氧化锌矿制备活性氧化锌的工艺研究

研究了以氧化锌矿为原料, 经酸浸、净化、沉淀转化、过滤、洗涤、打浆、喷雾干燥制得活性前驱体碱式碳酸锌, 前驱体经煅烧制备活性氧化锌的新工艺。重点考查了前驱体碱式碳酸锌制备工艺中反应温度、尿素的浓度、物料配比及干燥过程中添加的分散剂种类和用量对前驱体粒径的影响。     

含钒粘土矿两段浸出提钒工艺

采用碱浸预处理-酸浸提钒的两段浸出工艺从含钒粘土矿中浸出钒, 考察了碱浸预处理工序中NaOH用量和浸出时间、预处理后酸浸工序中H₂SO₄用量、浸出温度、浸出时间、液固比等因素对钒浸出率的影响。碱浸预处理能部分溶解Si、Al矿物, 从而破坏含钒矿物晶体结构, 为酸浸提钒时提高钒浸出率并降低酸耗创造条件。实验结果表明, 在95 ℃温度下用20%NaOH对矿样浸出24 h后, 酸浸工序中H₂SO₄用量30%, 温度95 ℃, 液固比1.5∶1, 浸出时间12 h, 钒浸取率达到了80%以上。     

碲化铜渣中碲的湿法冶金提取

以碲化铜渣为原料,采用酸性氧化浸出、碱性浸出、除杂、氧化沉碲和溶解还原的湿法工艺回收碲化铜渣中的碲。结果表明：酸性氧化浸出过程,在NaClO₃加入量35 g/L、H₂SO₄浓度70 g/L、液固比(体积质量比)10?1、温度为70℃的优化工艺条件下,可实现Cu、Te的有效分离;采用NaOH溶液浸出酸浸渣,以Na₂S作为沉淀剂净化碱浸液,然后采用H₂O₂氧化沉淀碱浸液中的Te(Ⅳ),并采用HCl-SO₂溶解还原高碲酸钠获得高纯度碲粉,碲粉经熔铸后得到符合YS/T 222—2010中Te 9999标准的碲锭产品。工业实践表明,该工艺可有效实现碲化铜渣中碲资源的高效回收,碲的回收率达95%。     

以废旧NCM523型电池正极材料浸出液制备NiCo2O4和Li2CO3研究

采用湿法冶金方法回收废旧NCM523型锂离子电池正极材料中的镍、钴和锂, 正极材料的硫酸浸出液经净化除杂后, 采用“水热沉淀-煅烧法”制备NiCo₂O₄, 再采用化学沉淀法回收锂。研究了添加剂种类、水热温度及时间、煅烧温度对产物形貌的影响。结果表明, 以电极材料硫酸浸出液为原料, 以草酸作沉淀剂、六次甲基四胺作表面活性剂, 在140 ℃下水热反应4 h, 得到NiCo₂O₄前驱体; 前驱体在300 ℃下煅烧2 h, 得到形貌均匀的棒条状NiCo₂O₄材料; 采用饱和Na₂CO₃溶液沉淀水热反应母液中的锂, 得到Li₂CO₃。该工艺初步实现了废旧电池正极材料中有价金属镍、钴和锂的回收利用。     

某石煤钒矿石焙烧-酸浸试验研究

以V₂O₅含量0.51%的某石煤钒矿石为试验原料,采用焙烧-酸浸工艺对其进行了系统的试验研究。分别考察了焙烧和浸出工艺参数对矿石中V₂O₅浸出率的影响。试验结果显示,在入料粒度-0.074 mm粒级含量占63.80%、焙烧温度800℃、焙烧时间2 h的焙烧条件及浸出温度70℃、H₂SO₄用量（H₂SO₄与浸出试样的质量比）12%、液固比2:1、浸出时间2 h的浸出条件下,V₂O₅的浸出率可达到70.81%。研究结果为该类V₂O₅含量未达到工业品位的石煤钒矿石的开发利用提供了参考。      

钛基特种催化剂载体的制备研究

以工业偏钛酸(TiO₂含量约380 g/L)为原料, 采用均匀沉淀法制备钛基特种催化剂载体, 研究了获得最小粒度的纳米TiO₂的工艺条件。结果表明:在硫酸浓度92%、酸钛比3∶1、反应温度110 ℃、反应时间1 h条件下进行酸解, 工业偏钛酸的溶解度最大; 在反应温度100 ℃、TiOSO₄浓度38 g/L、尿素实际用量与理论用量比值为1条件下, 水解2 h并熟化30 min, TiOSO₄水解率最大, 得到了同等条件下粒径最小的纳米TiO₂; 在煅烧温度400 ℃、煅烧时间3 h条件下, 可获得锐钛型纳米TiO₂, 且粒径最小; 加入BaCO₃解聚剂, 可促进偏钛酸中的硫酸根生成BaSO₄, 沉硫的同时解聚二次团聚粒子; 活性添加剂WO₃可使催化剂载体具有特有的活化性能, 并可提供位阻效应, 有效防止煅烧环节颗粒的聚集。     

以硫化钙为还原剂焙烧还原提取锰除尘灰中的锰

研究了以硫化钙为还原剂焙烧还原提取锰除尘灰中的锰, 考察了焙烧时间、焙烧温度、物料配比、搅拌速率、浸出温度、液固比、浸出时间和H₂SO₄浓度对锰除尘灰中锰及铁浸出率的影响。结果显示, 焙烧还原工艺最佳条件为：锰除尘灰与还原剂硫化钙质量比4.12∶1、焙烧还原温度600 ℃、焙烧还原时间1.0 h, 酸浸工艺最佳条件为：搅拌速率300 r/min、H₂SO₄浓度3 mol/L、液固比8∶1、浸出温度80 ℃、浸出时间25 min, 最佳工艺条件下锰、铁浸出率分别为98.18%和76.83%。     

二氧化锰纳米棒的水热合成与电化学性能研究

在酸性条件下直接水热分解高锰酸钾合成了二氧化锰纳米棒, 用XRD、TEM/SAED和SEM/EDAX等方法对所得产物进行了分析和表征, 系统研究了水热反应温度、酸用量、酸种类以及搅拌对所得产物晶相和形貌的影响, 分析了水热分解高锰酸钾过程中锰的价态变化及二氧化锰的形成过程。结果表明, 纯相的二氧化锰纳米棒可在一个较宽的温度范围内(100～150 ℃)合成; 酸的用量和种类对所得MnO₂的晶体结构和形貌有一定影响, 当浓H₂SO₄用量少于0.1 mL时得到了层状MnO₂产物, 而当使用浓H₃PO₄时则得到了α-MnO₂和MnPO₄·H₂O的混合物。同时考察了所制备的二氧化锰纳米棒在碱性锌锰电池中的放电性能, 并与文献中已报道过的结果和商用电解二氧化锰的电化学性能进行了比较。     

ATP/ZnO纳米复合材料的制备及其对亚甲基蓝吸附性能的影响

以硫酸锌和碳酸铵为原料,采用化学沉淀法在凹凸棒土(ATP)的表面负载纳米氧化锌,合成了ATP/ZnO纳米复合材料,以吸附亚甲基蓝为模型反应,研究了加料方式、氧化锌负载量、反应温度、煅烧温度和煅烧时间等制备条件对复合材料吸附性能的影响.结果表明:当采用碳酸铵溶液滴加到ATP浆料和硫酸锌混合液、氧化锌负载量为m(ZnO):m(ATP)=1:5、煅烧温度500℃、煅烧时间2h、反应温度为60℃时制备的复合材料吸附性能较好,对亚甲基蓝的去除率达到95.5%.     

碱法浸出某含钒铬泥中的钒

某含钒铬泥为含Cr(Ⅳ)废水经还原、沉淀处理得到的固体, 干基中含Cr 30.20%, V₂O₅ 4.80%, 具有一定的回收利用价值。对该铬泥进行了酸浸和碱浸的探索性试验, 确定该铬泥宜于采用碱浸工艺。通过碱浸单因素实验, 确定最佳浸出工艺条件为: NaOH用量30%, 液固比2∶1, 浸出温度95 ℃, 浸出时间60 min, 此时V₂O₅浸出率达到68.50%。在此基础上, 比较了H₂O₂直接氧化-碱浸出和KClO₃弱酸性氧化-碱浸出工艺, 发现前者不适于该铬泥中V2O5的浸出。在弱酸性条件下用KClO₃氧化后, 用NaOH浸出,V₂O₅浸出率达到79.30%。     

高硅氧化锌矿制备活性氧化锌的研究

研究了以高硅氧化锌矿为原料, 经条件温和的两段循环酸浸、净化、碳铵沉锌、前驱体煅烧等工序制备活性氧化锌的工艺。重点考查了锌的两段循环浸出、碳铵沉锌中各因素的影响及煅烧过程中温度、时间对活性氧化锌粒径的影响。     

氧化锌矿湿法浸出提锌工艺研究

为了从高含硅、含铁等的氧化锌矿中提取锌，设计了低酸浸出、针铁矿除铁并脱硅提锌的新工艺。经探索实验和周期实验结果表明：锌浸出率为95．56％，铁、二氧化硅的入渣率分别为96．91％、95．95％，流程畅通，运行稳定，达到了有效回收锌和脱除杂质的目的，可为类似氧化锌矿提锌建厂提供参考。     

硫酸盐体系中水热法分离锌铁及制备软磁铁氧体用氧化铁粉

为了综合利用传统湿法炼锌工艺中铁资源, 研究了硫酸盐体系中水热法分离锌铁工艺。结果表明, 在210 ℃、2 h、H₂O₂用量为理论量1.8倍、搅拌速度800 r/min及不添加晶种的优化条件下, 可实现铁-锌的有效分离, 渣计及液计沉Fe率分别为85.05%和90.73%, 与铁离子结合的硫酸根可再生为硫酸返回使用。所得赤铁矿粉经洗涤和煅烧预处理脱杂后符合YHT3级别的软磁铁氧体用铁红标准, 适合制备低功耗锰锌软磁铁氧体材料。     

高硅低品位氧化锌矿的酸浸动力学

针对高硅天然氧化锌矿常规处理时存在的矿浆难压滤、液固比过小、Zn 浸出回收率低等问题, 试验探讨了酸度、加酸方式、固液比、粒度及温度因素对锌浸出率的影响。结果表明: 固液比1∶6时, 0.15～0.212 mm粒级在常温下与浓度为8%的H₂SO₄反应120 min, 锌的浸出率可达96.07%。升高温度, Zn的浸出率可提高至99.02%。浸出过程可用收缩未反应核模型来解释, 即浸出率与动力学方程1-(1-α)^1/3～ k·t 相吻合。浸出动力学显示反应过程中可通过控制矿物表层的扩散来控制反应过程的速率。活化能是控制扩散过程的特征, 其值约为6.385 kJ/mol。     

挥发氧化锌粉的相对还原性及其影响因素研究

鉴于回转窑还原挥发氧化锌粉表现出的还原性及其对后续冶炼工艺的影响, 提出了氧化锌粉相对还原性的概念和表征方法, 并进行了挥发氧化锌粉相对还原性及其影响因素的试验研究。结果发现, 挥发氧化锌粉的相对还原性与其中不溶硫、铁、铅含量之间存在正相关关系。ZnS, ZnFe₂O₄, PbS是影响其相对还原性的主要物相; 氧化锌粉的相对还原性越低, 氧化锌粉中锌浸出回收越高。根据生产实践情况, 提出了氧化锌粉相对还原性的控制指标。     

共生氧化物对锌硅酸盐矿物氨浸行为的影响研究

为探讨高碱性脉石型低品位氧化-硫化混合锌矿氨浸行为的影响因素, 采用水热氨浸法研究了混合矿中异极矿氨浸的较佳工艺条件, 并研究了低品位矿石中共生的氧化物(MgO、CaO、SiO2、MnO₂)对异极矿浸出行为的影响。研究结果表明: 异极矿水热氨浸较佳条件为: 搅拌速度400 r/min, 浸出时间30 min, 总氨浓度5 mol/L, 氨∶氯化铵摩尔比1∶1, 浸出温度60 ℃, 液固比20∶1, 此时锌浸出率为81.9%。共生氧化物MgO、CaO、SiO₂均对异极矿的浸出有抑制作用, 其中, CaO使得锌的浸出率呈规律性减小, MnO₂抑制作用不明显。     

某难处理高硅氧化锌矿加压酸浸工艺

以某高硅氧化锌矿为研究对象, 在加压酸性体系下, 分析了起始酸度、浸出温度、釜内压力、浸出时间及液固比等因素对锌浸出率、二氧化硅浸出率和产液速率的影响。结果表明: 在矿样粒度-0.105 mm粒级占85%以上、起始酸度90.16 g/L、浸出温度120 ℃、釜内压力1.2 MPa、浸出时间90 min、液固比5∶1、搅拌速度550 r/min的条件下, 可使锌的浸出率达到98.54%以上, 二氧化硅的浸出率低于1.02%, 产液速率不低于941 L/(m²·h)。对浸出产物进行XRD和SEM分析表明, 经历浸出过程, 浸出残渣表面相对浸出前变化很大。     

从还原挥发氧化锌烟尘中提锌、铟工艺研究

为了从还原挥发的氧化锌烟尘中提锌、铟, 设计了浓酸熟化、三段浸出、萃取提铟、中和除杂工艺流程, 经探索试验和周期试验结果表明: 锌浸出率为99.63%, 铟浸出率为95.13%, 铟萃取率为99.63%, 铁、砷、锑的脱除率(%)分别为: 85.01、95.22、94.92, 流程畅通, 运行稳定, 达到了有效回收锌、铟和脱除杂质的目的, 可为处理类似氧化锌烟尘提锌、铟建厂提供参考。     

氧化锰矿泥浸出液除杂净化和产品制备试验研究

选取硫铁矿、玉米秆和废糖蜜作为还原剂对广西某氧化锰矿泥进行还原浸出, 在锰浸出率都达到95%以上的条件下, 对3种浸出液采用部分水解针铁矿法除铁、硫化法除重金属, 除杂净化后液用于制备硫酸锰或碳酸锰。结果表明, 以硫铁矿为还原剂的锰浸出液铁离子较易除去, 玉米秆次之, 废糖蜜较难, 3种不同还原剂的浸出液除铁率分别为99.98%, 99.91%、和99.48%; 在相同净化条件下, 3种不同还原剂的浸出液除重金属净化效果并无明显差异, 均能达到很好的除杂效果; 以硫铁矿为还原剂的锰净化液可制得合格的工业级硫酸锰产品, 以玉米秆和废蜜糖为还原剂难以制得合格的硫酸锰产品。3种还原剂的锰净化液都可制成合格的碳酸锰产品, 产品级别硫铁矿还原时优于玉米秆、废糖蜜, 最终锰的回收率分别为88.37%、82.56%和81.71%。     

用水热法从硫铁矿烧渣制备氧化铁红

在硫铁矿烧渣与硫酸反应后的酸浸液中加入氨水,所得含Fe(OH)₃和Fe(OH)₂胶体的前驱物经水热反应可制备出氧化铁红。以广东某硫铁矿烧渣为原料,着重研究了采用该酸浸-水热法制备氧化铁红时酸浸后的适宜工艺条件,结果表明,在酸浸液总铁浓度为2.0 mol/L、水热反应温度为200 ℃、水热反应时间为0.5 h、酸浸液pH=8、酸浸液n(Fe²⁺)/n(Fe³⁺)=0.11时,可获得各项质量指标均达到国家标准一级品要求的氧化铁红产品,其主要物相为Fe₂O₃和FeO(OH),颗粒为大小均匀的假立方形,同时还可从水热反应产物的滤液中获得工业优等品硫酸铵。