摘要：傳統(tǒng)濕法煉鋅工藝中會產(chǎn)生性質穩(wěn)定、難以溶出的鐵酸鋅,導致鐵鋅分離困難。鐵酸鋅與磁鐵礦均為穩(wěn)定的尖晶石結構,將鐵酸鋅還原轉化為氧化鋅和磁鐵礦,可從鐵酸鋅中分離出鋅,同時鐵穩(wěn)定在尖晶石結構中不被溶出。本文首先進行了鐵酸鋅的還原熱力學分析,再采用合成鐵酸鋅開展了選擇性還原反應動力學的研究。開展了鐵酸鋅的選擇性還原反應過程機制的研究,采用TG、XPS及XRD查明還原過程中失重分解特征、離子遷移行為、物相轉變過程和產(chǎn)物層形貌變化,揭示了鐵酸鋅還原分解為氧化鋅和磁鐵礦的歷程。并以高鐵鋅焙砂為處理對象,采用單因素實驗考察了CO/CO2弱還原性氣氛下鐵酸鋅選擇性還原為氧化鋅和磁鐵礦的焙燒條件,再通過硫酸浸出分離鋅鐵。取得以下研究結論：通過熱力學分析得出焙燒工藝關鍵在于控制CO/（CO+CO2）,750℃下CO/（CO+CO2）應控制在2.68%～36.18%之間。通過等溫動力學研究表明鐵酸鋅的選擇性還原過程可用收縮未反應核模型來描述,反應的動力學方程為1-（1-α）1/3=0.667925exp（-35817/RT）,反應活化能為35.817kJ/mol。反應屬于化學反應控制,升高溫度有利于提高... 

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 文獻綜述
    1.1 鐵酸鋅在鋅冶煉過程中的產(chǎn)生及處理
        1.1.1 鋅冶煉工藝
        1.1.2 鐵酸鋅在傳統(tǒng)鋅冶煉過程中的產(chǎn)生
        1.1.3 鋅冶煉過程中含鐵酸鋅物料的處理
    1.2 鐵酸鋅的結構及其還原過程中的物相轉變
        1.2.1 鐵酸鋅的結構及性質
        1.2.2 鐵酸鋅還原過程中鋅鐵物相轉變
    1.3 課題研究的內容及意義
        1.3.1 課題研究的內容
        1.3.2 課題研究的意義
2 實驗原料與方法
    2.1 實驗原料
        2.1.1 鐵酸鋅
        2.1.2 鋅焙砂
    2.2 實驗藥劑與實驗設備
    2.3 實驗方法
        2.3.1 鐵酸鋅的還原基礎及過程研究實驗
        2.3.2 鋅焙砂的還原焙燒硫酸浸出工藝實驗
    2.4 分析及表征方法
        2.4.1 化學分析
        2.4.2 X射線熒光光譜分析
        2.4.3 熱重分析
        2.4.4 X射線衍射
        2.4.5 X射線光電子能譜
        2.4.6 微觀形貌分析
3 鐵酸鋅選擇性還原基礎研究
    3.1 鐵酸鋅選擇性還原的熱力學分析
    3.2 鐵酸鋅選擇性還原的等溫反應動力學
        3.2.1 動力學方程的建立
        3.2.2 反應溫度與還原速率的關系
        3.2.3 CO濃度與還原速率的關系
        3.2.4 CO/(CO+CO2)與還原速率的關系
    3.3 鐵酸鋅過還原的物相轉變特征
    3.4 小結
4 鐵酸鋅選擇性還原過程機制研究
    4.1 失重分解特征
    4.2 離子遷移行為
        4.2.1 Zn 2p3/2峰分析
        4.2.2 Fe 2p峰分析
        4.2.3 表面原子百分比變化
    4.3 物相轉變過程
    4.4 產(chǎn)物層形貌變化
    4.5 小結
5 鋅焙砂的選擇性還原焙燒硫酸浸出工藝研究
    5.1 還原焙燒工藝試驗研究
        5.1.1 焙燒溫度與焙燒效果的關系
        5.1.2 CO濃度與焙燒效果的關系
        5.1.3 CO/(CO+CO_2)與焙燒效果的關系
        5.1.4 焙燒時間與焙燒效果的關系
        5.1.5 還原焙砂的形貌特征
    5.2 浸出工藝實驗研究
        5.2.1 浸出酸度對浸出效果的影響
        5.2.2 浸出溫度對浸出效果的影響
        5.2.3 液固比對浸出效果的影響
        5.2.4 浸出時間對浸出效果的影響
    5.3 小結
6 結論與建議
    6.1 結論
    6.2 建議
參考文獻
攻讀碩士學位期間主要研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]攀枝花預氧化鈦精礦的H2還原行為[J]. 危雪梅,魯雄剛,肖瑋.  中國有色金屬學報. 2013(11)
[2]鋅浸出渣工藝礦物學與環(huán)境活性(英文)[J]. 李密,彭兵,柴立元,彭寧,謝先德,閆緩.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(05)
[3]鋅冶煉氧壓浸出渣硫資源綜合利用方案淺析[J]. 蔡掛才,周開敏,王軍會.  硫酸工業(yè). 2012(06)
[4]鋅浸出液三價鐵直接水解赤鐵礦法除鐵的探討[J]. 岳明,孫寧磊,鄒興,邵建春,劉金山,王魁珽,陸業(yè)大.  中國有色冶金. 2012(04)
[5]從鋅浸出渣中濕法回收鋅[J]. 郭曉娜,張亞莉,于先進,房濤,李懷梅.  濕法冶金. 2012(01)
[6]鋅氧壓浸出工藝的應用及推廣[J]. 仝一喆.  礦冶. 2011(04)
[7]低品位氧化鋅礦石氨浸工藝影響因素研究[J]. 魏志聰,方建軍.  礦冶. 2011(04)
[8]弱氧化性氣氛下塵泥含碳球團的還原動力學[J]. 魏汝飛,李家新,李杰民,龍紅明,王平,高崗,林高鵬.  過程工程學報. 2011(03)
[9]攀枝花鈦鐵礦固態(tài)還原行為[J]. 郭宇峰,游高,姜濤,邱冠周.  中南大學學報(自然科學版). 2010(05)
[10]鋅浸出液針鐵礦法除鐵[J]. 鄧永貴,陳啟元,尹周瀾,張平民.  有色金屬. 2010(03)

博士論文
[1]從銦鐵酸鋅中用機械活化方法強化浸出銦、鋅的機理研究[D]. 姚金環(huán).廣西大學 2013
[2]鐵酸鋅高溫煤氣脫硫行為及氣氛效應研究[D]. 梁美生.太原理工大學 2005



本文編號：3672067