《中低品位氧化鋅礦清潔高效利用的機理研究》是依託東北大學，由申曉毅擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：中低品位氧化鋅礦清潔高效利用的機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：申曉毅
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
中低品位氧化鋅礦是重要的鋅資源，迄今尚未得到合理利用。高品位鋅礦資源的日益枯竭，使得中低品位氧化鋅礦的開發利用顯得尤為迫切。本研究採用硫酸銨處理氧化鋅礦分離鋅和矽鉛，研究氧化鋅礦中含鋅組元與硫酸銨反應的反應過程和轉化機制，確定含鋅組元的轉化行為；硫酸吸收尾氣得硫酸銨返回，硫酸鋅溶液淨化製備鋅產品；採用NaOH焙燒提鋅渣，矽和鉛轉變為可溶的Na2SiO3和Na2PbO2進入溶液與鐵分離，確定提鋅渣中反應組元在熔融鹼中的轉化過程和轉化機制，確定反應組元的轉化行為及反應動力學；將溶液分步碳分得到SiO2、PbO沉澱和碳酸鈉溶液，明確碳分過程的物相轉化過程和行為，CaO苛化溶液得到NaOH溶液和CaCO3沉澱，NaOH蒸濃結晶返回焙燒提鋅渣，煅燒CaCO3得CO2和CaO再循環。整個路線綜合提取氧化鋅礦中的有價組分，硫酸銨、NaOH、CO2、CaO循環利用，最終實現中低品位氧化鋅礦的清潔高效利用。
結題摘要
高品位鋅礦資源的日益枯竭，使得中低品位氧化鋅礦的開發利用顯得尤為重要。如何有效利用中低品位氧化鋅礦是世界性的問題。課題以中低品位氧化鋅礦為研究對象，旨在開發一條綠色化、高附加值綜合利用氧化鋅礦的工藝路線。課題研究了：(1). 氧化鋅礦中含鋅組元與硫酸銨反應的反應過程和轉化規律及含鋅組元在複雜體系下的轉化行為，研究了溶出液的淨化。(2). 研究了提鋅渣中反應組元在熔融鹼中的轉化過程和轉化行為。(3). 研究了Na2SiO3溶液的碳分過程和物相的轉化過程及Na2PbO2對Na2SiO3碳分過程的影響和作用。(4). 研究了碳酸氫銨焙燒氧化鋅礦及轉化法提取鉛鍶。(5). 研究了氫氧化鈉熔融焙燒矽酸鋅和氧化鋅礦的反應過程。(6). 研究了上述反應過程的動力學。(7). 研究了反應介質硫酸銨、氫氧化鈉的循環，並製備了多形貌氧化鋅、二氧化矽、氧化鉛及碳酸鈣產品。研究表明：(1). 碳酸鋅及氧化鋅、矽酸鋅與硫酸銨反應生成硫酸鋅銨，硫酸鋅銨分解得到氧化鋅。400℃以上得到硫酸鉛和硫酸鈣。鐵氧化物與硫酸銨反應得到硫酸鐵銨，並逐步分解得到硫酸鐵。(2). 矽化合物與氫氧化鈉反應得到Na2SiO3，升溫轉化為Na4SiO4。鉛化合物與氫氧化鈉反應生成Na4PbO4升溫得到Na6PbO5。(3). 得到了Na2SiO3溶液碳分的動力學曲線，得到了三種鹼性溶液碳分的pH值範圍。(4). 硫酸銨焙燒氧化鋅礦符合界面化學反應控制；溶出過程符合無固體產物層生成的外擴散控制；得到了Na2SiO3溶液碳分的動力學曲線；提取鉛鍶受有固體產物層生成的內擴散控制；氫氧化鈉熔融焙燒矽酸鋅符合有固體產物層的擴散控制；氫氧化鈉熔融焙燒氧化鋅礦符合顆粒表面化學反應和固體產物層混合控制。(5). 硫酸銨和氫氧化鈉的一次循環率分別達到95%和96%以上，製備得到了多形貌氧化鋅、二氧化矽、氧化鉛及碳酸鈣產品。製備了氯化鉛和碳酸鍶產品。課題的研究可為符合我國礦產資源特點的低品位共生礦物的綠色化、高附加值綜合利用提供參考。
