置换堆积法除铜镉钴镍    A  置换净化的热力学    在水溶液顶用一种金属替代另一种金属的进程为置换。从热力学讲，只能用较负电性金属去置换溶液中的较正电性金属。例如，用金属锌能将溶液中的铜置换出来：                               Zn＋Cu2+ ==== Zn2++Cu↓    因而，置换的次第决定于水溶液中金属的电位次第，而且置换趋势的巨细决定于它们的电位差。这一点能够经过热力学核算来阐明。    从热力学分析可知，选用锌粉置换Cu，Cd，Co，Ni均可净化得很完全，可使Cu，Cd，Co，Ni的离子活度别离为Zn离子活度的10-38，10-11.63，10-16.81，与10-17.69倍。    B  置换净化的动力学    选用锌粉置换净化Cu，Cd比较简略，而净化除Co，Ni并不是很简略。用理论量锌粉很简略堆积除Cu，用几倍于理论量的锌粉也能够使Cd除掉，可是用乃至几百倍理论量的锌粉也难以将Co除掉至契合锌电积的要求。Co难以除掉的原因，国内外较多的文献都解释为Co2+复原分出时具有高的超电压的原因，一起还有一个反响速率的问题。    置换反响的速率，能够理解为负电性金属在含有正电性金属离子的溶液中溶解速率，并可用下式标明：                                    dc      A                                 - —— = k — c                                    dt      V 式中   k——速率常数；       A——与溶液的触摸面积；       V——溶液的体积；       c——正电性金属离子的浓度；       t——反响时刻。    积分上式得到：                                       V    1     c2                                k  = - — ·— ln —                                       A    t     c1 式中  c1——为正电性金属离子反响前的浓度；      c2——为正电性金属离子反响t时刻后的浓度。    置换进程速率可能是分散操控，或者是化学反响操控。研讨证明，反响                                 Zn+Cd2+ ==== Cd+Zn2+    在50℃，当转速在250r/min以下时，置换反响速率常数k与转速n呈正比。当转速在250r/min以上时，置换反响速率坚持不变。标明当低转速时，置换反响在分散区进行，高转速时反响在动力学区进行。置换反响速率与温度的关系式：（是在25~85℃范围内）                                               1350                                 lgk = 13.54 - ———                                                 T    活化能 = 4.95 x 5650J/mol = 23.14kJ/mol，即反响没有纯分散的特征。关于锌粉置换锡而言，温度高一些，反响速率当然要大一些，可是氢的超电压会下降，即在置换的一起分出氢增多，置换反响速率就会减小。所以，一般除镉用低温操作（40~50℃），并运用3~6倍镉量的锌粉。[next]    钴属慵懒金属，用锌粉置换要更难一些。                                  Zn + Co2+ ==== Co + Zn2+    为加大锌置换钴的速率，温度要提高到80-90℃。别的因为钴的分出超电压比较大，而氢的超电压又比较低，所以假如是单独用锌粉分出钴，在电化腐蚀体系的阴极反响中会以放氢为主，置换钴的反响天然很缓慢，所以在置换钴时添加As203,CuSO4或为活化剂，复原出来的正电性金属与钴构成多元化合物以加快置换反响。别的研讨还证明，运用含Sb和含Pb的锌粉具有更大的活性，因为Sb能够下降Co的分出超电压，Pb在锌粉上构成凸凹面，能够避免钴的从头溶解。    C  置换净化工艺流程    现在国内外选用锌粉对硫酸锌溶液进行深度净化，根本上有两种类型的工艺流程，一种是先热净化（高温）后冷净化（低温）流程，又称正向净化；另一种先是冷净化（低温）后热净化（高温）流程，又称反向净化或逆向净化。一般工厂多选用两段净化流程。为了进一步抵达深度净化，国内外也有一些工厂选用三段或四段净化流程。    硫酸锌溶液的正向净化与反向净化准则工艺流程见下两图。[next]     以上两种流程都可抵达溶液的深度净化，需依据各厂的具体情况进行选用。    D  置换净化的安全问题    在置换净化中常分出剧毒气体物质AsH3或SbH3。    在锌粉置换净化条件下,AsH3或SbH3可能以元素As, Sb途径与以HAs02, HSb02途径得到分出，它们的电位是：                                 As + 3H+ + 3e ==== AsH3↑                                从上面可看出，元素As, Sb生成AsH3,SbH3的可能性比从HAsO2,HSb02生成的可能性要大得多。在锌粉置换条件下（aZn2+ = 1，PAsH3 = PSbH3 = 101.32kPa），从元素As，Sb生成ASH3，SbH3的平衡pH值为2.61，3.29,当pH值添加，平衡的PAsH3 和 PSbH3 相应下降。当pH值为5时，PAsH3 下降为1.36 x 10-5kPa，PSbH3下降为0.802kPa。而从HAs02和HSb02生成AsH3的平衡pH=9.81，生成SbH3的平衡pH = 10.5，即在实践溶液pH值条件下，肯定要生成AsH3和SbH3气体。因AsH3和SbH3是剧毒物质，对人体损害极大，故在置换作业时，必定要有严厉的防备和保护措施。    药剂除钴法    在工业出产上用药剂除Co的有黄药除Co及β-酚除Co。黄药除钴根本原理是，运用黄酸钾C4H90CSSK或黄酸钠C4H9OCSSNa与溶液中的三价钴作用，生成不溶解的黄酸钴堆积除掉。首要反响为：                     4KC4H9OCSS＋2CoS04 ←→ 2Co（C4 H9 OCSS）2＋2K2S04    在广泛应用的锌粉置换除钴工艺中，锌耗费量经常是理论量的10~20倍，作业时刻长，进程一般在高温（>80℃）下进行，且常有毒气AsH3或SbH3分出，国内外仍在寻求新的净化除钴法。因而有了四氢钠（NaBH4）复原法净化硫酸锌溶液除掉镍、钴的探究。    水溶液中NaBH4的安稳性随pH值下降及温度升高而下降。为了使NaBH4安稳和pH值在净化进程中坚持不变，应在常温下制造含有必定量NaOH和NaBH4的溶液（例如含2.2g/L NaBH4及2.3g/L NaOH的溶液）作复原剂。复原镍、钴及铜、锡、铅、锑、铁等金属离子的反响为：[next]                   4MeS04＋NaBH4＋lONaOH ==== 4Me＋4Na2S04＋Na3 B03＋7H20    这种复原法能深度净化除掉镍、钴及其他比锌电位更高的杂质，工艺简洁，在较低温度下即能敏捷进行复原反响，作业时刻仅l0min，复原堆积物中镍、钴含量高，较易处理。尽管四氢钠(NaBH4）报价较高，但堆积1t杂质仅耗费0.15t NaBH4，因而与置换法比较在经济上仍是能够考虑的。    净化除氟、氯    湿法炼锌中，氟的首要来历是在处理含有氟的氧化锌粉和提高物烟尘时，被带入到浸出液中。当锌电积液中含氟高时，将对剥离锌构成困难。为此，一般对处理含氟较高的氧化锌时，须经预先焙烧除氟后再行浸出。国内某厂选用多膛炉焙烧氧化锌除氟。现在从溶液中除氟比较抱负的办法尚少，已知的办法有如下几种。    A  运用钍的盐类从溶液中除氟    其原理是氟与钍构成难溶的化合物堆积除掉。但钍盐贵重，工业上不宜选用。    B  在浸出进程中参加少数的石灰乳除氟    其原理是氟与钙生成难溶化合物氟化钙（CaF2）。    在湿法炼锌进程中，因为处理的锌焙砂、各种烟尘、氧化锌以及其他含锌物料（如铸型渣与镀锌渣等）含有必定量的氯，这些物猜中的氯在浸出进程中，简直悉数进入溶液。一起，因为整个体系运用很多的自来水，也带入必定量的氯。氯的存在影响锌电积进程，使铅阳极和设备遭受腐蚀，电积液含铅升高，使阴极分出锌质量下降。此外，C12的分出恶化劳动条件，影响环境保护。在湿法炼锌中除氯的办法较多，其间火法一般选用多膛炉焙烧法除氯，湿法常选用硫酸银堆积法、铜渣除氯法、离子交流法以及碱洗除氯法等。    硫酸银堆积法除氯的根本原理是使硫酸银与溶液中的氯盐作用，生成难溶的氯化银堆积将氯除掉。其反响式如下：                           Ag2SO4 + 2NaCl ==== Na2SO4 + 2AgCl↓    此法除氯作用很好，但因银盐贵重，且银的再生收回率较低，因而在出产中的运用受到限制。    用铜渣除氯法的根本原理是运用铜及铜离子（Cu2+）与溶液中的氯离子（C1-）相互作用，生成难溶的氯化亚铜（Cu2C12）堆积，从溶液中除掉如：                             Cu + Cu2+ + 2Cl- ==== Cu2Cl2↓    所用的铜渣能够是两段净化铜镉时产出的铜渣，也能够用从铜镉渣中收回镉后产出的铜渣。    离子交流除氯法的根本原理是运用树脂可交流基团与电积液中待除掉的离子发作置换反响，使溶液中待除掉的离子吸附在树脂上，而树脂上相应的可交流离子进入溶液。某厂在含氯高达260~370mg/L的电积液中，选用国产717号强碱性阴离子交流树脂除氯，取得了杰出作用。    国产717号树脂，原为氯型，用1.5%的硫酸处理，使它转化成硫酸型。当用锌电积液作交流液时，其离子交流势是高价离子大于贱价离子，即SO42-＞Cl-＞F-，选用离子交流法除氟氯能够抵达满足的效果。可是用强碱性季胺型阴离子树脂在高浓度中性溶液内（含SO42-高达200g/L)时，氯离子体现出有更大的交流才能，所以用树脂交流，氯离子将替代树脂上的硫酸根（SO42-），而从溶液中将氯除掉。然后再用1.5%硫酸溶液淋洗树脂取得再生。离子交流除氯法比选用焙烧法除氯，具有设备简略、出资少、劳动条件好以及不影响稀有金属收回等长处。[next]    净化除钙、铁    湿法炼锌溶液中的钙、镁是从锌精矿和冶炼进程的辅料带入体系的。钙镁盐类进入到湿法炼锌溶液体系中，不能在净化除Cu,Cd,Co等的一般净化办法中除掉，会在整个湿法体系的溶液中不断循环堆集，直抵达饱满状态。钙镁盐类在溶液中很多存在，给湿法炼锌带来一些不良影响，如：    （1)钙镁盐类进人湿法炼锌溶液体系，相应地增大了溶液的体积密度，使溶液的乳度增大，构成浸出矿浆的液固别离和过滤困难。CaSO4和MgSO4在过滤布上结晶分出时，还会阻塞滤布毛细孔，使过滤无法进行。    （2)在溶液循环体系中，当部分温度下降时Ca2+, Mg2+别离以CaS04和MgS04结晶分出，在简略散热的设备外壳和运送溶液的金属管道中堆积，而且这种结晶会成为坚固的固体，构成设备损坏和管路阻塞，严峻时会引起停产，给湿法冶炼进程带来很大损害。    （3)锌电积液中，钙镁盐类高时，添加电积液的电阻，下降锌电积的电流效率。根据以上损害，铲除过量溶解的钙镁是每一个湿法炼锌厂遇到的一起问题，长沙矿冶研讨院结合西昌冶炼厂所用质料，对含钙镁的锌精矿预处理进行过研讨，取得了有用的效果。现在，常用的净化除钙镁的办法有两类。    其一为在焙烧前除镁。国外有些湿法炼锌厂，当硫化锌精矿含Mg量达0.6%时，选用稀硫酸洗刷法除Mg，其化学反响式为                               MgC03＋H2SO4 ==== MgS04＋H20＋CO2                                  Mg0＋H2SO4 ==== MgS04＋H20    使Mg以MgS04进入到洗刷液中扫除。这种办法能有用地除掉硫化锌精矿中的镁。但因为添加了一个工艺进程，必然会带来有价金属的丢失。假如氧化锌精矿中含有Zn0，ZnC03，这一部分锌在酸洗时也进入到酸洗液中，收回困难，也会丢失。    其次可选用溶液会集冷却除钙、镁。用冷却溶液办法除钙镁的原理根据Ca2+,Mg2+在不同温度下的溶解度不同，当钙、镁含量挨近饱满时在正常作业温度下选用强制降温，Ca2+、Mg2+就会以CaS04, MgS04结晶分出，然后下降了溶液中的Ca2+、Mg2+含量。    工业出产中，多选用鼓风式空气冷却塔，将净化除Cu、Cd,Co等后的新液，在冷却塔内降到40~50`c时，放置在大型的新液贮槽内，天然缓慢冷却，这时钙镁盐生成结晶，在贮槽内壁和槽底堆积，跟着时刻的添加，贮槽内壁四周和贮槽底构成全体块状结晶物。定时铲除结晶物，以抵达除掉钙镁的意图。    也有一些工厂，将净化除Cu, Cd、Co后的新液参加到废电积液的空气冷却塔中，与废电积液一起冷却CaS04和MgS04结晶在冷却塔的塔板上或在冷却塔底集液池中分出。也有湿法炼锌厂运用一部分新液出产硫酸锌副产品，从硫酸锌产品中可将体系中的部分钙镁分流出去。    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

水免除铁    铁在浸出液中以二价铁盐FeS04和三价铁盐Fe2 ( S04）3的方式存在，当浸出结尾操控在pH值为5.2~5.4的条件下，二价铁Fe2+不能水解，有必要使其氧化成三价铁Fe3+。工业上一般用自然界的软锰矿和阳极泥（含二氧化锰）作氧化剂，在酸性介质中使硫酸亚铁氧化，其反响为    由以上反响方程式能够看出，欲使Fe2+氧化反响向右进行，有必要有H+存在，即在酸性溶液中进行，从反响平衡常数Ka可知二价铁离子和氢离子活度的指数较高，对反响平衡的影响极大，故运用Mn02作氧化剂时总是在酸性较强的溶液中进行。    高铁水解反响按下式进行。                      Fe2（S04）3＋6H20 ==== 2Fe（OH）3＋3H2S04    由上述反响可知高铁水解有酸发生，且跟着水解进行酸度添加，要使反响不断进行有必要不断中和除酸，方能使溶液坚持高铁水解应有的pH值。因为现在工业上浸出液中和水免除铁是在中性浸出终了阶段进行，高铁水解发生的酸被矿浆中氧化锌及其他金属氧化物溶解时所耗费，一般不额外加中和剂即可满意结尾pH值操控的需求。    水免除砷、锑    如前所述在中性浸出阶段，工业浸出液中砷首要是以高价的配阴离子方式存在，很少有简略的阳离子；锑首要以H3Sb04,H3Sb03胶体和Sb043-存在。当浸出结尾pH值操控在5.2~5.4时仅靠其自身在浸出液中的不稳定性尚不能除掉，有必要凭借三价铁的协助才能使砷、锑很好地除掉，三价铁对除砷、锑的效果有两点：即有化学效果，使砷、锑成尴尬溶的铁及锑酸铁的复盐；一同氢氧化铁胶体将它们吸附凝集沉降分出。锑首要是以锑酸的胶体存在，故首要被Fe（OH）3胶体吸附沉降。氢氧化铁是一种胶体，因其胶体微粒带有电性相同的电荷，彼此排挤而不易沉降，Fe（OH)3在不同的酸度下因吸附的离子不同，带的电荷亦不相同，在溶液pH值5.2时带负电，定位离子为OH-，其等电点在pH = 5.2邻近。[next]因为在pH值 2时，硅胶微粒带负电,pH <2时硅胶微粒带正电，当浸出结尾操控在pH=5.2时，氢氧化铁和硅酸胶体带有相反的电荷，两者在静电引力效果下，将会聚结在一同，使其从溶液中一起分出。锌焙烧矿中性浸出时，硅胶在pH值为4.8~5.0时很多集合分出，而不是在其等电点处很多分出。实践证明，两种胶体凝集效果是相得益彰的。    明显一起凝集效果除与进程的技能条件有关外，还与两种胶体数量有关。假如一种胶体多、一种胶体少，或胶粒子电荷相差较大，则或许发生部分凝集沉降。为了使浸出矿浆易于沉降或过滤，凝集分出的胶团应当是体积较大，且有结实的结构并有较大的沉降速度。如分出的颗粒很细，结构又疏松，将给弄清浓缩构成困难，为此工业出产一般向溶液中加人聚酞胺（三号凝集剂）来改进和加快沉降进程。    聚酞胺是一种高分子化合物，属亲水性胶体，一般不带电荷，胶体的稳定性不是靠同性电荷的彼此排挤力，而是靠溶剂化来完成。参加聚酞胺，在浸出矿浆中疏水性的氢氧化铁和亲水性的聚酞胺胶体一起存在，两种胶体在相遇磕碰后，聚酞胺的烃基将被吸附在氢氧化铁胶体表面。因为聚酞胺分子主链很长，在其数量很少的状况下，每个高分子便或许粘住多个氢氧化铁胶粒，使它们结合在一同促使其凝集。从聚酸胺在矿浆沉降中所起的效果中可知，聚酞胺不能参加过多，否则会发生相反的现象。即氢氧化铁的胶粒表面将悉数被其围住构成一层膜，有碍各胶粒的彼此凝集。

在湿法炼锌工艺中，浸出液要经过三个净化过程，第一个是焙烧料在中性浸出时，控制浸出终点pH值，使杂质元素水解，存留于浸出渣中。第二个是中性浸出液，在电解锌前必须进行净化除杂，使中性浸出液中的杂质含量符合电积锌的要求。第三个净化过程是酸浸液的除铁，这是因为在热酸浸出中，大量的铁进入溶液，要使溶液中的铁沉淀除去。    中性漫出过程的水解除杂质    这一过程是在中性浸出中完成的，即在浸出终了调节溶液pH值，使锌离子不致水解，而杂质金属离子全部或部分以氢氧化物Me（OH）n形式析出。金属离子水解按下式进行。                          Men+＋nH20 ==== Me(OH)n＋nH+                                 （10)    该反应式（10）无电子迁移、离子活度只与pH有关。反应的平衡条件是                                        1                               pH=pHө - — lgaMen+                                        n            当水溶液介质的pH大于标准pHө时，aMen+就小于1，金属离子便水解沉淀。反之，水溶液介质的pH小于标准pHө时，aMen+大于1，Me（OH）n便溶解。    所以pHө是金属离子Men+水解程度的重要数值。按上述式（10)反应计算得出的pH25ө和PH70ө值见下表。    根据pHө值便可以计算出有关金属离子水解平衡的pH值。                                        1    按反应式（10）的平衡关系，即 pH=pHө - — lgaMen+作图，见下图。由它可以看出金属离子                                        n活度在溶液中的稳定性随pH变化而变化的情况。[next]Me（OH）n生成时 pHө平衡值Me（OH）n+nH+ === Men++nH2O△Gө（25℃）/（j·mol-1）Sө（25℃）/（j·mol-1·k-1）pH25өpH70өTl（OH）3+3H+ === Tl3++3H2O51431-285-0.716-0.755Co（OH）3+3H+ === Co3++3H2O25081---0.35--FeOOH（OH）3+3H+ === FeOOH 3++3H2O22591-957.4-0.3154-0.807Cr（OH）3+3H+ === Cr 3++3H2O-106501-752.11.5330.923Fe（OH）3+3H+ === Fe 3++3H2O-115547-752.11.6170.99Ga（OH）3+3H+ === Ga 3++3H2O-134010-930.81.871.12In（OH）3+3H+ === In 3++3H2O-206595-645.32.8832.16Al（OH）3+3H+ === Al 3++3H2O-230744-731.13.222.4Bi（OH）3+3H+ === Bi 3++3H2O-267410--3.732--Sn（OH）3+2H+ === Sn 2++2H2O-3583077.60.750.717TlOH === Tl++H2O-327532522.213.912.95Cu（OH）3+2H+ === Cu 2++2H2O-219987-160.64.6043.87Zn（OH）3+2H+ === Zn 2++2H2O-279564-208.75.854.91Cr（OH）3+2H+ === Cr 2++2H2O-265507--5.49--Ni（OH）3+2H+ === Ni 2++2H2O-290938-414.56.094.96Pb（OH）3+2H+ === Pb 2++2H2O-325813-3076.826.18（5.678）Fe（OH）3+2H+ === Fe 2++2H2O-317145-221.96.655.6Cd（OH）3+2H+ === Cd 2++2H2O-329873-577.26.2Mn（OH）3+2H+ === Mn 2++2H2O-365703-134.37.6556.55Co（OH）3+2H+ === Co 2++2H2O-300971-230.66.35.29注：t=25℃，t=70℃，a=1时的数据。[next]    随着浸出过程的进行，溶液中酸度逐渐降低，由上图可知某些杂质随着pH值升高，稳定度发生变化，并能发生水解被除去。控制浸出终点的pH值愈高，杂质的水解除去则愈彻底。但硫酸锌在一定pH值下也发生水解沉淀，锌水解pH值与其浓度有关，如生产实践浸出液锌的浓度在130~140g/L,则浸出终了所能允许的最大pH值不得超过5.5~5.6。故工业生产中为了确保规定的锌浓度，浸出终点pH值取5.2~5.4。综上所述，当浸出终点pH控制在5.2~5.4时，根据上表和上图各种杂质水解除去的可能性，以及浸出后续工序的需要，在生产实践中浸出后期水解除杂质主要是针对铁、砷、锑、硅几个元素进行，由于铁与砷、锑，铁与硅之间在水解沉淀过程中有着密切的关系，这些元素水解的好坏不仅关系它们本身净化的程度，而且还成为浸出矿浆能否很好澄清、过滤的关键。

氧化铝分为三类：中性氧化铝，酸性氧化铝，碱性氧化铝&nbsp;如何将中性氧化铝活化再利用：本发明是层析中性氧化铝活化再利用方法。实现了层析中性氧化铝的再生，实现循环利用。具体工艺如下：（１）将使用后的层析中性氧化铝原料投入反应釜内，加水，再加入氢氧化钠，充分搅拌清洗，使颗粒表面吸附物脱离载体；（２）将清洗后的层析中性氧化铝用清水充分冲洗，清除吸附物，加入盐酸中和，用离心机脱水，将其取出；（３）将脱水的层析中性氧化铝投入锅中，加热，载体表面残留杂质焦化或气化，彻底清除载体表面，使孔道全部通畅；（４筛除熔烧过程中的焦炭粉尘颗粒，将其净化；（５）在氧气空间降温，使颗粒表面游离稳定．层析中性氧化铝还原成颗粒，恢复活性。本发明不但降低了生产成本。还充分考虑环保概念，生产过程基本无污染。&nbsp;以上是上海 有色 网为您提供有关中性氧化铝的内容 详细请查阅本网站

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。

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%。

新疆证券周德昕分析认为，人民币升值对钢铁行业总体影响偏中性，出口影响不大，进口压力增大；对有色金属行业的影响，大金属偏利好，小金属偏利空，贵金属偏中性。钢铁行业：短期面临三大影响首先，人民 币升值有利于钢铁企业降低成本。预计２００５年我国矿石进口量为２亿吨，需１１２０亿人民币，升值２％可以节省２２亿元的成本支出，每吨钢的成本因此下降７元，虽然成本下降有限，但对进口铁矿石依赖度较高的钢厂仍构成利好。其次，进口压力加大。我国年进口钢材在３０００万吨以上，其中７０％以上为国内无法生产或者是产能不足的冷板、镀锌等。在目前市场需求萎缩、消费不旺的情况下，本币升值引发的进口量增加将加大冷轧产品的价格压力。以进口的１ＭＭ冷轧薄板分析，７月２０日欧盟市场价格在每吨４８０欧元／吨，美国市场价格在５６０美元／吨，独联体和卡钢对出口中国报价在５４０美元／吨，加上各种税费，大致可计算出进口欧美冷板的成本在５９４３元ＲＭＢ／吨，进口独联体冷板成本为５７３８元／吨。而国内７月２２日冷板１．０＊１２５０＊２５００ｍ／ｍＳＴ１２成交价格在５７７５元／吨。人民币升值２％将使得其冷轧产品进口成本节省１１５元／吨。第三，出口方面的负面影响较小。目前，出口退税的大幅下降和控制低端钢铁的出口，已经使大部分厂商将出口转移至国内市场，因此企业的出口销售收入受人民币升值影响不会很大。２００４年我国钢材、钢坯、铁合金合计出口总额为１３３亿美元，即使２００５年出口总额维持２００４年水平，升值２％也仅使国内钢铁业减少收入２１亿元。上市公司出口业务较大的主要有鞍钢、宝钢、华菱、武钢。从中长期看，虽然“通过国际市场来转移国内过剩的钢铁产能”是２００４年政府努力的方向，但由于人民币继续升值将可能是中长期趋势，因此国内钢材的进口增加和出口减少将是不可避免的，这对本已过剩的钢铁行业会造成进一步压力。当然压力程度还要取决于未来人民币继续升值的幅度和时机。有色金属：短期影响有限出口导向型企业短期不受冲击。一般来说，完全国际化定价的国内有色金属价格将会因人民币升值２％而下跌２％。可是，虽然目前国内的沪金属对ＬＭＥ、ＣＯＭＥＸ金属有一定影响，但国际铜价受资金推动的走势较坚挺，人民币小幅升值对国际资本继续维持有色金属价格影响甚微，因此短期对出口导向的有色金属企业冲击不会很大。利好原料进口型企业。作为有色金属生产大国和资源稀缺国，中国需进口大量原料，同时将部分加工品出口。人民币升值对需要进口大量有色金属矿产品的有色金属冶炼企业是利好，它们可以在一定程度上降低生产成本，但对不同品种和公司的影响会有差异。电解铝已提前消化不利影响。值得一提的是，日前，新政策将终止氧化铝及铁合金加工贸易的税收优惠，这两项产品将不再享有８％的出口退税及免除１７％增值税的优惠待遇。该政策将使电解铝出口大幅下降，４月以来的传闻已经使得电解铝企业减少了氧化铝加工贸易和产品出口，因此人民币升值带给电解铝出口企业的负面影响已经被该政策掩盖掉了。

在整个浸出过程中，跟着浸出时刻的添加，金的浸出率不断提高，可是浸出速度却在不断下降，而且浸出率逐步趋近于某一极限值。    跟着时刻的延伸，金的浸出速度逐步下降的原因如下：    1. 在浸出过程中，因为金不断溶解，金粒的体积和数目在不断削减。    2. 跟着金的浸出，使化药剂、溶解氧和金的归纳物的扩散距离越来越大。    3. 在金溶解的一起，矿浆中的杂质元素不断添加和堆集，有些杂质还会在金粒的表面成有害的薄膜。

电解金属锰过程 是阴极上析出Mn产品。由于锰电势很负(-1.18V),且Mn2+水解pHӨ25为7.655，pHӨ70为6.65，为了提高其水解pH值与提高电流效率电解液必须维持高的(NH4)2SO4含量，其作用是:①生成锰馆配离子，提高Mn2+水解pH值，使Mn2+不易水解，见下图；②起缓冲作用；③增加溶液导电性能。不加(NH4)2SO4不能维持正常电解作业。    (NH4)2SO4含量的要求与电解使用抗氧剂品种有关，如用SeO2作抗氧剂，(NH4)2SO4含量为100~120g/L，如用SO2作抗氧剂，(NH4)2SO4含量需130~140g/L.     MnCO3矿浸出主要反应式为                                MnCO3+H2SO4===MnSO4+H2O+CO2↑                                Fe3O4+4H2SO4===FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O                                FeO+H2SO4===FeSO4+H2O                                CuO+H2SO4===CuSO4+H2O                                CoO+H2SO4===CoSO4+H2O                                NiO+H2SO4===NiSO4+H2O                                MgO+H2SO4===MgSO4+H2O    以浸出液要求含Mn40kg/m3计算，碳酸锰矿粉加入量的计算公式为    一般MnCO3矿粉浸出的矿酸比(质量比)为1:0.55~0.6。MnCO3矿浸出的主要技术条件：    温度：①不外加热，利用H2SO4反应热可使矿浆升温至55~65℃。②外加热至80℃    液固比：8~10:1    浸出始酸：70~80g/L    浸出终点pH:1.5    浸出时间：2~3h

浸出是湿法冶金的度要进程之一，其实质在于运用恰当的溶剂使矿精矿或半产品中的有价成分优先溶出，得以与脉石别离。       为了使矿藏从矿石中单体别离出来以利于浸出，矿石需经破碎和磨矿再进行浸出，一般能够选用机械拌和浸出也能够选用空气拌和浸出。    一、浸出进程的热力学    原猜中各种物质在浸出进程中，什么组分优先溶解、各组分的安稳规模、反响的平衡条件以及条件改变时平衡移动的方向和极限怎么，属热力学领域，是浸出进程需求研讨的问题。    各种金属离子在水溶液中的安稳性与溶液中金属离子的电势、pH值、离子活度、温度和压力等有关，故现代湿法广泛运用电势-pH图来分析浸出进程的热力学条件。电势-pH图是将水溶液中根本反响的电势与pH值、离子活度的函数联系，在指定的温度、压力下将电势和pH值的改变联系标明在图上。    从电势-pH图上不只能够看出各种反响的平衡条件和各组分的安稳规模，还可判别条件改变时平衡移动的方向和极限。下面扼要阐明常温(25℃)下，浸出时固液相间多相反响的吉布斯自在能改变和平衡式，及φ-pH图的制作与使用。    一切湿法冶金的化学反响都可用下列通式标明：                                     aA+nH++Ze-===bB+cH2O    反响具有如下三种类型：    Ⅰ.有电子(e)千移而无H+参加反响的氧化-复原反响其反响的自在能改变为                                     aA+ze-===bB     其反响的自在能改变为    式中   φ——电极电势；             φӨ——标准电极电势(温度为25℃，aMen+=1时的φ)；             z——电子搬迁数；             aA,aB——金属离子的活度。[next]    φӨ值可查表得到，也可由反响标准自在能改变ΔGӨ求出，即：    当aB=aA=1时       ΔGӨ=-1.987·298·2.303npHӨ=-1364npHӨ    式中pHӨ称为标准pH值，pHӨ数值为    式中  n——H+=数；          Ksp——Me(OH)n的溶度积；          Kw——水的离子积。    Ⅲ.有电子搬迁，φ与pH有关的氧化-复原反响，                             aA+nH++ze-===bB+cH2O    反响的电极电势为    a=1,n=z时，电势-pH方程式为                                              φ=φӨ-0.0591pH                                                                   (7)    众所周知，水仅仅是在必定电势和pH条件下才是安稳的，水安稳的上限是分出氧，其安稳程度由下式断定。                                           O2+4H++4e-===2H2O                                    φO2/H2O=1.229-0.0591pH(Po2=101kPa时)                                    (8)    水安稳的下限是分出氢，其安稳程度由下式断定。                                           2H++2e-===H2                                    φH+/H2=0.0591pH(PH2=101kPa时)                                                (9)[next]    由表1所列有关反响的φ3Ө,φ1Ө,pH2Ө值，并假定金属离子活度等于1，令温度等于298K，依据(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)类反响化学方程式便可作出Me-H2O系的φ-pH图，见图1。 表1         有关Me-H2O系φ3Ө, φ1Ө,pH2Ө数值Men+-MeMe(OH)nφ3Ө/Vφ1Ө/VpH2ӨAg+-Ag Cu2+-Cu BiO+-Bi AsO+-As SbO+-SbAg2O Cu(OH)2 Bi2O3 As2O3 Sb2O31.73 0.609 0.370 0.234 0.1520.7991 0.337 0.320 0.254 0.2126.32 4.60 2.57 -1.02 -3.05Tl+-Tl Pb2+-Pb Ni2+-Ni Co2+-Co Cd2+-CdTl(OH) Pb(OH)2 Ni(OH)2 Co(OH)2 Cd(OH)20.483 0.242 0.11 0.095 0.022-0.336 -0.126 -0.241 -0.277 -0.4113.90 6.23 6.09 6.30 7.20Fe2+-Fe Sn2+-Sn In3+-In Zn2+-Zn Cr2+-Cr Mn2+-MnFe(OH)2 Sn(OH)2 In(OH)3 Zn(OH)2 CrO Mn(OH)2-0.047 -0.091 -0.173 -0.417 -0.588 -0.727-0.44 -0.136 -0.342 -0.763 -0.913 -1.1806.64 0.75 3.00 5.85 5.5 7.65    从图1能够看出，简略Mn-H2O系划分为Mn2+和Mn(OH)2及Mn三个区域也就构成了湿法炼锰的浸出、水解净化和电积进程所要求的安稳区域。    浸出进程就是要创造条件使原猜中的锰及其他有价金属跳过Ⅰ线而进入Mn2+区。水解净化便是创造条件使Mn2+停留在Mn2+区域，一起使杂质再超越Ⅱ线进入Me(OH)n区。电积便是创造条件在阴极上施加电势，使Mn2+进入金属Mn区。    由图1可知，在锰浸出终了时，操控浸出结尾pH=6.5,一些金属能够呈氢氧化物沉积被除掉。[next]    二、浸出进程的动力学    浸出进程决定于溶剂向反响区的搬迁速度和相界上的化学反响速度。    溶剂向矿藏单位表面的分散速度，依据菲克规则，可标明如下：    在矿藏表面上，发作浸出进程的化学反响，其速度依据质量效果规则可标明如下：    式中  υk——单位时刻溶剂因为在矿藏单位表面上发作化学反响而引起的浓度下降，即化学反响速度；            Kk——吸咐-化学改变动力学阶段的速度常数；            n——反响级数。    经过一段时刻之后，安稳状况便建立起来。在此情况下，各按部就班环节的速度就持平。也就是说，进程微观速度    因而，依据方程(10)和(11)得到                                                          KD(C-Cs)=KkCns    关于大多数浸了进程来说，反响速度都遵守一级反响方程，即n=1.因而，由上式求得： [next]     现在来评论由下列两个阶段(溶剂向相界面的分散及相界面上的化学反响)所组成的浸出进程的各种情况。    ①进程为化学反响所约束，或Kk《KD。在此情况下，依据方程(12)得到：                                                                υ=KkC    对动力学区域来说，最慢的环节是化学反响，所以进程的速度遵守化学反响所固有的各种规则。    ②进程为物质搬迁(分散)所约束，或Kk》KD。在此情况下，依据方程(12)得到                                                                υ=KDC    这阐明进程的速度决定于最慢的分散环节。因而，在分散区域内，进程的速度遵守分散(传质)所物有的各种规则。    ③在上述两区域之间有过渡区存在，其间KD和Kk可相比较。在过渡区域中，进程的微观速度决定于动力学和分散的各种规则。    从以上所可知，各种下降反响速度常数和增大分散速度常数的要素，都将促进进程移入动力学区；反之，亦然。    添加或下降反响速度常数的一个重要要素是温度。    在动力学区域内，浸出速度与温度的联系可用下式标明：    式中  Ko——常数，适当于活化能E等于零时的反响速度常数；            R——气体常数；            E——反响活化能。    对大多数的反响来说，活化能在2.09×104J~8.37×104J规模内。温度对反响速度的影响也常用反响速度的温度系数来标明。如温度升高10℃，反响速度增大到2~4倍，也就是说反响速度的温度系数等于2~4。    在分散区域内，浸出速度与温度的联系可用下式标明：    式中  KO′——常数；       E′——分散活化能。    分散进程也需求活化能，因为分散质点在其运动时不断地落入和跳出溶剂质点力场的规模。分散进程是在没有彻底开裂和构成化学键的情况下发作，故进行时需求较小的活化能，4.18×103J~12.55×103J，这个数值较小的活化能，一般可用来作为判别进程在分散区进行的标志。    三、锰矿的浸出    锰矿的浸出首要选用两大类锰矿，即碳酸锰矿(MnCO3)直接用H2SO4与废电解液浸出或软锰矿(MnO2)与复原剂(硫铁矿、硫酸亚铁、SO2等)加H2SO4与废电解液一起浸出，或许MnO2经复原焙烧后得MnO再浸出，均可制得硫酸锰浸出液。[next]    1.碳酸锰矿粉(MnCO3)的浸出    我国出产电解二氧化锰首要是选用碳酸锰矿浸出工艺流程。碳酸锰矿浸出的热力学分析见图2Mn-H2O系φ-pH图。         Mn-H2O系电势-pH图中有关的反响式如下：         Mn2++2e-===Mn                                                      (1)              φ25=-1.181+0.02958lgaMn2+              φ50=-1.184+0.03206lgaMn2+         MnO+2H+===Mn2+H2O                                            (2)              pH25=8.938-0.5lgaMn2+              pH50=8.119-0.5lgaMn2+         MnO+2H++2e-===Mn+H2O                                      (3)              φ25=-0.6524-0.05916pH              φ50=-0.6638-0.06412pH        Mn3O4+2H++2e-===3MnO+H2O                                 (4)             φ25=0.2232-0.05916pH              φ50=0.2185-0.06412pH       Mn3O4+8H++2e-===3Mn2++4H2O                              (5)              φ25=1.810-0.2366pH-0.08874lgaMn2+              φ50=1.780-0.2565pH-0.09618lgaMn2+[next]       Mn2O3+6H++2e-===2Mn2++3H2O                             (6)              φ25=1.48-0.1775pH-0.05916lgaMn2+              φ50=1.461-0.1924pH-0.06411lgaMn2+       MnO2+4H++2e-===Mn2++H2O                                   (7)              φ25=1.229-0.1183pH-0.02958lgaMn2+              φ50=1.213-0.1282pH-0.03206lgaMn2+       3Mn2O3+2H++2e-===2Mn3O4+H2O                          (8)              φ25=0.8318-0.05916pH              φ50=0.8215-0.06412pH                 2MnO2+2H++2e-===Mn2O3+H2O                             (9)              φ25=0.9734-0.05916pH              φ50=0.9662-0.06412pH     MnO4-+4H++3e-===MnO2+2H2O                     (10)             φ25=1.704-0.07888pH+0.019721gaMnO4-             φ50=1.6851-0.08549pH+0.021371gaMnO4-    MnO42-+4H++2e-===MnO2+2H2O                     (11)            φ25=2.2746-0.1183pH-0.029581gaMnO42-            φ50=2.2763-0.1282pH-0.032061gaMnO42-    MnO4-+e-MnO42-                                                (12)           φ25=0.5549+0.059161gaMnO4--0.059161gaMnO42-           φ50=0.5026+0.064121gaMnO4--0.064121gaMnO42-    MnO3++e-===MnO2-                                          (13)         φ25=1.5127+0.059161gaMnO3+-0.059161gaMnO42-         φ50=1.5460+0.064121gaMnO3+-0.064121gaMnO42-    MnO2+4H++e-Mn3++2H2O                                  (14)         φ25=0.9444-0.2366pH-0.059161gaMn3+         φ50=0.8810-0.2565pH-0.064121gaMn3+    MnO4-+8H++4e-===Mn3++4H2O                       (15)         φ25=1.5122-0.1184pH-0.014801gaMn3++0.014801gaMnO4-         φ50=1.4840-0.1284pH-0.016031gaMn3++0.016031gaMnO4-    2H++2e-===H2                                                   (a)         φ25=-0.05916pH         φ50＝-0.06412pH         φ25=1.2292-0.05916pH         φ50=1.2081-0.06412pH    [next]    由图2可知锰矿浸出各种反响的平衡条件和各组分的安稳规模，可选取优化技能条件有利于MnCO3矿粉的浸出。    浸出时碳酸锰粉的参加量核算公式如下(设以浸出液要求含锰50kg/m3核算)：    硫酸参加量(kg)=锰粉参加量(kg)×矿酸比-废电解液用量(m3)×废液含量(kg/m3)    一般碳酸锰粉浸出的矿酸比为:1:0.55~0.6.    净化:在碳酸锰粉浸出进程中，除主体金属锰进入溶液外，铁与重金属等杂质也相应进入溶液中。工业出产中均选用浸出后加石灰中和水解法除铁，加BaS或Na2S硫化法除重金属，理论上与电解金属锰相相似。    工业出产中把碳酸锰粉的浸出与除铁一般称为化合工序，其首要技能条件为:浸出温度≥90℃，浸出时刻4~6h,浸出结尾pH3~5，中和结尾pH6~7，一般选用氧化钙中和，中和时刻0.5h.净化除重金属一般称为硫化工序，常用的硫化剂有:硫化、、硫化铵、福美钠[又称二甲胺基磺酸钠，简称S.D.D,分子式为(CH3)2NCS2Na)]及多硫化钙等。硫化净化的首要技能条件为:温度60~80℃，拌和时刻30~40min，硫化槽陈化时刻24~48h.    2.软锰矿粉(MnO2)的浸出    MnO2是一种氧化剂，有必要有复原剂的条件下，或许经过复原焙烧后得MnO,才干溶解于硫酸。锰矿石复原焙烧得MnO,复原剂能够用二氧化硫、、铁屑、硫酸亚铁等。这些复原剂存在一些缺陷，如二氧化硫法浸出速度快，但存在副反响，生成连二硫酸锰；法需配套的H2S气体发作设备，工艺杂乱，环境污染严峻；铁粉或硫酸亚铁法试剂耗费大，液固别离较困难，除铁工作量大。    下面介绍两种浸出MnO2较好的复原剂：    1)硫铁矿(FeS2)与MnO2浸出    钟竹前、梅光贵、蒋训雄等具体研讨了硫铁矿与软锰矿浸出的热力学、动力学，并与刘峰等进行了工业性实验，取得了杰出成果，于1987年申请了专利，专利申请号为87102046。[next]    (1)FeS2与MnO2浸出进程的热力学    为了从理论上阐明硫铁矿复原浸出软锰矿的可行性，咱们选用有关公式对Fe-S-H2O系和Mn-H2O系进行热力学核算，制作了Fe-S-H2O系和Mn-H2O系的φ-pH图(见图3)。    由图3可得出如下定论:    ①元素硫安稳区随温度升高而缩小，即温度升高有利于FeS2中的硫转化成SO42-或HSO-4,下降酸耗。    ②Fe2+的安稳区亦随温度升高而缩小，相反赤铁矿(Fe2O3)的安稳区则扩在，因而高温下进行FeS2溶出有利于其间的铁以赤铁矿(Fe2O3)方式留在渣中而下降铁的含量。    ③无论是常温或高温条件下，理论上硫铁矿复原浸出软锰矿都是可行的。选用较高温度浸出首要是出于动力学的需求，一起利于硫铁矿中的硫和铁别离转变为SO42-或H2SO4和Fe2O3，然后到达浸出速度快、酸耗低、铁溶出率低的效果。    ④不同的酸条件下，硫铁矿可别离按下列反响氧化溶出：                   FeS2+MnO2+4H+=Fe2++Mn2++2H2O+2S°                                (1)                   FeS2+7MnO2+14H+=Fe2++7Mn2++6H2O+2HSO-4                     (2)                   FeS2+7MnO2+12H+=Fe2++7Mn2++6H2O+2SO4 2-                     (3)                  2FeS2+15MnO2+28H+=2Fe2++15Mn2++14H2O+2SO42-             (4)    温度较高时，如100℃以上，反响(3)不发作，而以如下反响进行：                  2FeS2+15MnO2+26H+===Fe2O3+15Mn2++11H2O+4HSO-4        (5)    ⑤反响(1)产出的元素S°可进一步氧化生成HSO42-或SO42-,然后下降酸耗。[next]    (2)FeS2与MnO2浸出进程的动力学    ①实验质料与设备    质料:软锰矿与硫铁矿(成分见表2)。 表2                   质料成分质料含量/%成分MnFeCoNiCuSCaOMgO软锰矿40.018.500.110.120.016 ＜1＜1硫铁矿 39.57   43.41      硫酸:化学纯    实验设备与设备(见图4)。    实验在容积为1L的三口瓶中进行，恒温水浴保持温度，三口瓶上装有回流冷凝管避免溶液蒸腾。拌和器由沟通稳压电流供电，确保拌和速度安稳。    ②实验计划    往三口瓶中参加所需量的水和硫酸，开端拌和，待升温到指定温度后，将软锰矿和硫铁矿混匀后敏捷参加瓶中并计时，每隔必定时刻，取5mL矿浆分析溶液中锰，得出锰的浸出率随时刻的改变。    ③实验条件、成果与分析    a.温度实验    实验条件:m(软锰矿):m(硫铁矿):m(硫酸)=1:0.5:0.7,液固比10:1；拌和速度500r·min-1;实验温度70℃，80℃，90℃，95。    实验成果(见图5)阐明，温度对浸出速度的影响明显，在较高温度下(95℃)浸出，仅42min即可达90%的浸出率，而温度较低时(70℃),要到达90%浸出率则需100min.[next]    以1-(1-a)1/3对t作图(图6)，可见1-(1-a)1/3与时刻t成线性联系，契合Habashi表面化学反响操控的缩短核反响模型。    对1-(1-a)1/3~t联系曲线进行线性回归，求得各温度下的实验速度常数K(表3)。 表3                    各温度下的反响速度常数温度T/K343353363368K×1035.3887.3509.80011.850lgk-2.269-2.131-2.008-1.926    以lgk对1/T作图，可见lgk与1/T呈线性联系(见图7)。据图7和Arrhenius方程求得反响活化能为                                                  E=32.26KJ/mol    b.拌和速度实验    实验条件m(软锰矿):m(硫铁矿):=1:0.5:0.525,液固比10:1;温度95℃。调查拌和速度为350,500,910(r·min-1)时对浸出率的影响。    实验成果如图8所示，在所调查的拌和速度规模内(350~910r·min-1),拌和强度对浸出无影响，用缩短核反响模型处理，可得1-(1-a)1/3与时刻t成线性联系，且不同拌和强度下的1-(1-a)1/3~t联系曲线重合(图9)，即拌和强度对反响速度无影响。    温度和拌和速度实验的成果证明:浸出进程受颗粒表面化学反响操控。[next]    (3)浸出条件实验及进程优化    动力学实验成果证明硫铁矿复原浸出软锰矿受颗粒表面化学反响操控，进步温度和浸出剂浓度等有利于加速浸出速度。为寻觅最佳浸出工艺条件，进行了单要素实验。    研讨了硫铁矿用量，硫酸用量，温度，液固等到浸出时刻等要素对锰浸出率的影响。    ①液固比的影响    实验条件:m(软锰矿):m(硫铁矿):m(硫酸)=1:0.5:0.65,温度90℃，浸出时刻4h.    实验成果(见图10)标明，液固比对锰浸出率影响很小，但液固比太小，矿浆粘度增大，液固别离困难；液固比太大，浸出液锰浓度低，蒸汽耗费添加，主张液固比为2:1~5:1.    ②硫铁矿用量的影响    实验条件:m(软锰矿):m(硫酸)=1:0.75,温度90℃；液固比5:1；浸出时刻4h.    实验成果(见图11)标明，硫铁矿用量对锰浸出率的影响较大，其用量为软锰矿量的0.4倍为佳，用量过大，因为很多铁被浸出，既耗费酸，又给下步净化进程形成困难。 [next]     ③硫酸用量的影响    实验条件:m(软锰矿):m(硫铁矿)=1:0.5; 温度90℃，液固比5:1，浸出时刻4h.    实验成果(见图12)标明，硫酸用量是影响锰浸出率的重要要素之一，随硫酸用量添加，锰浸出率敏捷进步，当硫酸用量为软锰矿量的0.65倍以上时，锰浸出率改变很小。    依据上述热力学分析，在不同pH条件下，硫铁矿可别离按本节的反响式(1)~(5)式进行，其间以反响(1)耗酸最大，反响(4)最少。    设浸出进程仅按(1)式进行，即硫铁矿中的硫以元素(S°)方式产出，则求得理论配料比(质量比)为         m(软锰矿):m(硫铁矿):m(硫酸)=1:1.002:1.391    设浸出的反响仅按(4)式进行，即硫铁矿中的硫以SO42-方式产出，则求得理论配料比(质量比)为          m(软锰矿):m(硫铁矿):m(硫酸)=1:0.184:0..826    而实践配料比(质量比)为          m(软锰矿):m(硫铁矿):m(硫酸)=1:0.4:0.65    即实践配料比中硫铁矿和硫酸用量较反响(1)的理论值低，而较反响(4)的理论值高，阐明浸出进程中有适当部分以SO42-或HSO-4方式产出，下降了酸耗。    ④温度的影响     实验条件:m(软锰矿):m(硫铁矿):m(硫酸)=1:0.5:0.81,液固比5:1,浸出时刻4h.    实验成果(见图13)标明，温度升高，锰浸出率添加，浸出温度为90℃左右为宜。    ⑤浸出时刻的影响     实验条件:m(软锰矿):m(硫铁矿):m(硫酸)=1:0.5:0.65;温度90℃；液固比5:1.    实验成果如图14所示，浸出时刻以2h为宜。    ⑥归纳条件实验    依据单要素实验成果，选定三组条件进行归纳条件实验，实验成果如表4。 表4                     归纳条件实验成果序号实验条件实验成果m(软S锰矿): m(硫铁矿):m(硫酸)温度/℃干渣率/%渣成分(%)浸出率/%MnFeMnFe11:0.5:0.659062.630.7721.3898.227.321:0.5:0.89552.80.1520.199.112.331:0.45:0.7510053.91.3116.797.119.25[next]     2)Mn与MnO2的浸出    (1)浸出进程的热力学分析    从Fe-S-H2O系与Mn-H2O系φ-pH图(图3)可知，MnO2与FeS2,FeS在硫酸介质中反响可得，Mn2+,Fe2+,Fe3+,HSO-4,SO42-和S。同理，MnO2与MnS反响可得相似成果。    MnO2与MnS可能发作如下三个首要反响：                     MnO2+MnS+4H+===2Mn2++S+2H2O                                  (1)                     ΔGӨ25=-227.999KJ,ΔGӨ100=-217.979KJ                     φӨ25=1.182V      φӨ100=1.130V     mMnO2(Mn):mMnS(Mn):m(2H2SO4):m(2Mn2+)=0.5:0.5:1.78:1                     4MnO2+MnS+9H+===5Mn2++HSO-4+4H2O                        (2)                      ΔGӨ25=-765.187KJ,ΔGӨ100=-746.907KJ                        φӨ25=0.991V     φӨ100=0.968V    mMnO2(4Mn):mMnS(Mn):m(4.5H2SO4):m(5Mn2+)=0.8:0.2:1.6:1                   4MnO2+MnS+8H+===5Mn2++SO42-+4H2O                          (3)                      ΔGӨ25=-752.886KJ,ΔGӨ100=-740.200KJ                      φӨ25=0.976V     φӨ100=0.959V    mMnO2(4Mn):mMnS(Mn):m(4H2SO4):m(5Mn2+)=0.8:0.2:1.425:1    上列(1)、(2)、(3)三式ΔGӨ均为较大负值，矿从热力学分析，其反趋势大。    (2)浸出条件实验    ①反, 应温度对浸出率的影响见(, 图15).    实验条件：m(硫锰矿):m(软锰矿):m(H2SO4)=1:0.45:0.55,时刻5h.[next]    ②反响时刻对浸出率影响见(图16)。    实验条件：m(硫锰矿):m(软锰矿):m(H2SO4)=1:0.45:0.55,温度90℃.    ③反响始酸浓度对浸出率的影响(见图17)。    实验条件:温度90℃，时刻5h。    m(硫锰矿):m(软锰矿)=1:0.45.    跟着始酸度增大，浸出率进步，但始酸浓度遭到终酸浓度不能太高的约束，不然中和耗量大，不经济，一起有必要考虑硫酸铵浓度的平衡问题。    ④矿比(配料比)对浸出率的影响见(图18)。    实验条件:温度90℃，时刻5h，始酸65g/L.    图18标明硫锰矿与软锰矿质量比在1:0.25以上，锰浸出逐步下降，下降软锰矿则浸出液中有Fe2+存在，为了使Fe2+悉数氧化为Fe3+，有利于除Fe，挑选最佳矿比为硫锰矿与软锰矿之比为1:0.45.    铁离子在MnO2与MnS反响进程中起促进剂效果。                                     2Fe2++MnO2+4H+===2Fe3++Mn2++4H2O                                     2Fe2++MnS===2Fe2++Mn2++S                                    ΔGӨ25=-158.168KJ,ΔGӨ100=-221.719KJ    经过170屡次浸出条件实验，得出浸出最佳条件为:m(硫锰矿):m(软锰矿):m(H2SO4)=1:0.45:0.65,温度90℃,时刻5h，锰浸出率75%~80%。    四、浸出液的净化    锰浸出液的除铁与除重金属与电解金属锰相似。