DOC《富铟锌铁渣中锌和铟的浸出与铁的同步还原（》

1 实验 1.1 实验原料 本实验所用原料为富含铟的高铁硫化锌精矿和高铁锌焙砂经过常规浸出后得到的富铟锌铁的中浸渣,其.中浸渣、锌精矿主要化学成分见表1,中浸渣、锌精矿中锌物相分析见表2,中浸渣XRD谱图1. 表1 物料主要化学成分(wt.%) Tab.

1 The main chemical component of materials (wt.%) Zn Fe In S SiO2 Ag Cu 中浸渣 24.75 25.68 566g/t 3.75 8.68 97.2g/t 1.12 锌精矿 44.38 15.89 358g/t 31.89 4.45 34.5 g/t 0.58 Co Ni Cd Pb Sn CaO MgO 中浸渣 0.0048 0.0065 0.087 0.099 0.21 2.68 1.94 锌精矿 0.0061 0.0031 0.16 0.061 0.18 0.58 2.95 Al2O3 Mn As Sb F Cl Ge 中浸渣 1.07 0.13 0.48 0.004 0.036 0.01 痕量 锌精矿 0.63 0.06 0.33 0.0004 0.2 0.01 痕量 表2 物料的锌物相分析(wt.%) Tab.

2 The phase of zinc of materials (wt.%) 氧化锌 硅酸锌 硫化锌 铁酸锌 Total 中浸渣 1.40 0.22 5.09 18.04 24.75 锌精矿 0.45 0.36 36.82 6.75 44.38 图1 中浸渣XRD谱图 Fig.

1 XRD patterns of neutral leaching residue 由表1可知中浸渣为富铟锌铁渣,由表2和图1可知中浸渣的主要物相组成为ZnO・Fe2O3铁酸锌、CuSO4・2H2O硫酸铜、In2(SO4)3硫酸铟、In2O3・Fe2O3铁酸铟,其中的ZnO・Fe2O3和In2O3・Fe2O3属于难溶铁酸盐组分,是导致渣中锌和铟难于浸出的主要原因. 1.2 实验方法及原理 富铟锌铁渣中锌和铟的浸出与铁的同步还原实际上是利用硫酸浸出中浸渣中以铁酸盐形式残留的锌和铟,同时将中浸渣中锌、铟、铁高效浸出的同时利用锌精矿中硫化物的还原性和中浸渣中高价铁的氧化性,将锌精矿中的金属硫化物转化可高效浸出的锌、铟简单离子,将浸出液中的Fe3+离子还原为Fe2+离子,并使精矿中的有价金属转化为简单离子进入浸出液.主要化学反应方程式如下: ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O ZnO・Fe2O3+4H2SO4=ZnSO4+Fe2(SO4)3+4H2O (1) ZnO・Fe2O3+4H2SO4=ZnSO4+Fe2(SO4)3+4H2O MeO+H2SO4=MeSO4+H2O (2) ZnS+2Fe2(SO4)3=FeSO4+ZnSO4+S0 (3) 根据有关锌-铁-水系热力学数据[12]及373K条件下ZnO・Fe2O3-H2O系φ-pH图[13]以及硫化锌精矿还原三价铁的ZnS-Fe系φ-pH图[14],分析可知ZnS为惰性还原剂,为加速其还原速率,采用接近沸腾的温度条件(368K~373K90~100℃)[15-16].由于硫化锌精矿的还原作用,溶液中大部分铁为Fe2+,由于还原温度高,Fe3+的稳定性低,为避免了Fe3+的水解,降低溶液电位,促进铁酸锌分解,提高有价金属浸出率还原过程就必须在高酸溶液中进行[15-16]. 1.3 分析检测 溶液中离子浓度和渣中元素含量的检测由昆明冶金研究院分析测试中心提供,原料和渣物相分析委托昆明理工大学分析测试研究中心进行检测. 锌离子和铟离子的检测采用原子吸收光谱法分析(北分瑞利),XRD检测采用Rigaku D/MAX 2500v 衍射仪 (日本岛津).

2 实验结果与讨论 2.1中浸渣和锌精矿质量比对锌铟浸出率的影响 浸出剂初始硫酸浓度为硫酸220g/L,液固比为6mL/g,反应温度90℃,反应浸出时间3h,机械搅拌转速500rpm,粒度-200目,其影响关系如图2所示. 图2 中浸渣和与锌精矿质量比对锌铟浸出率的影响图 Fig.

2 Effect of mass ratio of residue and concentrate on leaching rate 由根据图2所示可知,随着锌精矿加入量投入比例的增加锌铟浸出率出呈现下降趋势,这是因为主要原因是锌精矿中的金属硫化物硫化锌和硫化铟主要主要依靠中浸渣的高价铁的氧化浸出,由于中浸渣的量一定,在没有足够氧化剂存在的条件下锌精矿中的金属硫化物难溶于酸.在浸出过程中即要保证铁被还原为低价铁,同时需保证锌精矿中金属硫化物被充分氧化,因此锌精矿的加入量不宜过多.由图2可知,在中浸渣与锌精矿矿比为1:0.25时,可实现铁的充分还原,同时获得较高锌、铟浸出率. 2.2 初始硫酸浸出剂浓度对锌铟浸出率的影响 中浸渣和锌精矿质量比1:0.25,液固比6mL/g,温度90℃,时间3h,搅拌转速500rpm,粒度-200目,其影响关系如图3所示. 图3 初始硫酸浓度对锌铟浸出率的影响 Fig.