湿法炼锌中除镁及资源化新工艺研究

发布时间：2020-10-21 21:03

　　 在湿法炼锌过℃程中,一部分的镁会随着浸出液等进入湿法炼锌系统中,镁浓度太高会影响工业的正常生产,需定期处理溶液中镁,使其浓度降低。在湿法炼锌过程脱除镁的方法中,只有氟化物除镁法成本低、高效,产生的副产品对环境没有危害,本文在氟化物除镁的基础上,通过对氟化镁在硫酸锌体系中的溶解行为的研究,提出了一种处理湿法炼锌除镁的新工艺,完善了氟化物除镁这一技术。本文的主要研究内容如下:(1)参照工业上湿法炼锌工艺的各项条件,主要探究了溶解时间、溶解温度、锌离子浓度、镁离子浓度和锰离子浓度、pH等五个方面对氟化镁的溶解性能的影响,实验结果表明:当溶解时间为1h,溶解温度为90,溶剂为硫酸锌溶液时,锌离子浓度为130g/L,氟化镁的溶解度为680.22mg/L,而当溶剂为硫酸锌和硫酸镁的混合溶液时,锌离子浓度为130g/L,镁离子浓度为20g/L,氟化镁的溶解度为695.99mg/L,溶剂为硫酸锌和硫酸锰的混合溶液时,锌离子浓度为130g/L,锰离子浓度为20g/L,氟化镁的溶解度为862.78mg/L;但在相同的锌离子浓度、溶解温度以及溶解时间的条件下,氟化镁的溶解度随溶液的pH的升高而降低。锌、镁、锰等离子以及pH、温度等都会对氟化镁的溶解产生很大的影响,且锰离子对氟化镁的促溶作用大于镁离子;(2)在氟化镁渣的处理试验中,以硝酸钙溶液为转化剂,转化温度为70℃,转化时间为1小时,钙镁离子质量之比大于5,硝酸钙溶液的初始pH在7～8之间,氟化镁的转化率达到95%以上;提高硝酸钙溶液中钙离子的浓度对氟化镁转化并没有不良影响,使其为高转化能力的工业应用提供了良好基础,为了使氟化镁能够完全转化成氟化钙,应该严格控制氟化镁渣中或夹带一些杂质含量如铁、铜等;沉淀法除镁能将反应后液中的Mg2+形成沉淀析出,将溶液重新变为硝酸钙溶液,使硝酸钙溶液循环利用,形成氟化钙渣可以用来制氢氟酸,使氟得以循环利用。氟化镁转化为氟化钙,使得氟得以循环利用,降低了投资成本,进一步弥补了氟化物除镁的生产成本,为企业创造更多地利益。并且上述试验结果为此成果的产业化转化提供了技术上的支撑。
【学位单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TF813
【部分图文】：

使得冷凝得到的粗锌必须再经过精炼。火法炼锌的精炼方法是利用锌和杂??质金属的沸点不同，采用蒸馏的方法来提纯的，称为锌精馏。将锌浇铸成锌锭，??其纯度在９９．９９％以上的精锌。火法炼锌的一般原则工艺流程如图１．１所示。??２??

图１．２湿法炼锌工艺流程图??湿法炼锌的工艺流程一般分为焙烧、浸出、净化、电积、熔铸五个阶段，其??工艺的流程图如图１．２所示。但有些原料不需焙烧，可直接进行浸出。浸出就是??各种炼锌的原料和稀硫酸发生反应，原料中的氧化物或硫化物被硫酸溶解，生成??硫酸锌进入到浸出液中，经液固分后离排出不溶残渣，很多溶于硫酸的杂质一并??进入到硫酸锌溶液中，再经过净化、电积，生成锌锭。根据浸出的方式不同，将??湿法炼锌分为常规浸出法、热酸浸出法、氧压浸出法［１５］。??１．２．２．１常规浸出法??常规浸出法经过两段浸出，即中性浸出和酸浸，但还不足以使铁酸锌中的锌??溶解，浸出渣中仍然存有２０％上下的锌，得到的渣需要再通过回转窑烟化法制取??浸出渣中的锌，得到粗氧化锌粉还需要进行重新浸出。由于常规法有流程较复杂，??锌的回收率和生产效率低，回转窑烟化法需要大量的燃料、高效的还原剂和昂贵??的耐火材料等缺点

第二章原理分析及试验方案??在水溶液中存在表２．２中的化学反应，在平衡方程式的基础上绘制出电位－ｐＨ??图，如图２．２所示，从图２．２可知，溶液的ｐＨ在４以下，氟化镁可溶解为Ｍｇ２＋、??Ｆ＿，当溶液的ｐＨ在４？１２之间，为氟化镁的稳定区域，在这个区域内改变溶液的??ｐＨ，氟化镁的溶解不会有太大变化。??２．２氟化镁的转化机理??在水和酸中，溶度积大的难溶电解质可转化成某一溶度积较小的难溶电解质，??即为沉淀转化。两种电解质的溶度积大小差的越多，转化反应越容易进行且转化??的比较完整［７＜）］。??沉淀转化的实现的理论条件为溶度积大的向溶度积小的转化。由表２．１可知，??氟化钙和氟化镁在水溶液中均具有动态的沉淀－溶解平衡，反应式如下：??ＭｇＦ２?（ｓ）?＾Ｍｇ２＋（ａｑ）＋２Ｆ＇（ａｑ）?Ｋｓｐ＝６．５ｘｌ〇＿９?式（２．１３）??ＣａＦ２?（ｓ）?＃Ｃａ２＋（ａｑ）＋２ｒ（ａｑ）?Ｋｓｐ＝１．５ｘｌ〇－１０?式（２＿１４）??式?２．１３－式?２．１４?得：??Ｃａ２＋（ａｑ）＋ＭｇＦ２?（ｓ）?＝?ＣａＦ２?（ｓ）?＋Ｍｇ２＋（ａｑ）?式（２．１５）??Ｋ＝Ｃ［Ｍｇ２＋］／?Ｃ［Ｃａ２＋］??＝Ｋｓｐ?［ＭｇＦ２］／?Ｋｓｐ?［ＣａＦ２］??＝６．５ｘｌ〇－９／ｌ．５ｘｉ〇－１０??＝?４３．３?式（２．１６）??即：Ｃ［Ｍｇ２＋］／Ｃ［Ｃａ２＋］＝４３．３?式（２．１７）??Ｃ［Ｃａ２＋］＝０．０２３?Ｃ［Ｍｇ２＋］?式（２．１８）??氟化镁和氟化钙都是氟化物，属于同一类型的难溶电解质，氟化镁的溶度积大于??氟化钙的溶度积。当向硝酸钙溶液中添加氟化镁时
【参考文献】

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本文编号：2850594