碳热还原法处理湿法炼锌浸出渣及ZnO烟尘的高值化利用

发布时间：2024-02-03 11:48

　　在湿法炼锌过程的浸出阶段,会产生大量成分复杂且有价金属含量较高的浸出渣。锌浸出渣中含有Zn、Pb、Fe、In、Ga等大量有色金属和稀散元素,具有毒性大、污染严重等不容忽视的环境问题。本文采用碳热还原法处理锌浸出渣,主要研究内容和结论如下:(1)研究了锌浸出渣的化学组成。其物相主要是由ZnS、SiO₂、Fe₂O₃、KFe₃(SO₄)₂(OH)₆和ZnFe₂O₄组成。Zn的品位为7.15%,且主要以ZnO和ZnFe₂O₄形式赋存。利用FactSage热力学软件对碳热还原反应的标准吉布斯自由能进行了计算,结果表明:ZnFe₂O₄、ZnO、ZnS、Zn₂SiO₄和ZnSO₄中的Zn元素均可被还原成单质Zn,由于高温下Zn的蒸气压较大,因此Zn挥发至...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锌冶金工艺概述
        1.2.1 火法炼锌工艺
        1.2.2 湿法炼锌工艺
    1.3 湿法炼锌浸出渣资源化研究现状
        1.3.1 回转窑处理法
        1.3.2 浸出-浮选法
        1.3.3 酸性焙烧-浮选法
        1.3.4 焙烧-浸出法
        1.3.5 两步浸出-电解沉积法
        1.3.6 其他方法
    1.4 FactSage热力学计算其应
        1.4.1 FactSage热力学软件
        1.4.2 FactSage热力学软件的应用
    1.5 ZnO的应用及研究现状
        1.5.1 ZnO的性质
        1.5.2 ZnO复合材料的研究现状
    1.6 本论文的主要研究意义及内容
        1.6.1 研究意义
        1.6.2 研究内容
    1.7 本论文的创新点
第2章 湿法炼锌浸出渣的化学性质及其碳热还原热力学研究
    2.1 湿法炼锌浸出渣的化学组成和物相分析
        2.1.1 含水量及粒径分析
        2.1.2 X射线荧光光谱分析(XRF)
        2.1.3 全谱直流电感耦合等离子体发射光谱分析(ICP-AES)
        2.1.4 矿物粉末X射线衍射分析(XRD)
        2.1.5 扫描电子显微镜(SEM)及能谱分析图
        2.1.6 Zn、Pb和S的物相分析
    2.2 基于碳热法还原锌浸出渣的热力学分析
        2.2.1 CaO-SiO₂-FeO三元相图绘制
        2.2.2 有关于Zn物相可能发生反应的标准吉布斯自由能计算
    2.3 本章小结
第3章 还原温度、保温时间、配碳比和CaO加入量对Zn挥发率的影响
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料及设备
        3.2.2 实验方法
    3.3 碳热还原法处理锌浸出渣对Zn金属挥发率的影响
        3.3.1 还原温度对Zn挥发率的影响规律
        3.3.2 保温时间对Zn挥发率的影响规律
        3.3.3 配碳比对Zn挥发率的影响规律
        3.3.4 CaO加入量对Zn挥发率的影响规律
    3.4 本章小结
第4章 ZnO烟尘的吸波性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 主要实验试剂及仪器
        4.2.2 材料成分及结构表征
        4.2.3 不同温度下的ZnO烟尘的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 化学成分与表面形貌分析
        4.3.2 电磁波吸收性能分析
    4.4 本章小结
第5章 石墨烯改性ZnO烟尘的电化学性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验方法
        5.2.1 氧化石墨烯制备方法
        5.2.2 氮掺杂石墨烯/氧化锌烟尘(NG/ZnO)
        5.2.3 电池的制备
        5.2.4 电池电化学性能测试
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 机理分析
        5.3.2 电化学性能分析
        5.3.3 氮掺杂石墨烯对赝电容行为的影响
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录 A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文



本文编号：3894134