湿法炼锌溶液中臭氧氧化除铁工艺及动力学研究

以臭氧为强氧化剂、ZnO为中和剂进行湿法炼锌溶液中Fe2+脱除的试验及动力学研究。考察初始Fe2+浓度、溶液pH、反应温度和O3流量等因素对除铁效果的影响。结果表明：增大pH、温度和O3流量可以显著增加除铁效率,而增加初始Fe2+浓度会降低除铁效率。宏观动力学研究表明,对比常用的拟一级、拟二级、Higbie和Avrami等动力学方程,臭氧氧化—沉淀除铁符合拟一级反应特征,受扩散控制,反应表观活化能为28.57 kJ/mol,动力学方程为r_(Fe^(2+) )=8.22[Fe^(2+) 〖]_0〗^(-0.74) [H^+ ]^(-0.51) Q_(O_3)^1.89 exp?〖(-3436/T〗)。     

不同温度Fe-H2O体系的溶解组分优势区域图和Pourbaix图

针对Fe-H₂O体系中重要的单核配合物进行计算分析,通过热力学手册获得各反应物质S_298K⁰、ΔG_298K⁰和C_P⁰的数据,计算得到不同温度下的ΔG_T⁰的数据,分别构建298、373、473、573 K温度下的溶解组分优势区域图和Pourbaix图。结果表明,Fe²⁺和Fe³⁺均可稳定存在于强酸性溶液中。随着溶液pH值的升高,Fe²⁺依次转化为FeOH⁺、Fe(OH)⁺和Fe(OH)^-₃,而Fe³⁺依次转化为FeOH²⁺、Fe(OH)⁺₂、Fe(OH)₃⁰和Fe(OH)^-₄     

不同温度下Se-H2O系电位-pH图的研究

本文针对Se-H2O体系中重要的单核配合物进行计算分析,通过热力学手册获得各反应物质标准态下的S0、?_f G^0、?_f H^0和C_p的数据,计算得到298~573 K下Se(-II)-H2O、Se(+IV)-H2O和Se(+VI)-H2O体系中各溶解组分在不同pH下的优势区域图。在此基础上,结合不同温度下各含Se物质参与氧化、还原反应的平衡热力学数据,分别构建298 K、373 K、473 K、573 K温度下的Se-H2O系电位-pH图。结果表明：H_2 Se和H_2 SeO_3均可稳定存在于强酸性溶液中,而H_2 SeO_4仅能存在高温强酸性溶液中。在298~573 K,单质Se能稳定存在于水溶液中。在298 ~473 k之间,H_2 SeO_3、HSeO_3^-、SeO_3^(2-)全部可以直接还原成Se。因此,控制一定的pH值和电位,可以使Se以单质Se形式沉淀从溶液中净化去除。随着温度的升高,H2O的稳定区域减少,而以固相存在的单质Se存在的区域也在逐渐减少,液相区以Se(+IV)存在的H2SeO3、HSeO3-及SeO32-的稳定区域不断扩大。且随着温度的升高,将硒单质氧化为Se(IV)且进一步氧化为Se(VI)的氧化电位略有降低,氧化反应更易进行。     

亚铁离子对锌电积的影响北大核心

铁是湿法炼锌原料中含量较高且难脱除的杂质之一,硫酸锌电积液中的Fe^(2+)是电积工艺过程中重点关注的有害杂质之一。以含Fe^(2+)的硫酸锌模拟溶液为研究对象,开展锌电积的工艺试验,系统研究Fe^(2+)浓度、电流密度、极间距和电积时间对锌电积电流效率、电能消耗和电积锌形貌等的影响规律。结果表明,当电积液Fe^(2+)浓度在6 mg/L以上时,将会引起电流效率严重下降及吨锌电耗显著增加,并使阴极锌反溶;在电积液Fe^(2+)浓度为6 mg/L时,优化的工艺参数条件为:电流密度400 A/m^(2)、极间距4 cm、电积时间少于16 h,在此条件下,电流效率超过90%,吨锌电耗低于2950 kWh,同时阴极锌表面较为光滑平整。