微波处理低品位氧化铅锌矿.pdf

2 0 1 3 年6 期有色金属 冶炼部分 h t t p [ ／y s y l ．b g r i m m ．c n 1 5 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／J ．i s s n ．1 0 0 7 7 5 4 5 ．2 0 1 3 ．0 6 ．0 0 4 微波处理低品位氧化铅锌矿 石玉桥1 ，梁杰2 ，张爽1 ，张强1 1 ．贵州大学材料科学与冶金工程学院，贵阳5 5 0 0 2 5 ；2 ．毕节学院化学系，贵州毕节5 5 1 7 0 0 摘要采用微波对低品位氧化铅锌矿进行处理。结果表明，试验矿物对微波有较好的吸收能力，微波在 矿物的浸出方面有积极效果，矿物经微波活化后锌、铁的浸出率都有增加，且微波活化对铁浸出的影响 更为明显。 关键词微波；低品位氧化铅锌矿；锌；铁；浸出率 中图分类号T F 8 1 3 ；T F 8 1 2文献标志码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 3 0 6 0 0 1 5 0 3 M i c r o w a v eT r e a t m e n tO i lL o wG r a d eL e a d Z i n cO x i d eO r e S H IY u q i a 0 1 ，L I A N GJ i e 2 ，Z H A N GS h u a n 9 1 ，Z H A N GQ i a n 9 1 1 ．C o l l e g eo fM a t e r i a lS c i e n c ea n dM e t a l l u r g yE n g i n e e r i n g ，G u i z h o uU n i v e r s i t y ，G u i y a n g5 5 0 0 0 3 ，C h i n a ； 2 ．D e p a r t m e n to fC h e m i s t r y ，B i j i eU n i v e r s i t y ，B i j i e5 517 0 0 ，G u i z h o u ，C h i n a A b s t r a c t L o wg r a d el e a d z i n co x i d eo r ew a st r e a t e dw i t hm i c r o w a v e ．T h er e s u l t ss h o wt h a tt h em i n e r a l s h o w sag o o da b s o r p t i o nc a p a b i l i t yo nm i c r o w a v e ．M i c r o w a v et r e a t m e n th a sap o s i t i v ee f f e c to nl e a c h i n go f m i n e r a l s ．T h el e a c h i n gr a t eo fz i n ca n di r o na r ei m p r o v e dw h e nm i c r o w a v ea c t i v a t e d ，a n dt h ee f f e c to ni r o n i Sm o r eo b v i o u s ． K e yw o r d s m i c r o w a v e ；l o wg r a d el e a d z i n co x i d eo r e ；Z n ；F e ；l e a c h i n gr a t e 微波技术在冶金工业上的应用研究越来越 多[ 1 _ 1 0 ] 。微波可以从矿物的内部选择性加热，加热 速度快[ 1 ，加热均匀，避免了传统加热外热内冷的 现象。有很多矿物无法吸收微波，但有些矿物含有 多种极性化合物，能较好地吸收微波，从而产生大量 能量使矿物升温，从而达到微波加热的效果口2 | 。本 文采用微波对低品位氧化铅锌矿进行处理，考察微 波对矿物及锌、铁浸出率的影响。 1 试验原料与仪器 试验原料为低品位氧化铅锌矿，主要成分为 ％ Z n7 ．2 1 、P b3 ．5 0 、S i 0 22 0 ．0 6 、F e2 3 ．5 9 、 A 1 。O 。9 ．7 3 、M g O1 ．8 1 。铁主要以针铁矿、赤铁矿 形式存在，锌主要以菱锌矿、异极矿、硅酸锌矿存在。 主要试剂有分析纯硫酸、硝酸、氨水和盐酸。主 要设备和仪器有G 8 0 F 2 0 C N 2 L - B 8 R O 型微波炉、 马弗炉、1 0 0m L 坩埚、1L 烧杯等。 2 试验内容及结果 2 ．1 微波对矿物的温度影响试验 取5 0g 粒度为一0 ．0 8m m 的低品位氧化铅锌 矿放入1 0 0m L 坩埚中，置于微波炉内，在功率为 8 0 0W 条件下进行微波处理 活化 时间对矿物升温 作用的试验，结果如图1 所示。 图1 表明，随着微波处理时间的增加，矿物温 度随之升高，说明本试验的低品位氧化铅锌矿对微 收稿日期2 0 1 2 - 1 1 2 8 基金项目贵州省科学技术基金项目 黔科合J 字[ 2 0 1 2 1 2 0 0 5 号 ；贵州省省长资金资助项目 黔省专合2 0 1 1 7 8e s ；贵州省科技创新人才团 队项目 黔科合人才团队2 0 1 0 4 0 1 1 号 ；贵州省年度计划课题资助项目 黔科合S Y 2 0 1 0 3 0 3 4 号 作者简介石玉桥 1 9 8 6 一 ，男，河南范县人，硕士研究生． 万方数据 1 6 有色金属 冶炼部分 h t t p I l y s y l ．b g r i m m ．o n 2 0 1 3 年6 期 微渡处理时I 司／m i n 图1 微波处理时间对矿物温度的影响 F i g ．1 E f f e c to fm i c r o w a v ep r o c e s s i n g t i m eo nm i n e r a lt e m p e r a t u r e 波有较好的吸收能力，在微波环境中矿物升温较快。 同样的矿物选择不同的微波功率活化5m i n ， 矿物温度随微波功率变化曲线如图2 所示。微波功 率越高，相同时间内在矿物内部活化作用产生的能 量越多，通过能量耗散对矿物的加热能力就越强，所 以随着微波功率的增大矿物的温度随之增大。综合 这两组试验可知，直接对本矿物进行微波活化处理 是可行的。 图2 微波功率对矿物温度的影响 F i g ．2 E f f e c to fm i c r o w a v ep o w e ro n m i n e r a lt e m p e r a t u r e 2 ．2 不同的处理方式对比试验 分别选择不同方法对矿物进行处理，研究处理 方式对浸出结果的影响。取一0 ．0 8m m 矿物5 0g ， 经过不同方式处理的矿物以及原矿按液固比8 1 在质量浓度为8 0g ／L 的硫酸溶液中浸泡7 2h ，然后 分析浸出液中锌和铁的含量，结果如表1 所示。 由于矿物成分复杂、组分间的相互交错伴生，原 矿直接浸出时内部各种化合物与酸溶液的反应受到 限制，所以原矿直接浸出时锌和铁的浸出率都较低； 矿物经过马弗炉焙烧后矿物中组分间的附着关系被 打乱，使得锌的化合物能更有效地与酸溶液进行接 触反应，所以锌的浸出率有了一定的提高，并随焙烧 温度的升高而上升；经过微波活化后的矿物锌和铁 的浸出率都有了很大的提高，微波这种由内到外的 加热方式，能量利用率比马弗炉高，所以用微波活化 低品位铅锌矿有较好效果，且本身不产生污染气体， 属于清洁能源。 表1 不同处理方法矿物的浸出结果 T a b l e1 L e a c h i n gr e s u l t so fd i f f e r e n t t r e a t m e n tm e t h o d s 2 ．3 微波活化时间对矿物中锌、铁浸出的影响 选择微波功率为8 0 0W ，对5 0g 粒度一0 ．0 8 m m 的矿物进行不同时间的微波活化，然后按液固 比8 1 在质量浓度为8 0g ／L 的硫酸溶液中于室温 下浸出7 2h ，结果如图3 所示。 摹 、 料 茜 型 051 01 52 02 53 0 徽波处理时间／m i n 图3 微波处理时间对浸出率的影响 F i g ．3 E f f e c to fm i c r o w a v ep r o c e s s i n g t i m eo nl e a c h i n gr a t e 图3 表明，锌浸出率随微波处理时间的增加而 增长，说明微波活化矿物以后对矿物中锌的浸出起 到了积极作用。而铁浸出率的增长幅度要高于锌， 它们之间的关系曲线如图4 所示。 图4 表明，随着铁浸出率的增加，锌浸出率也 在增加，但增加的幅度逐渐减小。这是由于矿物中 铁含量较高，经长时间的微波活化后，铁的化合物得 到释放，更多的铁被浸出，所以微波活化时间对矿物 中铁的浸出影响大于锌。 2 ．4 矿物微波活化功率对锌、铁浸出率的影响 选择不同的微波功率分别对5 0g 粒度一0 ．0 8 p 、毯赠嚣b 万方数据 2 0 1 3 年6 期 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 1 7 拳 、 姗 笛 粥 墩 铁浸出率／％ 图4 不同微波处理时间铁浸出率与 锌浸出率的关系 F i g ．4R e l a t i o n s h i pb e t w e e nl e a c h i n g r a t eo fi r o na n dz i n cu n d e rd i f f e r e n t m i c r o w a v ep r o c e s s i n gt i m e m m 的矿物进行微波活化3 0m i n ，然后按液固比 8 1 在质量浓度为8 0g ／L 的硫酸溶液中于室温下 浸出7 2h ，结果如图5 所示。 8 0 7 0 6 0 述5 0 嚣4 0 嬲3 0 2 0 1 0 02 0 0 4 0 0 6 0 08 0 0 微波功率／W 图5 微波功率对浸出率的影响 F i g ．5 E f f e c to fm i c r o w a v ep o w e r o nl e a c h i n gr a t e 从图5 可看出，微波功率较低时，锌和铁浸出 率增加较少，微波功率越高，锌和铁的浸出率增加就 越多。这是因为3 0m i n 内微波对矿物作用产生的 能量随着微波功率的增大而增大，对矿物的活化作 用更明显，锌、铁的浸出率也越高。对比锌和铁的浸 出曲线 图6 ，锌浸出率增加的幅度没有铁的明显。 说明增加微波功率对铁浸出率的影响大于锌。 3结论 1 本试验所用的低品位氧化铅锌矿对微波的吸 收较好，适合微波活化。 2 矿物经微波活化后再浸出，锌和铁的浸出率 都有了明显的增大，并且能源利用率得到提高。 鋈 碍 五 燃 嚣 铁授出翠／％ 图6 不同微波功率时铁浸出率与 锌浸出率的关系 F i g ．6R e l a t i o n s h i pb e t w e e nl e a c h i n gr a t eo f i r o na n dz i n cu n d e rd i f f e r e n tm i c r o w a v ep o w e r 3 随着微波时间的增加或微波功率的增大，锌 和铁的浸出率都随之增大，而且微波直接活化对铁 浸出率的影响要大于对锌的影响。 参考文献 [ 1 ] 李健，张利波，彭金辉，等．响应曲面优化微波干燥铅渣 的工艺研究[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 2 1 2 5 - 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