亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        含鋅冶金塵泥氨浸溶蝕實驗研究

        2021-03-15 05:57:40張晉霞馮洪均王龍牛福生
        礦產綜合利用 2021年1期
        關鍵詞:塵泥含鋅液固比

        張晉霞,馮洪均,王龍,牛福生

        (1.華北理工大學礦業(yè)工程學院,河北 唐山 063009;2.河北省礦業(yè)開發(fā)與安全重點實驗室,河北 唐山 063009)

        鋅是一種重要的戰(zhàn)略性基礎材料,2018 年我國鋅產量達到568.10 萬t,消費量占全球的42.00%,而且資源自給率低,鋅資源主要依靠進口,隨著國民經濟的快速發(fā)展,鋅的使用量將持續(xù)增長,供需緊張的情況將日益緊張[1-2]。含鋅冶金塵泥是鋼鐵工業(yè)生產過程中排放的固體廢棄物,根據(jù)含鋅塵泥中不同鋅含量,可將含鋅塵泥分為高鋅塵泥(>30%)、中鋅塵泥(15%~ 25%) 和低鋅塵泥(<5%)。據(jù)統(tǒng)計,含鋅冶金塵泥產生量約為粗鋼產量的10%~ 12%,以2018 年我國粗鋼產量超過9.0 億t 計算,當年的含鋅塵泥量就達到了9000 萬t~ 10800 萬t,加上歷年堆存的數(shù)量,含鋅冶金塵泥已經成為鋅資源的重要來源[3-5]。

        濕法工藝是處理含鋅冶金塵泥的主要方法,主要分為酸法、堿法工藝。酸法工藝中礦物中的大量雜質Ca、Mg、Si、Fe、Al 等溶解進入溶液,消耗浸出劑,易形成氫氧化鐵膠體,使得固液分離困難[6-7]。堿浸工藝主要利用配體NH3與Zn2+的配合作用使礦物中Zn(II)溶解,從而與Ca、Mg、Si、Fe 等雜質分離,氨浸工藝對Zn(II)的高選擇性使其成為處理含鋅塵泥的重要方法之一[8]。趙春虎[9]以氨水-硫酸銨為浸出劑,研究了不同條件因素對鋅浸出率的影響,結果表明:當氨濃度為6 mol/L,浸出溫度為40℃,時間為3h,液固比為5:1,攪拌速度為400 r/min 時,鋅的浸出率可達72.5%。楊聲海等[10]針對云南某濕法煉鋅浸出渣,使用硫酸強化法對冶金塵泥中的有用元素進行浸出,通過正交實驗結果顯示:在較優(yōu)條件下其中有用金屬元素浸出率高達97%。王瑞祥[11]研究了Zn(II)-NH3-Cl-CO32--H2O 熱力學平衡,并對熱力學結果進行了實驗驗證,結果表明,NH4Cl濃度較高時,可大幅度降低氨水消耗,減少了氨氣揮發(fā)對人體、環(huán)境的危害??傊?,NH3-NH4Cl體系處理含鋅冶金塵泥具有工藝流程短、凈化負擔輕、環(huán)境污染小、投資少等特點,對我國儲量巨大的含鋅塵泥的開發(fā)與利用具有重大意義。

        本論文在含鋅冶金塵原料性質分析的基礎上,以氨水/氯化銨、氨水/硫酸銨為浸出劑,探討了浸出劑類型及濃度、浸出溫度、反應時間、攪拌速度等因素對鋅浸出率的影響規(guī)律,為后續(xù)開發(fā)利用該類型二次資源提供參考工藝和基礎數(shù)據(jù)。

        1 實 驗

        1.1 原料性質

        使用的冶金粉塵原料來自鋼廠,化學成分分析結果見表1,物相分析見表2。

        表1 微細粒級鈦精礦主要化學成分/%Table 1 Main chemical composition of micro-size fraction titanium concentrate

        表2 礦物物相分析Table 2 Phase analysis of minerals

        由表1 可知,金屬鋅的含量為12.74%,主要雜質為硅、鋁、鈣等元素。從鋅的物相分析可以看出,冶金塵泥中的鋅主要以紅鋅礦(ZnO)的形式存在,占有率為90.35%,因此后續(xù)浸出工藝主要是對氧化鋅進行浸出。

        使用SEM-EDS 對含鋅冶金塵泥一些區(qū)域進行能譜分析,能譜分析選擇區(qū)以及各選擇區(qū)域的能譜圖見圖1。

        圖1 冶金塵泥SEM-EDSTable 2 Phase analysis of minerals

        各成分質量分數(shù)見表3。由表3 可知,冶金塵泥原料中所含的主要元素為O、Fe、Zn 等。

        表3 含鋅冶金塵泥各成分質量分數(shù)Table 3 Quality fraction of components of metallurgical dust containing zinc

        1.2 實驗方法

        稱取15.00 g 的冶金塵泥,用一定濃度的氨水/氯化銨、氨水/硫酸銨作為浸出劑進行浸出實驗,試驗在300 mL 的錐形瓶中進行。采用恒溫磁力攪拌器保持恒定的反應溫度及攪拌速度,控制溫度誤差為±1℃,浸出結束后采用真空泵抽濾、取樣,根據(jù)浸出殘渣的品位等級計算含鋅塵泥中鋅的浸出率。

        2 結果與討論

        2.1 不同化學物質配比對含鋅粉塵浸出率的影響

        2.1.1 浸出劑類型及濃度對含鋅粉塵浸出率的影響

        在反應溫度為50℃、液固體積質量比為4:1、攪拌速度為400 r/min 以及浸出時間為2 h 的條件下,考察氨水/氯化銨、氨水/硫酸銨在總氨濃度為5 mol/L 條件下,氨水/銨根離子分別為3:1、2:1、1:1、1:2、1:3 對含鋅冶金塵泥中鋅浸出率的影響,結果見圖2。

        圖2 不同浸出劑配比與鋅浸出率的關系Fig.2 Relationship between different ratio of leaching agent and zinc leaching rate

        從圖2 可以看出,在氨水/硫酸銨體系中隨著硫酸銨比例的增加,剛開始浸出率增加的幅度較小,當氨水/銨根離子比例到達1:1 時浸出率開始增加并在1:2時達到最大值69.74%,隨后浸出率又開始降低,但幅度較小。在氨水/氯化銨體系中,當兩者比例為1:1 時,此時浸出率達到最高值為78.21%,因此在后續(xù)研究中,選擇氨水/氯化銨為浸出劑。

        在上述條件不變的基礎上進行總氨濃度實驗,結果見圖3。

        圖3 總氨濃度與鋅浸出率的關系Fig.3 Relationship between total ammonia concentration and zinc leaching rate

        由圖3 可見,鋅的浸出受總氨濃度的極大影響,并且隨總氨濃度的增大不斷提高,之后逐漸趨于穩(wěn)定,總氨濃度在6 mol/l 和8 mol/l 時僅提高僅1 個百分點,為降低浸出劑損耗,選取總氨濃度 6 mol/L 較佳,此時鋅的浸出率為79.47%。

        3.1.2 液固比對含鋅塵泥浸出率的影響

        選取總氨濃度為6 mol/L、反應溫度為50℃、攪拌速度為400 r/min、液固比為4:1、浸出時間為2 h,探索不同液固比對鋅的浸出率影響規(guī)律,結果見圖4。

        圖4 液固比與鋅浸出率的關系Fig.4 Relationship between ration of liquid to solid and zinc leaching rate

        從圖4 可以看出,在其他條件不變的情況下,鋅的浸出率隨液固比的增加而增加,當液固比為2:1 時,鋅的浸出率最低,只有68%左右。當液固比達到6:1 時,鋅的浸出率達到82%,之后再增大液固比浸出率幾乎保持不變。分析其原因,主要是液固比的增加提高了浸出液的流動性,促進了細小顆粒之間的接觸與碰撞,加劇了反應的進行。出于節(jié)約藥劑,選擇液固比為6:1,此時鋅的浸出率為82.75%。

        2.1.3 反應溫度對含鋅塵泥浸出率的影響

        探索不同浸出溫度對鋅的浸出率影響規(guī)律時,設定總氨濃度為6 mol/L、攪拌速度為400 r/min、液固比為6:1、浸出時間為2 h 不變,得出一系列研究結果見圖5。

        圖5 浸出溫度與鋅浸出率的關系Fig.5 Relationship between leaching temperature and zinc leaching rate

        由圖5 可知,冶金塵泥中鋅的浸出率隨浸出溫度的增加而不斷提高,當浸出溫度為20℃時,此時的浸出率僅為73%左右,當浸出溫度為60℃時,浸出率達到了83.17%,如果繼續(xù)提高溫度,此時浸出率增加的較為緩慢,考慮到節(jié)能,初步確定浸出溫度為60℃。

        2.1.4 浸出時間對含鋅塵泥浸出率的影響

        選取總氨濃度為6 mol/L、反應溫度為60℃、攪拌速度為400 r/min、液固比為6:1,探索不同浸出時間對鋅的浸出率影響規(guī)律,結果見圖6。

        圖6 浸出時間與鋅浸出率的關系Fig.6 Relationship between leaching time on zinc leaching rate

        由圖6 可知,隨著浸出時間的增加,鋅的浸出率呈逐漸增加的趨勢,當浸出時間超過2 h,鋅的浸出率增加的幅度較小,同時考慮到增加浸出時間隨之帶來的生產能力下降、生產成本增加,因此浸出時間定為2 h,此時鋅的浸出率為83.21%。

        2.1.5 攪拌轉速對含鋅塵泥浸出率的影響

        選取總氨濃度為6 mol/L、反應溫度為60℃、液固比為6:1、浸出時間2 h,探索不同攪拌速度對鋅的浸出率影響規(guī)律,結果見圖7。

        圖7 攪拌轉速與鋅浸出率的關系Fig.7 Relationship between stirring speed and zinc leaching rate

        從圖7 可以看出,隨攪拌轉速不斷增大,對含鋅冶金塵泥的影響越來越大,最后趨于平緩。分析其原因,當攪拌速度過低時礦漿中的塵泥顆粒容易發(fā)生干涉沉降,若攪拌速度過大,則會提高生產能耗和成本,綜合考慮確定攪拌速度為最為適宜,此時冶金塵泥鋅的浸出率為85.44%。

        2.2 較佳條件驗證實驗

        通過上述單因素條件實驗分析,可以確定采用氨水/ 氯化銨復合劑從冶金塵泥中浸出鋅的較佳工藝條件為總氨濃度6 mol/L、氨水/銨根離子比例為1:1、浸出溫度為60℃、液固比為6:1、浸出時間2 h、攪拌速度為500 r/min。在此較佳浸出條件下,對冶金塵泥進行了多次氨浸驗證,結果表明試驗重復性較好,鋅的浸出率均大于85%,鐵、硅等其他雜質礦物不浸出,說明氨浸工藝能夠實現(xiàn)從冶金塵泥中選擇性浸出鋅。

        2.3 浸出渣微觀結構分析

        在上述較佳浸出參數(shù)條件下進行了實驗,對浸出渣進行了掃描電鏡分析,結果見圖8。

        圖8 浸出渣SEMFig.8 SEM spectrum of leaching residue

        由圖8 可以看出含鋅塵泥經氨浸后的顆粒表面呈現(xiàn)一定溶蝕痕跡,且出現(xiàn)定向排列的裂痕,說明在浸出過程中是沿著某些晶面進行的反應,浸出結果較為理想,為從冶金塵泥中綜合回收鋅提供了一定的理論指導與技術支持。

        3 結 論

        (1)從含鋅塵泥的原料性質分析可知,金屬鋅的含量為12.74%,主要雜質為硅、鋁、鈣等元素;鋅物相分析表明鋅主要以紅鋅礦(ZnO)的形式存在,占有率為90.35%,浸出工藝主要是對氧化鋅進行浸出。

        (2)采用氨浸工藝從冶金塵泥中選擇性回收鋅的較佳工藝條件為:總氨濃度6 mol/L、氨水/銨根離子比例為1:1、浸出溫度為60℃、液固比為6:1、浸出時間2 h、攪拌速度為500 r/min。

        (3)在較佳工藝參數(shù)條件下進行了多次氨浸驗證試驗,鋅的浸出率均大于85%,鐵、硅等其他雜質礦物不浸出,實現(xiàn)了鋅的選擇性浸出。

        猜你喜歡
        塵泥含鋅液固比
        秋夜
        鋼鐵冶煉塵泥綜合利用技術與實踐
        山東冶金(2022年4期)2022-09-14 08:59:48
        鋼鐵企業(yè)含鋅固廢綜合利用技術分析和發(fā)展
        山東冶金(2022年1期)2022-04-19 13:40:08
        關于鋼鐵廠含鋅塵泥綜合利用的探討
        新疆鋼鐵(2021年1期)2021-10-14 08:45:30
        溫度對內配碳含鋅球團還原的影響探究
        Dynamics of forest biomass carbon stocks from 1949 to 2008 in Henan Province,east-central China
        精細化控制提高重介旋流器分選效率的研究
        某砂巖型鈾礦床礦石酸法柱浸試驗研究
        冬小麥施用控釋尿素、含鋅尿素和含錳尿素的效果
        增設原煤灰分儀提高末煤系統(tǒng)的精細化控制
        成人日韩精品人妻久久一区| 91热爆在线精品| 亚洲国产综合久久精品 | 极品少妇被黑人白浆直流| 国内精品自在自线视频| 8av国产精品爽爽ⅴa在线观看| 久久老熟女乱色一区二区| 亚洲av成人精品一区二区三区| 无套内射无矿码免费看黄| 综合色天天久久| 午夜视频一区二区在线观看| 国产freesexvideos中国麻豆| 日韩精品无码av中文无码版| 欧美日韩综合在线视频免费看| 国产精品综合女同人妖| 成人亚洲一区二区三区在线| 丰满多毛少妇做爰视频| 国产偷闻隔壁人妻内裤av| 亚洲日本精品国产一区二区三区| 欧美放荡的少妇| 任你躁国产自任一区二区三区| 一区二区在线观看视频亚洲| 欧美伦费免费全部午夜最新| 猫咪免费人成网站在线观看| 亚洲午夜无码久久久久软件| 蜜桃av人妻精品一区二区三区| 无码任你躁久久久久久久| 国产日韩A∨无码免费播放| 日本一区不卡在线观看| 欧美老肥婆牲交videos| 久久亚洲av成人无码国产| 丰满人妻中文字幕乱码| av熟妇一区二区三区| 99久久久精品免费观看国产| 囯产精品无码一区二区三区AV | 精品国产中文字幕久久久| 国产办公室沙发系列高清| 久久免费视亚洲无码视频| 中文字幕一区乱码在线观看| 久久天天躁狠狠躁夜夜躁2014| 伊人色网站|