鋅粉置換渣中鎵鍺浸出的研究.pdf

1、國內(nèi)某鉛鋅礦產(chǎn)出的硫化鋅精礦中鎵、鍺含量較高，采用高酸氧壓浸出工藝對其進行處理，鎵、鍺進入浸出液中，然后用鋅粉對其進行置換，產(chǎn)出鎵、鍺含量均分別達0.2％～0.4％的鋅粉置換渣。
　　以硫酸為浸出劑浸出鋅粉置換渣，回收鎵、鍺及其他有價元素。由于以下兩方面的原因，導(dǎo)致鎵、鍺浸出率偏低:一是鋅粉置換渣中鎵、鍺物相復(fù)雜，呈單質(zhì)、氧化物、硫化物和含氧酸鹽等多種形態(tài)存在;第二，鋅粉置換渣還含有較高含量的Zn、Cu、Fe、Si和Pb等成分，會

2、對鎵、鍺浸出產(chǎn)生諸多方面的不利影響。
　　本論文針對鋅粉置換渣中鎵、鍺的浸出開展研究，以期通過理論分析和試驗，明確鎵、鍺難以浸出的原因，改進浸出工藝及其技術(shù)條件，實現(xiàn)鋅粉置換渣中鎵、鍺的高效浸出。
　　論文總結(jié)了鎵、鍺浸出的相關(guān)文獻;對鋅粉置換渣進行了全面表征;計算繪制了Ga-H2O系、Ge-H2O系、Zn-H2O系、Cu-H2O系、Fe-H2O系的E-pH圖及MexOy-H2O系lg[Me]T-pH圖、Ga2O3-H2O系

3、和GeO2-H2O系組元分布圖;在大量探索試驗的基礎(chǔ)上，對常壓、高壓酸浸兩種浸出工藝進行了系統(tǒng)研究，得出以下結(jié)論:
　　(1)化學(xué)物相分析表明:鋅粉置換渣中Ga、Ge分別主要以Ga2O3和MeO·GeO2形態(tài)存在，少量為單質(zhì)或硫化物;EDS分析未能發(fā)現(xiàn)Ga和Ge獨立物相，說明其主要彌散分布于含F(xiàn)e、Si等元素的其他物相中。熱力學(xué)分析表明:酸性體系有利于浸出;適量的氧化劑可促進浸出;鋅粉置換渣中各金屬氧化物酸浸由易到難的順序為:Zn

4、O、FeO、CuO、Ga2O3、Fe2O3、GeO2;在強酸性溶液中，Ga、Ge分別以Ga3+、H2GeO3形態(tài)存在。
　　(2)常壓酸浸研究表明:助浸劑NaNO3可使鋅粉置換渣中Ga、Ge單質(zhì)和硫化物氧化為易溶性的氧化物，從而促進Ga、Ge的浸出，Ga、Ge的浸出率可分別達到99.56％、76.42％，但其濃度高于52.29 g/L后，會導(dǎo)致Fe2+大量氧化水解，反而不利于Ga、Ge的浸出。加入表面活性劑十二烷基磺酸鈉，既可促進

5、Ga、 Ge的浸出，又能改善浸出渣的過濾性能，其作用機理為促進浸出液中硅膠的聚沉，減少其對Ga、Ge的吸附，改善浸出料漿液固分離性能。試驗所得的最佳浸出條件為:溫度為90℃、液固比(mL/g)為10、攪拌速度為300 r/min、浸出時間為4h、硫酸濃度為156g/L、十二烷基磺酸鈉濃度為10g/L。在此條件下，Ga、Ge的浸出率可分別達到98.56％、84.37％，浸出料漿過濾速度為28.67 mL/min，液固分離性能良好。

6、　　(3)高壓酸浸研究表明:增加硫酸濃度有利于Ga、Ge的浸出，但酸度超過156 g/L后，反而不利于鍺的浸出。浸出時間和溫度對Ga、Ge浸出率影響較小，但增加浸出時間或提高反應(yīng)溫度，均有利于改善浸出渣的過濾性能。高壓酸浸中加入硝酸鈉或硝酸鈣，均可提高Ga、Ge的浸出率。在硫酸濃度為156 g/L、浸出溫度為150℃、浸出時間為4h、液固比(mL/g)為8、攪拌速度為300 r/min的條件下，分別添加60 g/L硝酸鈣和和25 g/L