锌焙砂选择性还原与铁锌分离的基础研究

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锌焙砂选择性还原与铁锌分离的基础研究
硫化锌精矿中常伴生有一定含量的铁,因而在传统的“沸腾焙烧-浸出-电解”锌湿法炼锌工艺中不可避免的生成铁酸锌(ZnFe2O4),导致大量的锌以铁酸锌的形式赋存于锌浸出渣中,由于铁酸锌性质稳定,使得铁锌的分离困难。现有的铁锌分离工艺流程复杂、能耗高、污染大,严重制约了锌冶炼的可持续发展。
因此,铁酸锌中铁锌的高效分离是实现锌清洁冶炼的关键。本研究拟在弱还原气氛下将锌焙砂中的铁酸锌选择性分解为氧化锌及四氧化三铁,依据二者理化性质的差异,采用弱酸浸出-磁选组合工艺实现铁锌的分离。
通过基础实验研究,查明了铁酸锌在弱还原气氛下的分解机制,掌握了铁酸锌在还原过程中的物相转变规律,实现了对铁酸锌还原过程的物相调控。通过对实际锌焙砂还原焙烧及铁锌分离工艺的研究,探明了铁锌分离的过程特征,实现了铁锌的高效分离。
研究获得如下创新性结论：通过铁酸锌CO还原过程的热力学计算,确定了铁酸锌选择性还原的优势区域,查明了铁酸锌在弱还原气氛下的分解机制。铁酸锌在CO气氛下分解为氧化锌及四氧化三铁的反应可自发进行。
铁酸锌选择性分解的优势区域与还原温度及CO/(CO+CO2)有关 ...

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关键词：基础研究 选择性 可持续发展 不可避免 工艺流程