DOC《机械活化对高炉炼铁烟尘中锌浸出的影响》

3 试验结果与讨论 3.1 正交试验 在摸索性试验基础上,用未活化烟尘为研究对象,以硫酸浓度、液固比、浸出温度、浸出时间为影响因素,进行L16(44)四因素四水平的正交试验,以锌浸出率为判定依据,用极差因素分析法得出影响的主次因素.结果见表1. 收稿日期:2013-10-05 基金项目:云南省应用基础研究自筹经费项目(2013FZ123) 作者简介:姜艳(1980-),女,云南沾益人,硕士,讲师. 表1 正交试验方案及结果 Table

1 Scheme and results of orthogonal experiment 编号 硫酸浓度/(g・L-1) 液固比 温度/℃ 时间/min 锌浸出率/%

1 80 6∶1

50 30 82.17

2 80 7∶1

60 50 87.43

3 80 8∶1

70 70 82.57

4 80 9∶1

80 90 90.78

5 100 7∶1

70 90 76.66

6 100 8∶1

80 30 88.45

7 100 9∶1

50 50 90.02

8 100 6∶1

60 70 78.11

9 120 8∶1

50 70 95.64

10 120 9∶1

60 90 88.93

11 120 6∶1

70 30 83.20

12 120 7∶1

80 50 81.29

13 150 9∶1

70 50 94.71

14 150 6∶1

80 70 80.52

15 150 7∶1

50 90 91.93

16 150 8∶1

60 30 88.31 K1 342.95 324.08 359.76 341.64 K2 335.5 340.13 343.04 353.45 K3 349.4 354.41 340.04 336.84 K4 355.47 364.70 340.21 351.38 极差R 19.97 40.62 19.72 16.61 根据表1结果,可以得出影响锌浸出率的主次顺序为:液固比>硫酸浓度>浸出温度>浸出时间.优化方案为:液固比8∶1,硫酸浓度120 g/L,浸出温度50 ℃,浸出时间70 min. 3.2 单因素试验 3.2.1 液固比对锌浸出率的影响 固定硫酸浓度120 g/L,在50 ℃浸出70 min,不同液固比条件下的锌浸出率结果如图1所示. 图1 液固比对锌浸出率的影响 Fig.1 Effect of ratio of liquid to solid on zinc leaching rate 从图1可知,未经活化与活化过的烟尘浸出时,液固比的增大使锌浸出率显著提高;

对于活化过的烟尘,当液固比为7∶1时,浸出率已达到94.38%,而对于未活化的烟尘,液固比为9∶1时,浸出率可到94.43%;

由于液固比过大,会对后续的处理工作带来困难.所以,要在低液固比下得到高的浸出率,机械活化对烟尘的浸出更为有利. 3.2.2 硫酸浓度对锌浸出率的影响 固定条件:液固比8∶1,浸出温度50 ℃,浸出时间70 min,硫酸浓度对锌浸出率的影响见图2. 图2 硫酸浓度对锌浸出率的影响 Fig.2 Effect of concentration of sulfuric acid on zinc leaching rate 由图2可见,无论烟尘是否经过活化,锌浸出率都随硫酸浓度的升高而增加;

对没有经过活化的烟尘,只有当硫酸浓度达到170 g/L时锌浸出率才能达到94.75%;

而对于活化过的烟尘,硫酸浓度高于150 g/L后,锌浸出率已大于95%.由此可见,活化后的烟尘对浸出剂的浓度要求大为降低.综合经济因素考虑,为降低试剂消耗,烟尘活化后浸出较为理想. 3.2.3 浸出温度对锌浸出的影响 固定条件:液固比8∶1,硫酸浓度170 g/L,浸出时间70 min,浸出温度对锌浸出率的影响见图3. 图3 浸出温度对锌浸出率的影响 Fig.3 Effect of temperature on zinc leaching rate 由图3可见,锌浸出率与浸出温度成正相关关系.按浸出动力学分析[12],温度对物料的浸出有很大影响.但是当温度高于85 ℃时,未活化烟尘与活化烟尘的浸出率增加趋势较缓慢,85 ℃时,未活化何活化的烟尘锌浸出率分别为92.52%和93.27%.因此,从节能减耗考虑,烟尘经活化后效果较好. 3.2.4 浸出时间对锌浸出的影响 固定条件:液固比8∶1,硫酸浓度170 g/L,浸出温度95 ℃,浸出时间对锌浸出率的影响见图4. 图4 浸出时间对锌浸出率的影响 Fig.4 Effect of leaching time on zinc leaching rate 从图4可知,随酸浸时间的延长,锌浸出率不断增大.未活化的烟尘浸出时间超过75 min后,浸出率升高幅度很小,浸出90 min后,浸出率仅为92.52%;