的是复原-堆积法,流程如图2所示,从热酸浸出得到的含100kg∕m3Zn,25~30kg∕m3Fe3+及50~60kg∕m3H2SO4的硫酸锌溶被先通过复原作业,即在堆积针铁矿前在一个独自的作业中先用锌精矿(ZnS)将溶液中的Fe3+都复原成Fe2+,复原后未反响的ZnS与反响生成的元素硫一同别离出来送回焙烧炉。复原后液再用焙砂ZnO预中和至3~5kg∕m3H2SO4,得到的铁渣回来热酸浸出作业,溶液则送入堆积反响器。向堆积器通空气将Fe2+氧化成Fe3+而使之水解堆积出针铁矿晶体。图2 VM针铁矿法
堆积针铁矿时需不断在参加焙砂以中和水解反响发生的酸,将pH值操控在恰当的规模内,如pH=2~3.5。VM法需求特别注意操控Fe2+的氧化速度,使得溶液中Fe3+的浓度在水解堆积针铁矿的过程中一直保持在1kg∕m3以内。与黄铁矾法不同的是,针铁矿堆积时无需供给一价阳离子,而得到的针铁矿渣也不能进行酸洗收回其间由焙砂中和带入的未溶解的锌。为避免这部分锌的丢失,一个对策是运用低铁的闪锌矿焙砂作中和剂。
澳大利亚电解锌公司开发的EZ法直接将含Fe3+的待水解液慢慢参加水解堆积器中,操控水解液Fe3+浓度不超越1kg∕m3然后操控水解,因此EZ法亦称部分分化法。在70~90℃下接连水解堆积针铁矿,一同不断参加锌焙砂中和因水解发生的酸,保持溶液pH值在2.8以适于水解。
两种针铁矿法比较,堆积相同数量的铁,VM法水解发生的酸此EZ法少,因此为中和水解的酸需求耗费的锌焙砂也少,随锌焙砂丢失的锌电少,除铁的作用也好于EZ法。但VM法触及先复原后氧化两道工序,比较繁琐。此外,VM法用空气氧化Fe2+的速度较慢,而用其他氧化剂则本钱高。
与黄铁矾法比较,针铁矿法不需求硫酸根和碱金属,可应用于任何酸浸系统,包含氯化物系统和硝酸盐系统,除铁的作用也更好(从30kg∕m3到小于1kg·kg∕m3),但针铁矿对酸的安稳性较差,堆积中未溶解的铁酸锌不能如黄铁矾法那样用酸洗来收回。
三、赤铁矿法
日本秋田公司饭岛锌冶炼厂和德国鲁尔锌公司达特伦电锌厂均选用赤铁矿法处理锌厂中性浸出的浸渣收回其间以铁酸锌存在的锌及其他有价组分。用赤铁矿法处理湿法炼锌的铁渣源于环境保护的压力。赤铁矿法准则流程见图3。来自浸出主流程的高铁渣在村耐酸砖和铅的高压釜顶用电解贫液补加酸再提出,反响温度95~100℃。浸出在SO2(分压0.15~0.25MPa)气氛下进行,所以也称为SO2浸出。在此条件下渣中的铁酸盐很简单溶解,高铁复原成二价伴随铁酸盐中的锌和铜进入溶液:
(2)
(3)图3 赤铁矿法准则流程图
从溶液中排去过量的SO2和用H2S堆积除掉铜后,对含大约Zn90kg∕m3,Fe60kg∕m3,H2SO4 20kg∕m3的溶液用石灰百分两段中和。榜首段中和到pH=2以发生可供应的高等第石膏,然后再中和到pH=4.5,堆积分出含有价金属如Ca和In的石膏,一同有碍赤铁矿堆积的元素如Al等也在此阶段随石膏堆积除掉。第二段中和发生的浆料经重力沉降得到的固体回来榜首段中和槽,沉降后液高压过滤得到氧化物-氢氧化物的混合堆积,送熔炼厂收回镓和铟。一同用空气氧化堆积部分铁和其他杂质。堆积石膏有助于除掉SO2氧化发生的硫酸根以保持硫酸根平衡。两段中和后的溶液(含Fe 40~45kg∕m3)用赤铁矿法堆积除铁。沉铁在衬钛高压釜中进行,通入新鲜蒸汽和氧气,温度从95℃升高到200℃,压力进步到1.8MPa(氧分压0.15~0.25MPa),溶液中的硫酸亚铁被氧化成硫酸铁并发生水解:
(4)
高压釜中停留时间约3h,首要水解产品为赤铁矿,含有w(Fe)=59%和w(S)=3%,固液别离后赤铁矿也首要供应给水泥厂。别离出赤铁矿的溶液含Fe5~7kg∕m3和H2SO460~70kg∕m3,回来焙砂的中性浸出段。
选用赤铁矿法的饭岛锌冶炼厂自1972年投产以来,至今已成功运行了26年,经1997年扩产,电锌产值巳达190000t∕a。因为锌精矿铁含量添加,出产功率进步和工厂扩产,赤铁矿法处理的铁量逐年添加,并在技能上作了若干改善。例如,锌焙砂弱酸浸出的渣与元素硫混合用电解贫液补加硫酸后在衬铅和耐酸砖的高压釜中再浸出。参加元素硫使溶液中大部分铜作为硫化铜堆积。热酸浸出的排料除掉过量的SO2后,在拌和槽中通入H2S堆积其他的铜。沉铜槽的排料稠密、压滤,得到的滤渣含铜、铅和贵金属,送熔炼厂收回。沉铜稠密机溢流含30kg∕m3游离酸,用细磨的石灰石两段中和。榜首段中和游离酸(至pH=1)得到纯的石膏,离心过滤后供应给水泥厂。
近些年来,跟着锌精矿中铁含量的添加,焙砂中进入铁酸盐中的铜添加,焙砂弱酸浸出的铜削减而进入浸渣的铜添加,因此浸渣赤铁矿法处理厂中需求堆积的铜大为添加,然后使渣处理厂堆积铜的本钱进步。1992年曾经,渣处理厂中溶液中的铜用元素硫和硫化氧堆积:
(5)
(6)
饭岛锌冶炼厂1992年用于堆积铜的硫化氧气体耗费本钱占总的耗费性本钱的25%。这无疑太高,需求开发一个不必堆积铜的新办法。后来发现硫化锌精矿能够替代气体,它堆积除铜的反响如下
(7)
(8)当出产上用硫化锌精矿沉铜时,铜的堆积并不彻底。后来运用更细的精矿添加SO2分压处理了这一问题。现在这种办法有用地脱除了铜。
高铁水解成赤铁矿和铝水解堆积铝矾都发生酸,因此下降赤铁矿堆积釜的料液中游离硫酸的浓度和铝的浓度对促进高铁的水解很有用:本来第二段中和的溶液有30%回来榜首段,从1997年3月以来,第二段溶液回来的量逐步添加,赤铁矿水解高压釜的料液中游离硫酸浓度从7kg∕m3降到4kg∕m3,铝的浓度降到2kg∕m3以下,除铁功率进步到88%以上,使操作本钱要素如氧气或蒸汽的本钱下降。
尽管赤铁矿法在环保方面比黄铁矾法和针铁矿法更有利,它依然遭到环境方面的压力。为了使堆积的赤铁矿能悉数售出给水泥厂,有必要处理赤铁矿中的含砷和含硫问题。因为火法冶金不只本钱高,并且很难满足脱除砷,所以饭岛炼锌厂研讨在堆积赤铁矿前从溶液中脱砷,提出了图4所示的改善赤铁矿法新流程。图4 改善的赤铁矿法新流程
在改善的赤铁矿法中,弱酸提出的渣在105℃下SO2气氛中浸出而不加锌精矿或元素硫,发生的含银和铅的渣过滤别离。滤液用石灰榜首段中和到pH=1,发生纯石膏。然后在该中和段的溶液中参加锌灰,堆积砷化铜,铜和砷的脱除率到达99%。脱砷后液榜首段加石灰石中和到pH=4,堆积出含Ga,In和Al的石膏。该段的溶液大部分送赤铁矿堆积高压釜,其他溶液用于浸出砷化铜。浸除在独自的高压釜中氧气氛下进行,铜被浸出而砷堆积为铁。浸液中的铜用锌灰置换,然后将溶液回来焙砂中性浸段。改善的赤铁矿法进行了中试和可行性研讨,得到的赤铁矿质量及本钱都令人满足。
德国鲁尔公司(Ruhr-Zink GmbH)的赤铁矿法首要包含以下过程:
(1)中性浸出渣两段热酸浸出。榜首段为热酸浸出,中性提出渣用第二段超热酸浸出的滤液在95℃下浸出,浸出的终酸浓度50kg∕m3。渣中的大部分有价金属如锌、铜和镉伴随铁一同溶解。浸出的排料稠密后溢流泵送至复原段,底流在过热酸浸段中沸点以上浸出,酸浓度140kg∕m3。过热酸浸中铁酸盐都溶解,残留的低铁富铅的Pb-Ag渣经稠密和高压膜压滤机过滤,滤液回来热酸浸出。
(2)高铁复原。为了在堆积赤铁矿前净化溶液并能在最尽或许低的温度下堆积铁,需求将离解的高铁先复原成亚铁。硫化锌精矿可用作复原剂,它的本钱低,但需大大过量,反响温度在90℃左右。未反响的含元素硫的渣过滤后回来焙烧。
(3)溶液的净化与中和。复原后液用焙砂在中和槽和稠密机中两段中和,使一切影响赤铁矿质量的元素大部分堆积分出,特别是砷和锑。铜则部分共堆积。这些元素富集在中和渣中,再在终浸作业中彻底溶解。终浸用废酸进行,终酸浓度为40kg∕m3。在稠密机中固液别离后,底流送去热酸浸出作业,溢流送去用海绵铁置换沉铜,将铜的浓度降至500g∕m3以下,再返至前面的中和作业。置换的铜用废酸洗刷后出售。
(4)赤铁矿堆积。这是最重要的部分。中和净化的浸液(含Fe2+25~30kg∕m3,Zn120~130kg∕m3)用蒸汽加热到180℃以上,其间的亚铁在氧压1.8MPa下氧化并水解成含w(Fe)=60%左右的细粒赤铁矿,铁的堆积率达90%~95%。详细流程如图5所示。图8 鲁尔公司电解锌厂赤铁矿法准则流程
赤铁矿法出资和操作费用远高于黄铁矾法和针铁矿法,但它或许收回锌精矿的悉数成分,发生的满是可供应的产品,一切作为中间产品的渣帮可进一步加工而无需堆存。
《直接氧化锌化学分析方法》通过审定
2018-12-13 11:29:39
近日,全国有色金属标准化委员会审定通过了水口山集团公司技术中心起草的《直接氧化锌化学分析方法》项目。
2012年底,根据国家标准化管理委员会和工业信息化部《关于印发直接氧化锌化学分析方法等15项标准任务落实会会议纪要的通知》安排,由水口山有色金属集团有限公司起草,国内9家单位参与起草验收《直接氧化锌化学分析方法》重新修订工作。《直接氧化锌化学分析国家标准方法GB/T4372.1~6-2001》已经使用12年,产品技术指标已做修订,全国有色金属标准化技术委员会将该项目列入2012年的项目下达给水口山集团公司,项目于2013年完成。
直接法氧化锌是以锌焙砂为原料直接焙烧制得的,含氧化锌量要求达到98%以上,主要杂质有铅、铜、镉、锰、铁。水口山集团公司技术中心于2013年初开始开展该项目,用了近一年的时间,进行方法研究、精密度试验、书写实验报告,并于2013年底参加了正式评审。
水口山集团公司在修订中保留了原标准的内容,新增了原子吸收光谱法测定三氧化二铁量,ICP测定杂质的含量,进一步完善了该方法,使测定范围更广,实用性更强。试验证明《直接氧化锌化学分析方法》的测定范围和精度能够满足直接氧化锌的检测要求,达到了国际一般水平。
该标准的发布实施将规范直接氧化锌的分析检测方法,通过推广和应用,将能够满足直接氧化锌产品在生产和使用中的检测需要。 .
锌冶炼工艺简述
2019-02-26 10:02:49
现在国际上经过锌精矿出产精粹锌的冶炼首要有两种工艺:火法冶炼和湿法冶炼。
火法炼锌中的竖罐蒸馏炼锌已趋筛选,电炉炼锌规划小且未见新的开展。密闭鼓风炉炼铅锌是国际上最首要的几乎是仅有的火法炼锌办法。国际上总共有15台(包含国内ISP工厂)密闭鼓风炉在进行锌的出产,占锌的总产值12%-13%,其技能开展首要是添加二次含铅锌物料的处理办法;改善冷凝功率;富氧技能的运用等。
湿法炼锌是当今国际最首要的炼锌办法,其产值占国际总锌产值的85%以上。近期国际新建和扩建的出产能力均选用湿法炼锌工艺。湿法炼锌技能开展很快,首要表现在:硫化锌精矿的直接氧压浸出;硫化锌精矿的常压富氧直接浸出;设备大型化,高效化;浸出渣归纳收回及无害化处理;工艺进程自动操控系统等几个方面。一、火法炼锌
在高温下,用碳作复原剂从氧化锌物猜中复原提取金属锌的进程就叫做火法炼锌。
1、冶炼办法介绍(一)横罐炼锌
横罐炼锌是20世纪初选用的首要的炼锌办法,一座蒸馏炉约有300个罐,出产周期为24h,每罐一周期出产20~30kg,残渣中含锌月5~10%,锌收回率只要80~90%。
横罐炼锌的出产进程简略,基建投资少,但因为罐体容积少,出产能力低,难以完成接连化和机械化出产。并且燃料及耐火材料的耗费大,锌的收回率还很低,所以现在已根本筛选。
(二)竖罐炼锌
竖罐炼锌具有接连性作业,出产率、金属收回率、机械化成都都很高的有点,但存在制团进程杂乱、耗费贵重的碳化硅耐火材料等缺乏。竖罐炼锌是20实践30年代应用于工业出产,现在已根本筛选,但现在在我国的锌出产仍占必定的位置。
(三)电炉炼锌
电炉炼锌的特点是直接加热炉料的办法,得到锌蒸汽和熔体产品,如冰铜、熔铅和熔渣等。因而此法可处理多金属锌精矿。此法锌的收回率约为90%,电耗在3000~3600KW·h/t(Zn)。电炉炼锌仅适于电力廉价的区域。
(四)鼓风炉炼锌(ISP法)
英国于1950年开展的办法,此法与罐式蒸馏法直接加热的办法不同,它是将热交换和氧化锌复原进程在同一容器内进行。鼓风炉既能处理锌、铅混合硫化矿或锌铅氧化矿,也能处理铅锌烟尘等,现在为火法炼锌的首要工艺。
硫化锌铅精矿经烧结焙烧成烧结矿,配以焦炭,参加鼓风炉内,鼓入预热空气,使炭焚烧,在高温文强复原性气氛中进行复原熔炼。复原所得锌蒸汽从炉顶扫除,经铅雨冷凝得粗锌,一起从炉底排出复原熔炼所产的粗铅。
2、冶炼工艺介绍
(一)竖罐炼锌
在高于锌沸点的温度下,于竖井式蒸馏罐内,用碳作复原剂复原氧化锌矿藏的球团,反响所发作锌蒸气经冷凝成液体金属锌。我国葫芦岛锌厂是我国惟一和国际仅存的两家竖罐炼锌厂之一。竖罐炼锌的出产工艺由硫化锌精矿氧化焙烧、焙砂制团和竖罐蒸馏三部分组成。竖罐炼锌炉示意图
(1)硫化锌精矿的氧化焙烧
一般硫化锌精矿的成分是:Zn46%-62%,S27%-34%,Pb
首要焙烧反响为:
2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2
2SO2+O2=2SO3
ZnO+SO3=ZnSO4
4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2
ZnO进而与Fe2O3生成铁酸锌ZnO.Fe2O3。
大型欢腾炉断面为圆形,下部设有耐高温炉底,炉底上等间隔按必定规矩摆放着风帽。炉底以上1m高左右设有焙砂溢流口,炉顶有烟气出口。加料室建在炉底部分扩出部分。含水6%左右的锌精矿自前室加进炉内,在风帽吹出风力煽动下,敏捷混入流态化层,被加热,发作焙烧反响。经过溢流口产出的焙砂送去制球团,烟气净化后送硫酸出产系统,捕集的烟尘供归纳利用。
欢腾焙烧的首要技能经济目标是:脱硫率90%,锌收回率99.5%,镉收回率85%,烟尘率23%。
(2)焙砂制团与焦结
竖罐蒸馏炼锌是气固反响进程,要求参加的物料有必要具有杰出透气性和传热功能,以及适当的热强度,抗压强度在4.9MPa以上。为此将锌焙砂制成团块并焦结处理。工艺上首先将锌焙砂和复原用粉煤、胶粘剂充沛混合、碾磨、限制成团块,然后送入机械化燃油枯燥库枯燥。枯燥后团矿用机械进步从炉顶参加焦结炉,在800℃温度下,在团矿中的焦性煤发作粘结效果下使团块焦结,一起干团矿中的残存水分蒸发分被完全除掉。
(3)竖罐蒸馏
竖罐本体是用机械强度高、传热功能好、高温下化学性安稳的碳化硅材料砌成的直井状炉体,横断面成细长矩形,高8-12m,受热面积100-110m2。
近代大型竖罐的尺度为(2535mm×2mm)×290mm×12261mm,两长边罐壁外侧各有煤气焚烧室,对罐内团矿进行直接加热。来自焦结炉的热团矿经密封料钟参加罐顶,下降进程中被加热到1000℃以上,团矿中ZnO复原反响开端剧烈进行:
ZnO+CO=CO2+Zn (1)
CO2+C=2CO (2)
ZnO复原反响首要是气一固反响,系统中(团矿中)配入过量的碳在1000℃高温下发作的CO在数量上完全能够确保反响(1)顺利完成。固体碳与ZnO间固一固复原反响只具有极非必须的含义。
复原发作的炉气中含气体锌约35%,经罐口下的上延部进入装有石墨转子的冷凝器,在转子扬起的锌雨捕集下,锌蒸气冷凝成了液态锌,守时从冷凝器中放出液态锌并铸成锌锭。出冷凝器的气体经过洗刷净化除掉剩下的锌,成为含CO80%左右、含H2约10%的罐气,悉数回来竖罐作为燃料。竖罐底部有接连工作的排渣机,蒸锌后的团块经此机械排出。竖罐炼锌的首要技能经济目标如下:锌冶炼收回率>94%;弃渣含锌
(二)密闭鼓风炉炼锌
该办法是在密闭炉顶的鼓风炉中,用碳质复原剂从铅锌精矿烧结块中复原出锌和铅,锌蒸气在铅雨冷凝中冷凝成锌,铅与炉渣进入炉缸,经中热前床使渣与铅别离。此办法是英国帝国熔炼公司(ImperialSmelting Corp.)研讨成功的,简称ISP,对质料适应性强,既能够处理原生硫化铅锌精矿,也能够熔炼次生含铅锌物料,能源耗费也比竖罐炼锌法低。密闭鼓风炉炼锌示意图
燃料焚烧和金属氧化物复原是密闭鼓风炉中的根本反响。参加炉内的焦炭在高温下与风口鼓入空气中的氧发作焚烧,发作炼锌进程所需的热量。首要熔炼反响为:
C+O2=CO2
CO2+C=2CO
ZnO+CO=Zn+CO2
CdO+CO2=Cd+CO2
PbO+CO=Pb+CO2
ISP的技能特点是:①选用密封高温炉顶(1000-1100℃),以避免锌蒸气进入铅雨冷凝器之前降温氧化;②选用高密度、低熔点、低蒸气压的铅作冷凝捕收锌蒸气介质,有利于锌蒸气的快速冷凝,避免氧化和铅锌别离;③选用高钙渣系(CaO/SiO2=1.0-1.5),渣型熔点高(125℃),密度较低,为下降炉渣含锌和渣与铅别离发明了有利条件。
密闭鼓风炉炼铅锌流程首要包含含铅锌物料烧结焙烧、密闭鼓风炉复原蒸发熔炼和铅雨冷凝器冷凝三部分。
(1)烧结焙烧
般铅锌精矿含Pb+Zn在45%-60%,与其他含锌物料混合配料后,在烧结机上脱硫烧结成块。烧结块要有必定的热强度,以确保炉内的透气性,烧结块的成分是(%):Zn41.4、Pb19.2、FeO 12、CaO 5.7、SiO2 3.8、S 0.8。
(2)密闭鼓风炉复原蒸发熔炼
前期炉子风口区断面积为5.1-6.4m2,现在最大的达27.2m2,大都工厂选用10m2和17.2m2。炉柱高度6m,炉高10.66m,风口内径159mm,共16个。炉顶设双层料钟密封加料器,炉身上部内砌轻质高铝砖,下部为高铝砖,炉缸用镁砖砌成,钢板外壁三杯水冷却。熔炼时,烧结块、石灰熔剂和经预热的焦炭分批自炉顶参加炉内,烧结块中的铅锌被复原,锌蒸气随CO2、CO烟气一道进入冷凝器,熔炼产品粗铅、铜锍和炉渣经过炉缸流进电热前床进行别离,炉渣烟气处理收回锌后弃去,锍和粗铅进一步处理。
(3)锌蒸气冷凝
冷凝设备为铅雨飞溅冷凝器,冷凝器外形长7-8m,高3m,宽5-6m,内设8个转子,浸入冷凝内的铅池中。转子扬起的铅雨使含锌蒸气炉气敏捷降温到600℃以下,使锌冷凝成锌液溶入铅池,铅液用泵不断循环,流出冷凝器铅液在水冷流槽中被冷却到450℃,然后进入别离槽,液体锌密度小在铅液上层,操控必定深度使其不断流出,浇铸成锌锭。
鼓风炉炼铅锌的首要技能经济目标为:热风温度950-1150℃,冷凝功率90%-92%,烟化炉渣含Pb 0.15%、Zn1.35%,粗锌含锌大于98%、含铅1.2%-1.5%,粗铅含铅大于98%、含锌0.1%,冶炼收回率Pb>93%、Zn>94%,原猜中S利用率90%-92%。
(三)电炉炼锌
20世纪30年代在国外呈现电炉炼锌技能。80年代,我国开端选用电炉炼锌技能,至今已有10多处小型火法炼锌厂推广应用,出产规划为500-2500t/a。
电炉炼锌是以电能为热源,在焦炭或煤等复原剂存在条件下,直接加热炉料使其间的ZnO成分接连复原成锌蒸气并冷凝成金属锌。该工艺能够处理高铜高铁锌矿,但要求质料含S不得大于1%,关于含S高的碳酸盐锌矿需求预脱除处理。
电炉形状为圆形或矩形,卧式,功率有500kW、1250kW、200kW和2250kW多种。炉床面积4-8m2,电极直径200-350mm。首要目标为:熔炼温度1250一1350℃,电能耗费4600kWh/tZn,残渣含锌3%-5%,粗锌档次98.7%,直收率80%,总收回率95%。
二、湿法炼锌
湿法炼锌是用稀硫酸(即废电解液)浸出锌焙烧矿得硫酸锌溶液,经净化后用电积的办法将锌从溶液中提取出来。当时,湿法炼锌具有出产规划大、能耗较低、劳动条件较好、易于完成机械化和自动化等优点在工业上占主导位置。
国际上近80-85%的锌均产自湿法冶炼,大大都选用酸浸出液电解,在惯例流程中,因为对其间浸渣的处理办法不同而派生出不同的湿法冶炼工艺。湿法炼锌示意图
(1)锌精矿焙烧
用空气或富氧,在高温下使锌精矿中ZnS氧化成ZnO和ZnSO4,一起除掉As、Sb、Cd等杂质的一种作业。焙烧产品焙砂,送去浸出锌,烟气或许制硫酸或许出产液态S02-湿法炼锌的精矿焙烧与火法焙烧不同,湿法炼锌焙砂中要求保存1%-2%的硫以SO42-形状存在,以弥补锌焙砂浸出时缺乏的硫酸。而火法炼锌精矿焙烧期望悉数ZnS都氧化为ZnO,以进步冶炼收回率。
(2)锌焙砂浸出与浸出液净化
焙砂浸出锌由中性浸出和酸性浸出两段组成。一段中性浸出选用废电解液,二段用硫酸作浸出液,酸度30-60 g/LH2SO4,浸出温度65-70℃。浸出液含Zn>120 g/L。影响浸出的要素有浸出温度、拌和速度、酸浓度、锌焙砂颗粒巨细等。ZnO浸出反响为:
ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O
为了进步锌焙砂中锌浸出率,选用空气拌和,以强化浸出进程。使难溶的ZnO.Fe2O3、ZnO.Al2O3及ZnS得以溶解。
(3)锌电解堆积
经过净化后的硫酸锌溶液参加添加剂,经过高位槽接连送入电解槽,槽中布以不溶性铅钙合金阳极和铝阴极。在南北极上施以直流电压时,电解液中的锌离子便不断在铅阴极上分出。电解最终发作的废电解液,部分送去作焙砂浸出剂,部分配成电解液回来。分出的锌铝阴极,每隔必守时刻(24-48h)取出,清洗后剥离锌片,然后熔化铸成锌锭,阴极经清洗加工后回来运用。锌电解堆积的根本反响是:
在阴极上 :Zn2++SO42-+2e=Zn+SO42-
在阳极上:2H+2OH--2e =1/2O2+2H++H20
总反响式:ZnSO4+H2O=Zn+H2SO4+1/2O2
三、部分冶炼厂冶炼工艺介绍
锌焙烧矿的浸出目的与浸出工艺流程
2019-01-03 09:36:46
一、锌焙烧矿浸出的目的
湿法炼锌浸出过程,是以稀硫酸溶液(主要是锌电解过程产生的废电解液)作溶剂,将含锌原料中的有价金属溶解进入溶液的过程。其原料中除锌外,一般还含有铁、铜、镉、钴、镍、砷、锑及稀有金属等元素。在浸出过程中,除锌进入溶液外,金属杂质也不同程度地溶解而随锌一起进入溶液。这些杂质会对锌电积过程产生不良影响,因此在送电积以前必须把有害杂质尽可能除去。在浸出过程中应尽量利用水解沉淀方法将部分杂质(如铁、砷、锑等)除去,以减轻溶液净化的负担。
浸出过程的目的是将原料中的锌尽可能完全溶解进入溶液中,并在浸出终了阶段采取措施,除去部分铁、硅、砷、锑、锗等有害杂质,同时得到沉降速度快、过滤性能好、易于液固分离的浸出矿浆。
浸出使用的锌原料主要有硫化锌精矿(如在氧压浸出时)或硫化锌精矿经过焙烧产出的焙烧矿、氧化锌粉与含锌烟尘以及氧化锌矿等。其中焙烧矿是湿法炼锌浸出过程的主要原料,它是由ZnO和其他金属氧化物、脉石等组成的细颗粒物料。焙烧矿的化学成分和物相组成对浸出过程所产生溶液的质量及金属回收率均有很大影响。
二、焙烧矿浸出的工艺流程
浸出过程在整个湿法炼锌的生产过程中起着重要的作用。生产实践表明,湿法炼锌的各项技术经济指标,在很大程度上决定于浸出所选择的工艺流程和操作过程中所控制的技术条件。因此,对浸出工艺流程的选择非常重要。
为了达到上述目的,大多数湿法炼锌厂都采用连续多段浸出流程,即第一段为中性浸出,第二段为酸性或热酸浸出。通常将锌焙烧矿采用第一段中性浸出、第二段酸性浸出、酸浸渣用火法处理的工艺流程称为常规浸出流程,其典型工艺原则流程见图1。图1 湿法炼锌常规浸出流程
常规浸出流程是将锌焙烧矿与废电解液混合经湿法球磨之后,加入中性浸出槽中,控制浸出过程终点溶液的PH值为5.0~5.2。在此阶段,焙烧矿中的ZnO只有一部分溶解,甚至有的工厂中性浸出阶段锌的浸出率只有20%左右。此时有大量过剩的锌焙砂存在,以保证浸出过程迅速达到终点。这样,即使那些在酸性浸出过程中溶解了的杂质(主要是Fe、AS、Sb)也将发生中和沉淀反应,不至于进入溶液中。因此中性浸出的目的,除了使部分锌溶解外,另一个重要目的是保证锌与其他杂质很好地分离。
由于在中性浸出过程中加入了大量过剩的焙砂矿,许多锌没有溶解而进入渣中,故中性浸出的浓缩底流还必须再进行酸性浸出。酸性浸出的目的是尽量保证焙砂中的锌更完全地溶解,同时也要避免大量杂质溶解。所以终点酸度一般控制在1~5g/L。虽然经过了上述两次浸出过程,所得的浸出渣含锌仍有20%左右。这是由于锌焙砂中有部分锌以铁酸锌(ZnFe2O4)的形态存在,且即使焙砂中残硫小于或等于1%,也还有少量的锌以ZnS形态存在。这些形态的锌在上述两次浸出条件下是不溶解的,与其他不溶解的杂质一道进入渣中。这种含锌高的浸出渣不能废弃,一般用火法冶金将锌还原挥发出来与其他组分分离,然后将收集到的粗ZnO粉进一步用湿法处理。
由于常规浸出流程复杂,且生产率低,回收率低,生产成本高,随着20世纪60年代后期各种除铁方法的研制成功,锌焙烧矿热酸浸出法在20世纪70年代后得到广泛应用。现代广泛采用的热酸浸出流程见图2。图2 现代广泛采用的热酸浸出流程
热酸浸出工艺流程是在常规浸出的基础上,用高温(>90℃)高酸(浸出终点残酸一般大于30g/L)浸出代替了其中的酸性浸出,以湿法沉铁过程代替浸出渣的火法烟化处理。热酸3湿法炼锌的浸出过程35浸出的高温高酸条件,可将常规浸出流程中未被溶解进入浸出渣中的铁酸锌和ZnS等溶解,从而提高了锌的浸出率,浸出渣量也大大减少,使焙烧矿中的铅和贵金属在渣中的富集程度得到了提高,有利于这些金属下一步的回收。
湿法炼锌黄铁矾法
2019-01-07 17:38:37
黄铁矾法作为有效的除铁方法在湿法炼锌厂的实践最具代表性。黄铁矾法的开发成功是在20世纪60年代中期,当时澳大利亚的电锌公司、挪威锌公司和西班牙阿斯图里亚那公司各自独立地开发了这项技术并几乎同时申请了专利。此后黄铁矾法迅速得到广泛应用,成为电解锌生产中主要的除铁技术,目前世界上至少有16家大型电解锌厂采用了此技术。现在用以除铁的黄铁矾法是将溶液pH值调到1.5且维持这一pH值,并在95℃左右加入一价阳离子从酸性硫酸盐溶液中沉淀黄铁矾。工业中最常用的一价阳离子是NH4+和Na+。黄铁矾沉淀后,溶液中铁的浓度一般降到1~5kg∕m3。
湿法炼锌中黄铁矾法典型的操作分3个基本步骤:中性浸出、热酸浸出和黄铁矾沉淀。在中性浸出阶段,酸性电解贫液被锌焙砂ZnO中和,得到含铁酸锌的渣和供电解沉积锌的中性硫酸锌溶液。铁酸锌渣在热酸浸出段用补克了硫酸的电解贫液造成的热酸中溶解,得到的含Zn和Fe的浸出液再在黄铁矾沉淀段处理,先用锌焙砂调整酸度,再加入硫酸铵或硫酸钠沉淀碱金属黄铁矾。沉铁后液返回中性浸出,黄铁矾渣则弃去。需要指出,沉淀黄铁矾时用作中和剂的锌焙砂中所含的铁酸锌将不溶解而进入铁矾渣中,因此新生成的黄铁矾渣不宜直接弃去,以免损失焙砂中和剂中未溶的铁酸锌。鉴于黄铁矾一旦生成则对酸相当稳定,实践上黄铁矾渣弃去前可在类似热酸浸出的条件下进行酸洗,溶解回收渣中残存的铁酸锌,而黄铁矾本身不致溶解。
黄铁矾法的3个基本步骤的具体操作条件及顺序在不同厂家不尽相同,但目的是相同的;最大限度地回收锌而不考虑少量的伴生元素如Pb和Ag。例如,铁酸锌的热酸浸出和黄铁矾的沉淀可以合而为一,即所谓转化法,其总反应如下:
(1)
该合并步骤的溶液然后可用新鲜焙砂中和,产出溶液供电解和渣返回循环。若精矿中含有较大量的Pb和Ag,则采用另外的流程,得到含Pb∕Ag的渣、黄铁矾沉淀和中性Zn电解液。这类流程中包含有一个预中和作业。在通常的黄铁矾流程中是用焙砂降低热酸浸出液的酸度,从而迅速而有效地沉淀黄铁矾。焙砂中存在的Zn2+,Cd2+,Cu2+,Pb2+和Ag进入黄铁矾而损失。在热酸浸出和黄铁矾沉淀作业之间引入一个预中和作业可以降低黄铁矾中的金属损失。在预中和作业中,溶液中的酸一部分被焙砂中和,所得的渣返回热酸浸出段溶解其中的Zn和Fe,而Pb和Ag留在铅-银渣中。部分中和过的溶液随后加入所需要的中和剂进行黄铁矾沉淀。
图1为集成的黄铁矾法流程示意图。它的设计中结合了各种黄铁矾法方案中的大多数改进环节。图1 集成黄铁矾法
除应用于湿法炼锌工业中外,黄铁矾法还在铜、镍、钴等金属提取中用作除铁工艺,尤其是在硫酸盐体系中。例如,在处理钴-铜精矿的阡比什(Chambishi)焙烧-浸出-电积法中,铜电积前的除铁就是采用黄钾铁矾沉铁。由于硫酸化焙烧本身提供了K+离子,沉淀黄钾铁矾时无需外加高成本的硫酸钾。
黄铁矾法的优点是沉淀容易过滤,Zn,Cd和Cu在沉淀中的损失最少,可以同时控制硫酸根和碱金属离子,容易与各种湿法冶金流程结合。但它也有其自身的缺陷,例如:1)所用试剂成本较高;2)渣的体积较大,为1.4kg∕(m3·t),堆存占地较大;3)需要充分洗涤以除去吸附的有害环境或可供利用的金属;4)需要在控制条件下存放以免分解放出有害组分污染环境。通过热分解或水热分解将黄铁矾转化为赤铁矿供生产铁并将硫酸钠/硫酸铵循环至黄铁矾沉淀作业,可望克服这些缺点。
氨法超细活性氧化锌研究
2019-02-18 15:19:33
据全国锌盐协作组查询,国外氧化锌工业开展较为老练,近几年处于相对安稳的状况,1999年美国、日本、西欧的氧化锌消费量共582.3万吨,实践产值共466.5万吨。与国外构成显着对照的是,近几年我国汽车工业的快速开展,加上我国涂料工业的快速开展,使我国氧化锌的需求在逐年上升。估计到2005年,我国氧化锌仍将以6~8﹪的速度开展。据全国锌盐协作组2000年职业查询,现在我国氧化锌出产厂商为96家,2000年氧化锌实践产值30.63万吨。
国内外氧化锌出产工艺还是以直接法和直接法为主,少数以湿法工艺出产。而湿法工艺出产氧化锌中大部分是硫酸法工艺的产品,其很多副产品难以收回,环保问题不易处理;直接法氧化锌工艺以含氧化锌的质料经氧化复原直接产出氧化锌产品。该法受质料约束,质量不高,价格较低;直接法氧化锌出产工艺以冶炼提纯的金属锌为质料,经熔化、汽化、氧化出产出氧化锌。该法出产成本较高。法湿法工艺是现在国内氧化锌出产工艺的开展方向。且其产品简单完成多种类、多规格。可广泛用于橡胶、涂料、陶瓷、磁性材料等范畴。
南京铅锌银矿业公司经过以广西冶金研讨所协作研讨,以成功开发了法超细氧化锌新工艺及其产品。《法超细氧化锌新工艺及其产品》在2001年经过江苏省科技厅安排专家判定,并被南京市经委认定为高新技术产品。国内近年稀有家单位都在研讨类似工艺,咱们现在的水平在同行中处于先进水平。
法超细氧化锌新工艺,克服了硫酸法工艺环保问题难以处理的缺陷,它以氧化锌焙砂为质料,经脱硫、洗刷、浸出,除铜、铅、铁、锰;深度静化、水解、蒸、枯燥、煅烧,制得超细活性氧化锌产品。
与现有的各种氧化锌出产工艺比较,法超细氧化锌新工艺的优势:
1、出产成本低。直接法氧化锌与直接法氧化锌因为所用质料不同。所以出产成本也不一样。前者出产成本显着低于后者。直接法中法和酸法出产成本附近,法在质猜中能够调配运用低度氧化锌、锌灰、菱锌矿、锌烟尘,使出产成本更低。
2、产品活性高。氧化锌出产原理不同,制品的晶型也不一样,因而化学活性不同很大,法工艺出产的超细氧化锌,具有粒度细、比表面积大、晶型出现多孔的结构。因而,具有化学活性高的特色。
3、产品纯度高。因为法在出产中应用了多种净化办法,使得杂质金属含量降到最低。一起,也避免了酸法工艺的产品中硫酸根的残留问题。
4、产品种类多。直接法受工艺的约束,只要一种产品——直接氧化锌。而法经过微调工艺可出产出不同功能的氧化锌和锌盐产品。以满意用户不同的需求。习惯商场的广泛需求。
5、质料来历广。法工艺质料习惯性最广。锌焙砂、低度氧化锌、锌灰、菱锌矿等都能够作为法工艺的出产质料。在矿产资源越来越匮乏的今日,这是一个很大的优势。
6、环保有保证。法工艺的规划思维就是水、闭路循环。没有一般湿法出产水的污染问题。
别的,咱们经过调整某些工艺参数、流程工序,能够出产出粒径40~60nm的氧化锌。
湿法炼锌中浸出过程的基础理论(四)
2019-01-25 15:49:20
漫出过程的动力学 浸出过程是由含锌的固体物料(如锌焙砂或氧化锌矿等)与溶液(如稀硫酸)所产生的多相反应。其特点是:溶液与锌物料的化学反应是在相与相的界面上进行,此时被溶解的固体表面上便形成一层薄的饱和溶液层(扩散层),于是固体物料被饱和溶液层所包围,此后离子须经饱和层向内部扩散和饱和层溶液中的离子向外扩散,方能使溶解过程继续进行。因此浸出过程的机理和步骤可以理解为: (1)稀硫酸在固体(原料)的表面上吸附(包括孔隙及毛细管); (2)在二者接触的表面上,稀硫酸与固体(锌原料)进行化学反应,生成硫酸盐并溶入溶液; (3)随之固体表面上溶液层不断富集硫酸盐,并在固体表面上形成一层薄的硫酸盐饱和液层(一般称为扩散层); (4)硫酸盐饱和层,阻碍着焙砂与稀硫酸的接触; (5)依靠饱和溶液离开界面向溶液扩散以及硫酸向饱和溶液层的扩散作用,使原料的溶解反应继续进行。 由此可知,锌物料浸出是由两个阶段所组成的,即由稀硫酸与锌原料中金属化合物的化学反应阶段和生成的金属硫酸盐溶解并进人溶液的扩散阶段组成。[next] 在浸出过程中浸出速率,也是由化学反应速率和扩散速率所决定。 A 扩散速率 按菲克定律,溶剂向物料表面单位面积的扩散速率可用下式表示: dc D ξ D= - —— = — (c-cs) = kD(c-cs) (4) dt δ
式中 ξD——扩散速率(对物料总表面积计); c——溶液中硫酸的浓度; cs——矿物表面硫酸的浓度; δ——扩散层的厚度; D——扩散系数(浓度梯度等于1的扩散速率); kD——扩散或传质速率常数kD=D/δ; t——浸出时间。 B 化学反应速率 浸出过程中,在锌物料表面上发生化学反应时,其反应速率由质量作用定律,可表示如下: dc ξk = —— kK·Csn (5) dt 式中 ξk ——单位时间内,矿物总表面上发生化学反应而引起的溶剂浓度降低,即为化学反应速率; kK——化学动力学阶段的速率常数; n——反应级数。[next] 浸出过程在经过一段时间之后,便建立起稳定状态,在该情况下,化学反应速率与扩散速率相等,即过程的宏观速率为: dc ξ = ξk = ξD = - —— (6) dt 由此根据式(4)和式(5)便可得到: kD(c-cs)=kKcsn (7) 焙烧矿在硫酸中浸出过程,当反应速率服从一级反应时,即n=1。 由上式求得: kD cs = ————·c (8) kD+kK 将式(8)代入式(7)得 dc kK·kD ξ = -—— = ————·c = kc (9) dt kD + kK 综合上述各种能增大化学反应速率常数或增大扩散速率常数的因素,均能促使过程进入不同速率控制区。一般对浸出过程的酸溶反应而言,温度升高可使反应速率增大,可以认为温度对反应速率的影响主要是影响了反应速率常数k值。当温度升高时k值增加。范荷甫原则认为:通常反应温度每升高10℃,反应速率大约增加2~4倍。 当计算铁酸锌Zn0·Fe2 03的酸溶反应活化能时,可知酸溶温度由40`C升高到50℃或由60℃升高到70℃,反应速率常数的温度系数分别是2.01及1.84,计算的结果表明升高温度,ZnO·Fe203的分解速率将成倍地增加,升高温度对铁酸锌的溶解是十分有利的。 参考文献: 1 梅光贵,王德润,周敬元,王辉编著,湿法炼锌学.长沙:中南工业大学出版社,2001 2 彭荣秋主编.有色金属提取冶金手册(锌、镉、铅、铋卷).北京:冶金工业出版社,1992 3 胡熙庚主编.有色金属硫化矿选矿.北京:冶金工业出版社,1987 7 中国冶金百科全书(有色金属冶金卷).北京:冶金工业出版社,1999 8 徐采栋,林蓉,汪大成编著.锌冶金物理化学.上海:上海科技出版社,1979
富集铟的主要方法
2019-02-26 16:24:38
(1)水解法 使用调整各种元素水解时的不同pH值使首要元素,如铜、锌、镉与铟别离,氢氧化铟在pH=4.67~4.85时能够沉积彻底。
(2)挑选性溶解及沉积法 将含铟沉积物溶解于硫酸中,可使大部分铅呈难溶性硫酸盐沉积而与铟别离。以苛性钠溶液处理氢氧化物沉积,使铝、锌和铅进人溶液,而铟留在沉积物中,到达与铟别离的意图。以处理含铟溶液,使铟和铁,铝一起沉积,而铜、镉与锌成盐留与溶液中。如以磷酸盐从弱酸溶液(pH=3.2)中沉积铟,可使铟与铅、锌、铁和镉别离。
(3)挑选性置换法 使用各种金属分出电位不同的性质富集铟,锌粉可先在溶液中置换铜,除铜今后,铟和镉可被锌粉置换与其他元素别离。 株冶火炬金属公司氧化锌焙砂浸出选用中性、酸性两段浸出工艺,后用锌粉置换富集铟,经过采纳工艺上一系列的改善,氧化锌铟的收回率由曾经的40%左右进步到了现在的55 %以上。首要化学反响如下:
(4)萃取法提取铟 P204是一种酸性磷酸盐萃取剂,通常以双分子方式存在,它能与三价元素生成一种化合物。此化合物不含亲水团,故难溶于水,而易溶于有机溶剂中,能与同一系列金属离子发作反响。它对各种离子的萃取率是溶液pH值的函数,故操控不同的pH值,各金属离子被萃取的功率也就不同。国内没有发现有组成的铟特效萃取剂,对酸性磷类萃取剂的萃铟机理进行了研讨,得出磷类萃取剂萃铟才能强弱次序为:P204>P5708>P507>P5709,反萃取才能则相反,按P5709>P507>P5708>P204的次序排列。工业常用萃取剂具有功能安稳、报价低、易于操作等长处。 使用P 204萃取剂对铟有较好的挑选功能,从含铟溶液中萃取铟,使铟进入有机相,与水相中难以萃取的组分铜、锌、镉和砷以及二价铁别离。进入有机相的铟再经高浓度反萃取,铟又进入水相,得到含铟的水溶液。
硫脲浸金
2019-02-20 11:59:20
20世纪40年代前苏联开端对浸金研讨以来,浸金成为最有期望代替化法的一种办法。(HzNCSNH2)是一种有机化合物,在酸性和有氧化剂存在的条件下,与金构成阳离子络和物,反应为:作为一种配位体和金属以离子键结合,能够通过其间氮原子的孤电子对或硫原子与金属离子挑选结合。在浸金进程中,可氧化成多种产品,先生成的是二硫甲脒,它可作为金银的挑选性氧化剂。假如溶液电位过高,二硫甲脒将会被进一步氧化成基、硫化和元素硫,所以使用浸金有必要严格控制浸出液的电位。
据文献报导法国从1977年开端用法从锌焙砂中提取金银;墨西哥科罗拉多矿从1982年起选用法处理含金尾矿;澳大利亚新英格兰锑矿从1984年开端用法处理含金锑精矿;俄罗斯等国近年来也开端将法用于黄金生产中。我国研发的铁板置换工艺经屡次工业实验后,已在广西某矿通过国家判定转入工业生产。因而能够以为,提金新工艺已开端由研讨阶段进入工业生产阶段,其工艺进程也在日臻完善。
的特点是:①无毒性;②挑选性比好,对铜锌砷锑等元素的灵敏程度显着低于化法;③溶金速度快,比化浸出快4-5倍以上;④溶金在酸性介质中进行,它适用于已通过可发生酸的预处理的难浸矿藏浸出;⑤溶液中生成的金合作物在本质上是阳离子,适合于用溶剂萃取法和离子交换法来。收回金。但报价昂贵,耗费量大(本身被氧化20%,80%被矿石吸附耗费),不如安稳,且因为在酸性介质中浸金,简单腐蚀设备。而且近年来有些材料将列为可疑的致癌物。因而能够肯定地说,法近期内还很难代替化法。
富集铟主要有哪些方法
2019-02-26 09:00:22
(1)水解法 使用调整各种元素水解时的不同pH值使首要元素,如铜、锌、镉与铟别离,氢氧化铟在pH=4.67~4.85时能够沉积彻底。
(2)挑选性溶解及沉积法将含铟沉积物溶解于硫酸中,可使大部分铅呈难溶性硫酸盐沉积而与铟别离。以苛性钠溶液处理氢氧化物沉积,使铝、锌和铅进人溶液,而铟留在沉积物中,到达与铟别离的意图。以处理含铟溶液,使铟和铁,铝一起沉积,而铜、镉与锌成盐留与溶液中。如以磷酸盐从弱酸溶液(pH=3.2)中沉积铟,可使铟与铅、锌、铁和镉别离。
(3)挑选性置换法 使用各种金属分出电位不同的性质富集铟,锌粉可先在溶液中置换铜,除铜今后,铟和镉可被锌粉置换与其他元素别离。
株冶火炬金属公司氧化锌焙砂浸出选用中性、酸性两段浸出工艺,后用锌粉置换富集铟,经过采纳工艺上一系列的改善,氧化锌铟的收回率由曾经的40%左右进步到了现在的55%以上。首要化学反响如下:(4)萃取法提取铟P204是一种酸性磷酸盐萃取剂,通常以双分子方式存在,它能与三价元素生成一种化合物。此化合物不含亲水团,故难溶于水,而易溶于有机溶剂中,能与同一系列金属离子发作反响。它对各种离子的萃取率是溶液pH值的函数,故操控不同的pH值,各金属离子被萃取的功率也就不同。国内没有发现有组成的铟特效萃取剂,对酸性磷类萃取剂的萃铟机理进行了研讨,得出磷类萃取剂萃铟才能强弱次序为:P204>P5708>P507>P5709,反萃取才能则相反,按P5709>P507>P5708>P204的次序排列。工业常用萃取剂具有功能安稳、报价低、易于操作等长处。
使用P204萃取剂对铟有较好的挑选功能,从含铟溶液中萃取铟,使铟进入有机相,与水相中难以萃取的组分铜、锌、镉和砷以及二价铁别离。进入有机相的铟再经高浓度反萃取,铟又进入水相,得到含铟的水溶液。
富集铟主要方法
2019-02-26 16:24:38
(1)水解法
使用调整各种元素水解时的不同pH值使首要元素,如铜、锌、镉与铟别离,氢氧化铟在pH=4.67~4.85时能够沉积彻底。
(2)挑选性溶解及沉积法
将含铟沉积物溶解于硫酸中,可使大部分铅呈难溶性硫酸盐沉积而与铟别离。以苛性钠溶液处理氢氧化物沉积,使铝、锌和铅进人溶液,而铟留在沉积物中,到达与铟别离的意图。以处理含铟溶液,使铟和铁,铝一起沉积,而铜、镉与锌成盐留与溶液中。如以磷酸盐从弱酸溶液(pH=3.2)中沉积铟,可使铟与铅、锌、铁和镉别离。
(3)挑选性置换法
使用各种金属分出电位不同的性质富集铟,锌粉可先在溶液中置换铜,除铜今后,铟和镉可被锌粉置换与其他元素别离。
株冶火炬金属公司氧化锌焙砂浸出选用中性、酸性两段浸出工艺,后用锌粉置换富集铟,经过采纳工艺上一系列的改善,氧化锌铟的收回率由曾经的40%左右进步到了现在的55 %以上。首要化学反响如下:(4)萃取法
P204是一种酸性磷酸盐萃取剂,通常以双分子方式存在,它能与三价元素生成一种化合物。此化合物不含亲水团,故难溶于水,而易溶于有机溶剂中,能与同一系列金属离子发作反响。它对各种离子的萃取率是溶液pH值的函数,故操控不同的pH值,各金属离子被萃取的功率也就不同。国内没有发现有组成的铟特效萃取剂,对酸性磷类萃取剂的萃铟机理进行了研讨,得出磷类萃取剂萃铟才能强弱次序为:P204>P5708>P507>P5709,反萃取才能则相反,按P5709>P507>P5708>P204的次序排列。工业常用萃取剂具有功能安稳、报价低、易于操作等长处。
使用P 204萃取剂对铟有较好的挑选功能,从含铟溶液中萃取铟,使铟进入有机相,与水相中难以萃取的组分铜、锌、镉和砷以及二价铁别离。进入有机相的铟再经高浓度反萃取,铟又进入水相,得到含铟的水溶液。
富集铟的方法
2019-02-25 10:50:24
(1)水解法 使用调整各种元素水解时的不同pH值使首要元素,如铜、锌、镉与铟别离,氢氧化铟在pH=4.67~4.85时能够沉积彻底。
(2)挑选性溶解及沉积法将含铟沉积物溶解于硫酸中,可使大部分铅呈难溶性硫酸盐沉积而与铟别离。以苛性钠溶液处理氢氧化物沉积,使铝、锌和铅进人溶液,而铟留在沉积物中,到达与铟别离的意图。以处理含铟溶液,使铟和铁,铝一起沉积,而铜、镉与锌成盐留与溶液中。如以磷酸盐从弱酸溶液(pH=3.2)中沉积铟,可使铟与铅、锌、铁和镉别离。
(3)挑选性置换法 使用各种金属分出电位不同的性质富集铟,锌粉可先在溶液中置换铜,除铜今后,铟和镉可被锌粉置换与其他元素别离。
株冶火炬金属公司氧化锌焙砂浸出选用中性、酸性两段浸出工艺,后用锌粉置换富集铟,经过采纳工艺上一系列的改善,氧化锌铟的收回率由曾经的40%左右进步到了现在的55%以上。首要化学反响如下:
ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O
In2O3+3H2SO4=In2(SO4)3+3H2O
In2(SO4)3+3Zn=3ZnSO4+2In↓
(4)萃取法提取铟P204是一种酸性磷酸盐萃取剂,通常以双分子方式存在,它能与三价元素生成一种化合物。此化合物不含亲水团,故难溶于水,而易溶于有机溶剂中,能与同一系列金属离子发作反响。它对各种离子的萃取率是溶液pH值的函数,故操控不同的pH值,各金属离子被萃取的功率也就不同。国内没有发现有组成的铟特效萃取剂,对酸性磷类萃取剂的萃铟机理进行了研讨,得出磷类萃取剂萃铟才能强弱次序为:P204>P5708>P507>P5709,反萃取才能则相反,按P5709>P507>P5708>P204的次序排列。工业常用萃取剂具有功能安稳、报价低、易于操作等长处。
使用P204萃取剂对铟有较好的挑选功能,从含铟溶液中萃取铟,使铟进入有机相,与水相中难以萃取的组分铜、锌、镉和砷以及二价铁别离。进入有机相的铟再经高浓度反萃取,铟又进入水相,得到含铟的水溶液。