《壓力場下高矽氧化鋅礦高溫酸轉化及矽沉澱機理研究》是依託昆明理工大學，由李存兄擔任項目負責人的地區科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：壓力場下高矽氧化鋅礦高溫酸轉化及矽沉澱機理研究
- 項目類別：地區科學基金項目
- 項目負責人：李存兄
- 依託單位：昆明理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
以雲南省豐富的有色金屬礦產資源-高矽氧化鋅礦為研究對象，利用加壓沉澱法化學原理在一定溫度、壓力和酸度下，將酸性溶液中的矽酸（矽膠）轉化成易過濾的石英沉澱物，避免常規酸浸工藝形成的矽膠對浸出礦漿過濾性能的影響；重點解決壓力場下高矽氧化鋅礦高溫酸轉化過程中鋅的可控提取及調控原理，矽的溶解及矽酸（矽膠）-石英的沉澱機理，石英新礦相的形成、晶體成核、發育和長大過程，鋅礦物的溶解與矽沉澱的耦合關係；揭示壓力場下高矽氧化鋅礦高溫酸轉化過程的限制性環節，鋅矽酸鹽單礦物溶解轉化機理並建立其動力學模型和基礎理論。項目極大地豐富和深化加壓濕法煉鋅基礎理論體系，突破傳統濕法煉鋅技術，為高矽氧化鋅礦的清潔高效提取開闢綠色途徑，對雲南及我國儲量豐富的高矽氧化鋅礦的高效分離和提取具有重要的實用性和可操作性。
結題摘要
針對常規酸浸工藝處理高矽氧化鋅礦過程中形成的矽膠嚴重影響浸出礦漿過濾性能的問題，本研究利用加壓沉澱法化學原理在一定溫度、壓力和酸度下，將酸性溶液中的矽酸（矽膠）轉化成易過濾的石英沉澱物，實現鋅的可控提取並獲得過濾性能較好的浸出礦漿。採集了兩種典型的高矽氧化鋅礦物-異極礦型高矽氧化鋅礦和高矽硫氧混合鋅礦，工藝礦物學研究表明：異極礦型高矽氧化鋅礦中含Zn含量為23.65%、 SiO2 55.42%，主要鋅礦物為異極礦；高矽硫氧混合鋅礦中鋅主要以異極礦和閃鋅礦形態存在，脈石礦物主要為石英。異極礦型高矽氧化鋅礦高溫酸轉化的最佳化技術參數為：礦物粒徑 -98+74μm，硫酸濃度0.44mol/L，壓力1.4MPa，時間120min，溫度140℃，液固比6:1。此條件下高矽鋅礦高溫酸轉化過程中鋅的浸出率可達97%以上，浸出渣中石英含量達79.74%，浸出礦漿平均過濾速率達777L/m2•h。高溫酸轉化體系下以異極礦和矽鋅礦形態存在的可溶矽以H4SiO4形式進入溶液後轉化形成SiO2沉澱主要影響因素為溫度，在140-160℃的溫度範圍內，溶液中H4SiO4轉化形成SiO2沉澱的效果最佳。異極礦和矽鋅礦中的可溶矽進入溶液形成矽溶膠後，其在熱力學上是可以自發地轉化形成二氧化矽。純矽鋅礦高溫酸轉化過程總的浸出速率受單個微粒周圍固態產物層擴散控制，其表觀活化能為22.06kJ/mol，硫酸的表觀反應級數為1.6472。異極礦高溫酸轉化過程符合固相內擴散控制模型，其表觀活化能為44.9kJ/mol，硫酸的表觀反應級數為0.7993。項目極大地豐富和深化加壓濕法煉鋅基礎理論體系，突破傳統濕法煉鋅技術，為高矽氧化鋅礦的清潔高效提取開闢綠色途徑，對雲南及我國儲量豐富的高矽氧化鋅礦的高效分離和提取具有重要的指導作用。
