高硅锌矿水热酸转化及硅聚合沉淀行为研究

发布时间：2017-07-31 21:05

  本文关键词：高硅锌矿水热酸转化及硅聚合沉淀行为研究

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【摘要】：高硅氧化锌矿是重要的炼锌资源,采用常规湿法炼锌工艺处理时,以异极矿、硅锌矿等形态存在的酸溶硅大量溶出易形成胶态硅,严重影响浸出矿浆的过滤性能并增加金属锌的损失。前期研究表明：水热酸转化工艺能够实现酸溶硅的沉淀并将其转化成易于沉淀过滤的二氧化硅。本文开展了纯高硅锌矿水热酸转化实验研究,探究了矿浆过滤性能的影响因素,并对纯硅锌矿水热酸转化过程中二氧化硅的聚合沉淀行为及形核过程进行了研究。获得结论如下：(1)纯异极矿和纯硅锌矿的水热酸转化实验研究表明：在温度120℃,液固比10,硫酸浓度0.83mol/L,平均粒径55μm,搅拌转速600 rpm,浸出时间30 min的工艺条件下,纯异极矿锌的浸出率达96%以上,二氧化硅转化率大于92%,浸出渣为无定形沉淀；在温度120℃,液固比10,硫酸浓度0.88mol/L,平均粒径55μm,搅拌转速600 rpm,浸出时间30 min的工艺条件下,纯硅锌矿锌的浸出率达99%以上,二氧化硅转化率接近86%,二氧化硅沉淀以鳞英石为主要物相,方英石和水热石英为次要物相。(2)高硅锌矿水热酸转化工艺获得的矿浆具有良好的过滤性能,决定矿浆过滤性能的内部因素是液相中二氧化硅胶粒的结构形态。温度和pH是影响矿浆过滤性能的重要因素,升高温度可强化二氧化硅的聚合反应和改变液相中二氧化硅的形态结构；调节矿浆的pH值可加剧液相中二氧化硅的解聚作用从而改善矿浆的过滤性能,硫酸用量应控制在理论反应值的0.9～1.1倍,并使终酸控制在pH≈3。(3)二氧化硅的聚合速率和过饱和度研究表明,二氧化硅的聚合及析出速率都呈先增大后减小的趋势。结合TEM检测分析,二氧化硅沉淀转化的机理是二氧化硅胶粒内部形核颗粒的紧凑排列使胶粒形成致密的网状大分子结构。同时二氧化硅晶型转变的重要因素是二氧化硅的过饱和度、温度和压力。高硅锌矿水热酸转化工艺能够实现锌的高效浸出和锌硅的有效分离,从而克服了酸溶硅难于处理的技术难题。
【关键词】：高硅锌矿 水热酸转化 过滤性能 聚合 沉淀
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD952
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 文献综述10-28
• 1.1 引言10-11
• 1.2 高硅氧化锌矿研究现状11-20
• 1.2.1 低品位氧化锌矿选矿工艺及研究11-12
• 1.2.2 火法冶炼工艺及研究12-13
• 1.2.3 湿法冶金工艺及研究13-20
• 1.3 高硅氧化锌矿湿法处理过程中硅的行为研究20-26
• 1.3.1 高硅氧化锌矿的矿物学特征及酸解行为研究20-22
• 1.3.2 高硅氧化锌矿湿法处理过程中硅的聚合行为研究22-26
• 1.4 课题的提出及研究内容26-28
• 1.4.1 课题的提出及意义26-27
• 1.4.2 研究内容27-28
• 第二章 纯高硅锌矿的合成及工艺矿物学表征28-34
• 2.1 纯高硅锌矿的合成28
• 2.2 纯异极矿工艺矿物学表征28-30
• 2.3 纯硅锌矿工艺矿物学表征30-32
• 2.4 本章小结32-34
• 第三章 纯高硅锌矿水热酸转化实验研究34-52
• 3.1 实验部分34
• 3.1.1 实验原料及试剂34
• 3.1.2 实验设备及方法34
• 3.2 实验结果与讨论34-50
• 3.2.1 纯异极矿水热酸转化研究35-43
• 3.2.2 纯硅锌矿水热酸转化研究43-50
• 3.3 本章小结50-52
• 第四章 矿浆过滤性能及硅聚合沉淀行为研究52-74
• 4.1 实验部分52-56
• 4.1.1 实验原料及试剂52
• 4.1.2 实验设备及方法52-56
• 4.2 实验结果与讨论56-72
• 4.2.1 浸出条件对矿浆过滤性能的影响57-59
• 4.2.2 温度对二氧化硅聚合行为的影响59-63
• 4.2.3 pH调控对二氧化硅聚合行为的影响63-66
• 4.2.4 二氧化硅的聚合及形核过程66-72
• 4.3 本章小结72-74
• 第五章 总结74-76
• 5.1 结论74-75
• 5.2 展望75-76
• 致谢76-78
• 参考文献78-86
• 附录 攻读硕士学位期间主要科研成果86

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本文编号：601099