低品位氧化-硫化鉛鋅礦氧壓氨浸的基礎研究

《低品位氧化-硫化鉛鋅礦氧壓氨浸的基礎研究》是依託中南大學，由丁治英擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：低品位氧化-硫化鉛鋅礦氧壓氨浸的基礎研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：丁治英
• 依託單位：中南大學

項目摘要

針對低品位氧化-硫化鉛鋅礦礦相複雜、鹼性脈石含量高的特點，本項目提出採用加壓氨浸法同時處理其中的硫化鋅礦和鋅矽酸鹽礦，將經典的熱力學、動力學、現代測試技術與量子化學計算相結合，研究低品位氧化-硫化鉛鋅礦的礦物學特徵和主要含鋅礦物的晶體微觀結構，研究硫化鋅礦和鋅矽酸鹽礦加壓氨浸的反應性能，探討氨浸過程中主要礦物結構的演變規律及固液界面的反應機制，從巨觀到微觀層次揭示礦物學特徵及微觀結構與反應性能的對應關係，確定製約礦物浸出的重要因素，調控與強化浸出過程，實現低品位氧化-硫化鉛鋅礦中有價金屬同時提取。研究結果將為低品位鉛鋅礦中有價金屬高效提取的新方法和新技術提供理論支撐。

結題摘要

低品位氧化-硫化鉛鋅礦礦相複雜、鹼性脈石含量高，採用酸法浸出耗酸量大，固液分離困難。項目提出採用加壓氨浸法同時處理其中的硫化鋅礦和鋅矽酸鹽礦，結合量子化學計算，研究了低品位氧化-硫化鉛鋅礦的礦物學特徵和主要含鋅礦物的晶體微觀結構，研究硫化鋅礦和鋅矽酸鹽礦氨浸的反應性能，調控與強化浸出過程，為低品位鉛鋅礦中有價金屬高效提取的新方法和新技術提供理論支撐。具體研究成果如下：（1）研究了鋅矽酸鹽礦和硫化鋅礦的礦物學特徵；基於密度泛函理論，研究了閃鋅礦、矽鋅礦、異極礦和菱鋅礦晶體能帶結構、態密度、鍵長、原子淨電荷和布居數等結構性質的差異，並獲得幾種礦物反應活性的大小順序。（2）研究了鋅矽酸鹽礦物水熱氨浸行為，獲得較佳工藝條件；從熱力學上分析幾種胺基酸促進鋅矽酸鹽礦物溶解的可行性，並發現甘氨酸可優先與鋅離子形成配合物，且對SiO2（aq）具有絮凝作用，顯著促進鋅矽酸鹽礦物的浸出。（3）研究了硫化鋅精礦氧化氨浸行為，除採用氧壓氧化浸出外，通過添加BaO2可實現硫化鋅精礦的常壓氨浸；結合量子化學計算研究其氧化微觀機理。浸出體系中的氧化行為與ZnS（110）面的反應活性位點有關。O2和Na2S2O8作為氧化劑作用於ZnS（110）面時，氧化的反應位點為BZn位點。在水溶液中，Na2S2O8比O2更有利於氧化ZnS（110）面。（4）研究了共生氧化物對氧化-硫化鋅礦氨性浸出的影響。CaO對其浸出具有明顯的抑制作用；CuO由於形成銅氨配合物，對其浸出也有一定的抑制作用；除此以外，MgO、SiO2和Al2O3也有抑制作用，MnO2對異極礦的浸出有較小的促進作用。