低品位氧化锌矿介电特性及微波强化浸出实验

发布时间：2020-06-28 13:49

【摘要】：随着经济的高速发展,锌金属资源需求越来越大,传统易处理的硫化矿资源日益减少,迫切需要针对混合矿、冶金渣尘等非传统资源,开展选择性分离与高效提取的研究,形成清洁高效处理锌金属非传统资源的冶金新方法。本课题以复杂锌资源中低品位氧化锌矿为原料,通过对物料的成分和形貌结构分析,在硫铵溶液体系浸出基础上,考察了硫铵体系中各组分对浸出率的影响,同时采用同轴探头反射法对硫铵体系中的各组分进行了测量,研究了不同组分浓度对介电参数的影响,并对氨水-硫铵-柠檬酸钠体系对低品位氧化锌矿进行微波强化浸出实验进行了研究。主要结论如下：(1)硫铵体系溶液的介电常数在63-74之间,介电损耗在3-12之间,穿透深度在1.4-4cm之间,所有的值均介于纯水和氧化锌矿的介电参数之间。介电常数、介电损耗、损耗角正切均随总氨浓度的增加而降低；而微波穿透深度则随总氨浓度的增加而升高,这是由于随着总氨浓度的增加溶液中水分所占比重降低所致。(2)对氧化锌矿进行了化学成分、物相、价键结构、表面形貌分析多种表征,表明低品位氧化锌矿的锌品位较低,仅为6.01%,氧化率较高,为98.47%,锌的主要存在形态为硅酸锌和碳酸锌,其中硅锌矿中锌的分布率高达67.55%,给原矿的处理带来困难。该矿主要由脉石(SiO2)构成,锌的主要结晶形式为异极矿(Zn4Si2O7(OH)2(H2O)),碳酸锌(Z11CO3)和硅酸锌可能以无定形形态存在。(3)常规氨水-硫铵-柠檬酸钠体系对低品位氧化锌矿进行浸出具有较高的浸出率,在常规浸出条件下采用微波辅助浸出,使得浸出时间更短,更加高效。常规硫铵体系难以浸出硅酸锌中的锌,加入柠檬酸钠后,柠檬酸钠具有良好的耦合作用,使其得到更高的浸出率。浸出条件为：氨水硫铵摩尔量1：1,总氨浓度7.5mol/L,柠檬酸钠0.2mol/L,液固比5：1,温度30℃,搅拌速度300r/min,两段浸出,每段浸出时间1h,浸出率达到最大的93.4%。(4)氨水-硫铵-柠檬酸钠体系对低品位氧化锌矿进行微波强化浸出时,每段浸出时间45min,与常规浸出相比,明显减少用时25%,能够很好的提高生产效率。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TF813
【图文】：

示意图,温度仪表,浸出设备,微波

家地方联合工程实验室自主研发设计的微波箱式反应器。设备平率为２．４５ＧＨｚ，微波逡逑功率为０－３ＫＷ连续可调；反应腔体内有透波性能良好的保温材料，对微波既不会造成逡逑损耗，又对浸出过程进行保温。实验装置示意图见图２．１。逡逑２逦３逦４逦５逦６逡逑？每逡逑NB《《NB逡逑图２．１微波浸出设备逡逑１－电源控制；２－温度仪表；３－热电偶；４－揽拌器；５－容器；６－保温材料逡逑１５逡逑

不均匀分布,低品位,背散射电子,原矿

Ｔｗｏ－Ｔｌｉａｌａ邋（ｄｅｇ）逡逑图２．２低品位氧化巧的ＸＲＤ谱逡逑图２．３所显示的是氧化锋矿放大１０００倍后的ＳＥＭ图，属于背散射电子巧沈佩像。逡逑从图中可看出，原矿成分呈现复杂、不均匀分布的特征高。主要成分为Ｓｉ化和逡逑ＣａＣ0３高序数的原子富级区域（亮度高）相对较为稀散。低序数的原子富级区域（亮逡逑度低），呈现明显的大范围集聚。结合原矿化学成分分析，高亮度区域应主要为ＰｂＣＯ；逡逑和Ｚｍ化0７（０巧２化0，低亮度区域主要为Ｚｎ、Ｓｉ、Ｆｅ等。原矿属于夹生矿型，矿物逡逑之间有明囼的分界。逦逦逡逑逦逡逑（ａ）逦（ｂ）逡逑图２．３低品位氧化巧矿的ＳＥＭ图和ＥＤＳ图逡逑氧化巧矿的ＦＴ－化图谱如图２．４所示，经分析可知，低品位氧化巧的红外光谱由逡逑结构水、结晶水和Ｓｉ－０群等的伸缩和振动峰构成。主要吸收峰定位于３４４０．７１，１６３１．８９，逡逑１４２５．１０，１０２８．９９，８７５．７４，７９７．９０，７１１．７９，６９３．４３邋和邋４７２．２６ｃｍ－■处。Ｇａｄｓｄｅｎ脚逡逑和ＦａｒｍｅｒｔＷ等表明结构水的吸收峰在３７００－％００ｃｍ—１和１２００－６００邋ｃｍ－＇处，而结晶水逡逑１７逡逑

【参考文献】