铁酸锌选择性还原及其在锌浸出渣处理中的应用

传统湿法炼锌过程产生大量富含有价金属资源的铁酸锌废渣,铁的分离是实现铁酸锌废渣中有价金属资源回收的关键。提出含大量铁酸锌的锌浸出渣选择性还原焙烧?浸出分离铁和锌的新方法。通过热力学分析确定铁酸锌分解过程中Fe3O4和ZnO产物的优势区域,并发现V(CO)/V(CO+CO2)比是控制铁酸锌还原焙烧产物物相的关键因素,在V(CO)/V(CO+CO2)比在2.68%?36.18%范围内,铁酸锌优先分解生成在Fe3O4和ZnO。通过TG分析,确定铁酸锌还原焙烧的最佳条件为焙烧温度700?750°C,CO体积分数6%,V(CO)/V(CO+CO2)30%。基于上述研究结果,对富含铁酸锌的锌浸渣进行还原焙烧处理,焙烧产物经酸浸后,锌的浸出率达70%,铁的浸出率仅为18.4%,实现锌浸渣中锌和铁的有效分离。     

铁酸锌选择性还原及其在锌浸出渣处理中的应用（英文）

传统湿法炼锌过程产生大量富含有价金属资源的铁酸锌废渣,铁的分离是实现铁酸锌废渣中有价金属资源回收的关键。提出含大量铁酸锌的锌浸出渣选择性还原焙烧-浸出分离铁和锌的新方法。通过热力学分析确定铁酸锌分解过程中Fe3O4和ZnO产物的优势区域,并发现V(CO)/V(CO+CO2)比是控制铁酸锌还原焙烧产物物相的关键因素,在V(CO)/V(CO+CO2)比在2.68%-36.18%范围内,铁酸锌优先分解生成在Fe3O4和ZnO。通过TG分析,确定铁酸锌还原焙烧的最佳条件为焙烧温度700-750°C,CO体积分数6%,V(CO)/V(CO+CO2)30%。基于上述研究结果,对富含铁酸锌的锌浸渣进行还原焙烧处理,焙烧产物经酸浸后,锌的浸出率达70%,铁的浸出率仅为18.4%,实现锌浸渣中锌和铁的有效分离。     

铁酸锌选择性还原的反应机理

通过TG、物相分析、XPS、XRD、SEM-EDS等手段研究铁酸锌选择性还原反应机理,考察铁酸锌质量损失和分解特征、物相转变过程和产物层形貌变化以及Zn2+与Fe2+的离子迁移行为。结果表明:反应表现为失氧过程,还原产生的Fe2+使铁酸锌分解产生ZnO,ZnO含量与Fe2+含量线性相关。Fe2+向铁酸锌内部迁移替代Zn2+,Zn2+则向外部迁移并富集于表面,促使ZnO在表面形成。铁酸锌逐步向磁铁矿转变,Fe2+的嵌入和锌的迁出使铁酸锌晶胞参数先增大后减小,还原产物为ZnO和含锌的磁铁矿。颗粒产物层中的还原产物相互夹杂,并包裹着未反应的铁酸锌。     

CO还原焙烧铁酸锌的选择性分解行为

为了将锌焙砂中铁酸锌选择性地分解为Zn O和Fe_3O_4,研究在CO还原焙烧过程中铁酸锌的分解行为。采用HSC和Factsage软件计算铁酸锌在CO还原气氛下分解的热力学基础,再通过回转窑焙烧试验考察还原焙烧条件对铁酸锌分解行为的影响。结果表明:在适宜的温度和气氛下锌焙砂中的铁酸锌能选择性转化为Zn O和Fe_3O_4,CO浓度、p(CO)/p(CO+CO_2)值、焙烧温度和时间是影响铁酸锌分解的主要因素,提高焙烧温度、延长时间、增加CO浓度和分压有利于铁酸锌的分解,也会促进Fe O的生成;在最佳条件下,铁酸锌的分解率近70%,且过还原不严重。经XRD和SEM/EDS分析,产物主要以Zn O、Fe_3O_4、Zn S和Zn_2Si O_4为主,且颗粒粒度较小、疏松多孔及互相包裹严重。     

高铁锌焙砂选择性还原焙烧-两段浸出锌

采用还原焙烧将高铁锌焙砂中的铁酸锌选择性地分解为氧化锌和磁铁矿,再通过两段浸出工艺回收锌,以实现锌铁分离和获得以磁铁矿为主的浸出渣。主要考察了还原焙烧、中性浸出及低酸浸出条件对锌焙砂中锌、铁浸出率的影响。结果表明:通过还原焙烧可以显著地提高锌焙砂的锌浸出率;中性浸出的最佳条件为浸出温度60℃、液固比10:1、初始酸度45 g/L和浸出时间2 h;低酸浸出的最佳条件为浸出温度70℃、液固比10:1、初始酸度60 g/L、搅拌速度300 r/min和浸出时间2 h。在最佳条件下,两段浸出的总锌浸出率约为90%,总铁浸出率约为5%。经XRD和SEM/EDS分析,浸出渣以磁铁矿为主,其次是闪锌矿和铁酸锌;铁酸锌存在的主要原因是在还原焙烧过程中被氧化锌等矿物包裹,使其分解不充分。     

二氧化硫还原分解铁酸锌及锌浸渣工艺

锌冶炼浸出渣中锌主要以铁酸锌的形式存在,针对锌浸渣中铁酸锌难于分解的问题,以铁酸锌作为研究对象,研究二氧化硫作用下铁酸锌中锌的溶出和Fe(Ⅲ)的还原行为。考察初始硫酸浓度、液固比、二氧化硫通入量、反应时间、反应温度对二氧化硫还原分解铁酸锌行为的影响。结果表明:最佳反应条件如下,初始硫酸浓度120 g/L、液固比11:1、二氧化硫通入量0.41×10~(-2)mol/g、反应时间120 min、反应温度105℃。在最佳反应条件下,对锌浸渣开展还原浸出实验,锌的浸出率能达到99%以上,Fe(Ⅲ)的还原率能达到98%。通过ICP-MS和XRD分析表明,锌浸渣中的铁酸锌完全分解,还原浸出渣的主要成分为锌和铅,分别以ZnS和PbSO_4的形式存在。     

采用还原-磁化焙烧法从高铁锌焙砂中选择性浸出锌（英文）

为实现高铁锌焙砂中锌的选择性浸出,提出一种将还原焙烧与磁化焙烧相结合以强化铁酸锌选择性分解的新工艺。通过热力学分析和焙烧实验,详细研究铁酸锌的分解机理。结果表明,在8%CO(体积分数)、750℃、50%CO/(CO+CO₂)(体积分数)和90 min的最佳还原焙烧条件下,锌焙砂中94.65%的铁酸锌被还原分解为氧化锌和氧化亚铁。随后,还原焙砂在450℃的空气气氛中磁化焙烧30 min后,焙砂中的氧化亚铁被选择性地磁化为四氧化三铁。磁化焙砂经低酸浸出后,焙砂中93.62%的锌被浸出进入溶液,而90%以上的铁以磁铁矿的形式富集在浸出渣中,浸出渣中的铁可通过磁选法进一步回收。     

铁酸锌选择性硫化行为与物相转变机制

为了高效回收含铁酸锌物料中的有价金属,本研究通过硫化焙烧将铁酸锌选择性地转化为硫化锌和铁氧化物或单质铁,再通过常规选矿和湿法冶金的方法实现铁锌分离与回收。利用HSC和Factsage软件研究铁酸锌硫化反应热力学,通过硫化焙烧试验研究了不同工艺条件对铁酸锌硫化行为和物相转变机制的影响。结果表明：在高温条件下,黄铁矿分解产生的气体硫和铁酸锌发生硫化反应,温度、黄铁矿和碳用量均为铁酸锌硫化的主要影响因素,适当提高温度及增加黄铁矿和碳用量可以提高锌的硫化率,添加适量钠盐有助于铁酸锌硫化。在最佳工艺条件下,铁酸锌硫化率可达84%。经XRD和SEM分析,硫化焙烧主要产物为硫化锌和铁氧化物,人造硫化矿的晶粒较小,添加钠盐能够促进人造硫化锌晶粒的长大。     

CaO对铁酸锌还原过程中锌迁移机制和动力学的影响（英文）

研究CaO、还原时间和还原温度对Zn迁移机制和动力学模型的影响。结果显示,CaO通过促进中间产物ZnO在Fe和CaO混合物表面的析出和富集,提高锌的挥发率。添加CaO后,ZnFe₂O₄还原步骤为ZnFe₂O₄→Ca₂Fe₂O₅→FeO→Fe。ZnFe₂O₄还原的挥发模型从一阶化学反应模型(不添加CaO)转变为三维扩散模型(添加CaO),表观活化能从313.9 kJ/mol降低到91.77 kJ/mol,为锌的高效还原和挥发提供有利条件。     

用铁还原和蒸馏方法从炼钢烟尘中回收锌

据日刊《矿冶学会会志》报道,日本国立东北大学研究了用气体混合物(CO_2/CO=0.1)在温度973K和1073K条件下二段还原炼钢烟尘(氧化铁和氧化锌的混合物)的动力学。在低的温度下,主要是还原氧化铁,但是也产生锌的少量蒸发。这是与烟尘中存在Cl有关。经研究表明,在温度小于973K条件下,可以不使锌蒸发而还原氧化铁。     

锡酸锌纳米粉体的制备及其在电接触材料中的应用

以不同的锌源,锡源与沉淀剂为原料,采用化学共沉淀法成功合成了具有尖晶石结构的高纯度立方锡酸锌纳米粉体。采用机械合金化和粉末冶金技术制备Ag/Zn_2SnO_4电接触材料。探究了煅烧温度、锌源种类和沉淀剂类型等工艺参数对Zn_2SnO_4粉体的微观结构和Ag/Zn_2SnO_4电接触材料性能的影响规律。采用场发射扫描电子显微镜和X射线电子衍射仪表征锡酸锌粉体的形貌和物相,并测试Ag/Zn_2SnO_4电接触材料的电阻率,硬度与密度等物理性能。结果表明:以五水四氯化锡,氯化锌与碳酸钠为原料,于1000℃条件下煅烧3h合成的Zn_2SnO_4增强Ag基电接触材料可达到最佳电阻率2.31μΩ·cm,此时材料相应的密度和维氏硬度分别为9.51 g/cm3和656.3 MPa。相比于传统的Ag/SnO_2与Ag/ZnO电接触材料,Ag/Zn_2SnO_4电接触材料在电学性能和致密度上具有明显优势;由Ag/Zn_2SnO_4材料的断口组织分析可知,Ag相与Zn_2SnO_4增强相颗粒间结合良好。     

微波选择性还原处理铬铁粉矿

为提高铬铁粉矿中的铬铁比,依据选择性碳热还原原理,利用微波对南非铬铁粉矿进行加热还原,然后用稀盐酸对其浸取,最后进行过滤分离,得到高铬铁比的铬铁精矿。研究工艺参数,如还原剂的用量、还原温度和时间等因素对铬铁矿还原酸浸后铁和铬浸取率的影响。结果表明:当还原剂用量为6.0 g,还原温度为(1 100±25)℃,还原时间为(20±2)min时,100 g铬铁粉矿经还原酸浸后,其铬铁比由1.4～1.6升至2.6～3.2。同     

锌浸渣还原焙烧-磁选回收铁

在查明锌浸渣工艺矿物学的基础上,采用还原焙烧将铁酸锌分解为氧化锌和磁性氧化铁,再通过磁选的方法回收铁,达到锌、铁分离的目的。实验考查了焙烧温度、焙烧时间、还原剂用量对铁酸锌分解率、铁回收率和铁品位的影响。结果表明:在焙烧温度为950℃、焙烧时间为1 h及还原剂添加量为10%和5%的条件下,铁酸锌分解率达到72.05%,铁回收率可达到91.79%,精矿中铁的品位为50%左右。焙烧及磁选过程中颗粒的团聚包裹是铁精矿品位不高的主要原因。     

氧压酸浸处理锌焙砂中浸渣的新工艺研究

锌焙砂一般采用中性-低酸-高酸三段浸出工序,该工艺在酸浸出中浸渣的过程中,铁也大量浸出进入到溶液中,加重了净化电积前除铁的负担。通过将传统锌湿法冶金工艺与氧压酸浸新工艺相结合,研究了氧压酸浸处理中浸渣的氧气压力、硫酸浓度、温度、浸出时间、粒度、液固比和分散剂等相关因素的影响。实验结果表明该工艺不仅提高了锌的浸出率（〉98％）,降低了铁的浸出率（〈50％）,缩短了生产周期,降低了生产成本,具有良好的经济效益;而且还具有环境友好和资源利用率高等优点,实现了简化工艺和节能减排的目的,为工业化生产提供了参考．     

埋刮板输送机在锌焙砂及烟尘输送中的应用

结合工程实际,分析了埋刮板输送机输送锌焙砂及烟尘的可行性;阐述了设计中主要参数的计算、主要部件的选择依据以及配置中应考虑的问题。     

静电纺丝发制备铁酸锌纳米纤维及其气敏性能研究

与零维、二维和三维纳米材料相比,一维纳米材料具有优异的气敏性能。以Zn(NO_3)_2·6H_2O和Fe(NO_3)_3·9H_2O为原料通过静电纺丝的方法制备了一维铁酸锌纳米纤维。利用TG-DSC分析了材料的前驱体,用XRD、SEM、TEM、FT-IR、BET和XPS对材料进行了表征,并且对材料的气敏性能进行了研究。结果表明,在煅烧温度为500℃下获得的材料呈现出纳米纤维的形貌;基于500℃下获得的铁酸锌纳米纤维的元件,在工作温度为190℃下对丙酮表现出较高灵敏度和高选择性,S_(1000μL/L丙酮)/S_(1000μL/L乙醇)=8;当丙酮浓度低至1μL/L时,灵敏度仍能达到1.1。     

利用广西大厂锡矿制备铁酸锌光催化粉体

以广西大厂92号锡矿为主要原料,采用溶胶-凝胶法合成了铁酸锌光催化粉体.工艺过程为:原料粉碎球磨,用浓盐酸浸出铁,在浸出液中加入双氧水,将Fe2 氧化成Fe3 ,用浓氨水调节pH值,使Fe3 全部沉淀.用浓硝酸溶解氢氧化铁沉淀与适量的氧化锌,然后加入柠檬酸的醇溶液,混合溶液于70℃加热得到前驱体溶胶,凝胶经不同温度焙烧制得纳米铁酸锌粉体,通过对甲基橙溶液的光催化降解考察其光催化活性.利用化学全分析法、XRD、紫外-可见漫反射光谱、紫外-可见分光光度法进行表征.结果表明:通过控制适宜的酸浸工艺条件,铁的浸出率达到45.62%;经过600℃热处理3 b的铁酸锌粉体对甲基橙溶液的光催化降解效果最好.     

过程分析仪表在锌铅冶炼烟气制酸中的应用

在锌铅冶炼烟气制酸中,过程分析仪表的有效应用对优化生产控制,保证环保生产,提高产品质量,降低工人的劳动强度,提高经济效益起到了非常重要的作用。本文结合生产工艺详细介绍了p H值分析仪、红外线SO2气体分析仪、93%酸浓度计、98%酸浓度计及CEMS的应用经验以及分析仪表选型和安装应注意的问题。     

回转挥发窑在锌浸出渣处理中的应用

介绍了Φ2 95×52m挥发窑及其系统在昆明云冶锌业股份有限公司锌浸出渣处理中的应用;阐述了该设备结构、设备特点、控制系统及设备的先进性、复杂性和工艺特点。