闪锌矿氧压氨浸过程动力学研究.pdf

闪锌矿氧压氨浸过程动力学研究 ① 刘春霞， 尹周澜， 丁治英， 黄雅玲 （中南大学 化学化工学院，湖南 长沙 ４１００８３） 摘 要 在 ＮＨ３-（ＮＨ４）２ＳＯ４体系中，采用氧压氨浸工艺，研究了闪锌矿的浸出行为。 研究表明，在浸出温度 １１０ ℃、总氨浓度 ４ ｍｏｌ／ Ｌ、ＮＨ３与 ＮＨ４ ＋浓度比为 ５∶３、总压 ０．５ ＭＰａ、搅拌速度 ５００ ｒ／ ｍｉｎ、液固比 ２５、矿物粒度－０．０６３ ｍｍ 条件下浸出 ５ ｈ，锌浸出率可 达 ９７％。 采用液固反应的收缩核模型进行模拟，得到了闪锌矿氧压氨浸的浸出动力学方程式，其表观活化能为 ４７．２６ ｋＪ／ ｍｏｌ。 关键词 闪锌矿； 氧压氨浸；ＮＨ３-（ＮＨ４）２ＳＯ４体系； 动力学 中图分类号 ＴＦ１１１文献标识码 Ａｄｏｉ１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－６０９９．２０１７．０４．０２１ 文章编号 ０２５３－６０９９（２０１７）０４－００７７－０５ Ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｏｆ Ｓｐｈａｌｅｒｉｔｅ ｉｎ Ｏｘｙｇｅｎ-ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ａｍｍｏｎｉａ-ｌｅａｃｈｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ ＬＩＵ Ｃｈｕｎ-ｘｉａ， ＹＩＮ Ｚｈｏｕ-ｌａｎ， ＤＩＮＧ Ｚｈｉ-ｙｉｎｇ， ＨＵＡＮＧ Ｙａ-ｌｉｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００８３， Ｈｕｎａｎ， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｓｐｈａｌｅｒｉｔｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｉｎ ＮＨ３-（ＮＨ４）２ＳＯ４ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｂｙ ｏｘｙｇｅｎ-ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｍｍｏｎｉａ- ｌｅａｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗａｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ． Ｔｈｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｒａｔｅ ｏｆ ｚｉｎｃ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｕｐ ｔｏ ９７％ ａｆｔｅｒ ５ｈ-ｌｅａｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｏｐｔｉｍｕｍ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ， ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ａ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ １１０ ℃ ｗｉｔｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ ０．５ ＭＰａ， ａ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｏｆ －０．０６３ ｍｍ， ２．５ ｍｏｌ／ Ｌ ＮＨ３， ０．７５ ｍｏｌ／ Ｌ （ＮＨ４）２ＳＯ４， ｗｉｔｈ ｔｏｔａｌ ａｍｍｏｎｉａ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ａｔ ４ ｍｏｌ／ Ｌ， ａｇｉｔａｔｉｏｎ ｓｐｅｅｄ ａｔ ５００ ｒ／ ｍｉｎ， ｌｉｑｕｉｄ／ ｓｏｌｉｄ ｒａｔｉｏ ａｔ ２５． Ｔｈｅ ｓｈｒｉｎｋｉｎｇ ｃｏｒｅ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｌｉｑｕｉｄ-ｓｏｌｉｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｗａｓ ａｄｏｐｔｅｄ ｆｏｒ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｏ ｏｂｔａｉｎ ｔｈｅ ｋｉｎｅｔｉｃ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｐｈａｌｅｒｉｔｅ ｉｎ ｔｈｅ ｏｘｙｇｅｎ-ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｍｍｏｎｉａ-ｌｅａｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ． Ｔｈｅｎ， ｔｈｅ ａｐｐａｒｅｎｔ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｗａｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｔｏ ｂｅ ４７．２６ ｋＪ／ ｍｏｌ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｓｐｈａｌｅｒｉｔｅ； ｏｘｙｇｅｎ-ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｍｍｏｎｉａ-ｌｅａｃｈｉｎｇ； ＮＨ３-（ＮＨ４）２ＳＯ４ｓｏｌｕｔｉｏｎ； ｋｉｎｅｔｉｃｓ 低品位氧化-硫化铅锌矿组成复杂、有价金属品位 低、碱性脉石含量高，采用火法冶炼时锌浸出率较低且 能耗高，采用酸浸法时浸出液杂质含量高，对设备的腐 蚀性大［１－２］。 氨浸法可选择性浸出有价金属，在有色 金属冶炼中得到了广泛应用［３－７］，采用常规氨浸法处 理含锌矿物已有报道［８－１０］。 本文考察了闪锌矿的氧压氨浸过程，研究了浸出 过程的动力学行为，以期为氨浸工艺在低品位氧化-硫 化铅锌矿冶炼过程的应用提供理论依据。 １ 实 验 １．１ 实验原料 实验用闪锌矿精矿购自湖南省衡阳市。 采用 Ｘ 射线荧光光谱仪分析矿物成分，结果见表 １，矿物锌物 相分析结果见表 ２。 表 １ 闪锌矿精矿 Ｘ 射线荧光分析结果（质量分数） ／ ％ ＯＭｇＡｌＳｉＳＫ ７．５８０．１１５０．７１３１．０４２２１．５９０．１６４ ＣａＦｅＺｎＣｄＰｂ ３．３０１６．７８２４３．２３０．４０１１５．０８ 表 ２ 锌物相分析结果（质量分数） ／ ％ 锌物相锌含量 硫酸锌０．０２ 氧化锌０．１９ 硫化锌３３．２０ 锌铁尖晶石９．００ 合计４２．４１ １．２ 实验设备 ＧＳＨ－２Ｌ 高压反应釜，ＧＺＸ－９０７０ＭＢＥ 鼓风干燥 ①收稿日期 ２０１７－０２－２６ 基金项目 国家重点基础研究发展计划（９７３ 计划）（２０１４ＣＢ６４３４０１）；国家自然科学基金（５１４０４２９９） 作者简介 刘春霞（１９９０－），女，河南商丘人，硕士研究生，主要研究方向为湿法冶金。 通讯作者 丁治英（１９８０－），女，四川资阳人，副教授，主要研究方向为冶金物理化学。 第 ３７ 卷第 ４ 期 ２０１７ 年 ０８ 月 矿矿 冶冶 工工 程程 ＭＩＮＩＮＧ ＡＮＤ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｖｏｌ．３７ №４ Ａｕｇｕｓｔ ２０１７ 万方数据 箱，ＱＸＱＭ－１０ 行星式球磨机，８００Ｂ 离心机，ＡＵＹ２２０ 电子天平。 １．３ 实验原理 在 ＮＨ３-（ＮＨ４）２ＳＯ４体系中，闪锌矿会发生如下 反应 ＺｎＳ ＋ ｎＮＨ３Ｈ２Ｏ ＋ ２Ｏ２���� ［Ｚｎ（ＮＨ３）ｎ］ ２＋ ＋ ＳＯ４ ２－ （ｎ ＝ １～ ４）（１） ＰｂＳ ＋ ２Ｏ２����ＰｂＳＯ４（２） ４ＦｅＳ ＋ ９Ｏ２＋ ８ＯＨ － ＋ ２Ｈ２Ｏ���� ４Ｆｅ（ＯＨ）３＋ ４ＳＯ４ ２－ （３） ２Ｆｅ（ＯＨ）３＋ （ｎ － ３）Ｈ２Ｏ����Ｆｅ２Ｏ３ｎＨ２Ｏ （４） 由式（１） ～（４）可以看出，Ｚｎ 可被浸出到溶液中， Ｆｅ、Ｐｂ 则残留在浸出渣中。 １．４ 实验方法 采用氧压氨浸法，将浸出剂与矿样按一定液固比 加入釜胆内，升温至设定温度，通入工业纯氧，开始搅 拌、计时。 间隔一定时间抽取适量矿浆，离心分离后测 定上清液中锌含量并计算浸出率。 ２ 结果与讨论 ２．１ 氧压氨浸实验研究 ２．１．１ 总氨浓度对锌浸出率的影响 ＮＨ３与ＮＨ４＋浓度比为１∶１、温度１１０ ℃、总压０．５ ＭＰａ、 搅拌速度 ５００ ｒ／ ｍｉｎ、液固比 ２５、矿物粒度－０．０６３ ｍｍ 时，总氨浓度对锌浸出率的影响见图 １。 由图 １ 可以 看出，总氨浓度从 １ ｍｏｌ／ Ｌ 增加到 ４ ｍｏｌ／ Ｌ，反应 ３ ｈ 时 的锌浸出率从 ２１％上升到 ５６％；总氨浓度从 ４ ｍｏｌ／ Ｌ 增 加到 ６ ｍｏｌ／ Ｌ，反应 ３ ｈ 时的锌浸出率变化不大。 因此 选择总氨浓度 ４ ｍｏｌ／ Ｌ。 浸出时间／h 60 50 40 30 20 10 0 1.00.51.52.02.53.0 锌浸出率／ ■  1 mol / L 2 mol / L 3 mol / L 4 mol / L 5 mol / L 6 mol / L 图 １ 总氨浓度对锌浸出率的影响 ２．１．２ ＮＨ３与 ＮＨ４ ＋浓度比对锌浸出率的影响 总氨浓度 ４ ｍｏｌ／ Ｌ、浸出时间 ３ ｈ，其他条件不变， ＮＨ３与 ＮＨ４ ＋ 浓度比对锌浸出率的影响如图 ２ 所示。 由图 ２ 可知，锌浸出率随 ＮＨ３与 ＮＨ４ ＋浓度比增大先 增大后减小，当其比值为 ５ ∶３时，浸出率达到最大值， 为 ５７％。 故选择 ＮＨ３与 ＮＨ４ ＋浓度比为 ５∶３。 60 50 40 30 20 10 0 锌浸出率／ 0 81 72 63 54 45 3 NH3与NH4浓度比 6 27 18 0 图 ２ ＮＨ３与 ＮＨ４ ＋浓度比对锌浸出率的影响 ２．１．３ 浸出温度对锌浸出率的影响 ＮＨ３与 ＮＨ４ ＋浓度比为 ５ ∶３，其他条件不变，浸出 温度对锌浸出率的影响如图 ３ 所示。 由图 ３ 可知，浸 出时间为 ３ ｈ 时，温度从 ８０ ℃上升到 １１０ ℃，锌浸出 率从 ２０％增加到 ５７％；继续升高温度，锌浸出率增加 缓慢。 综合考虑，选择温度为 １１０ ℃。 浸出时间／h 60 50 40 30 20 10 0 1.00.51.52.02.53.0 锌浸出率／ ■  80 90 100 110 120 130 ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ 图 ３ 浸出温度对锌浸出率的影响 ２．１．４ 浸出时间对锌浸出率的影响 浸出温度 １１０ ℃，其他条件不变，浸出时间对锌浸 出率的影响如图 ４ 所示。 由图 ４ 可知，随着浸出时间 延长，锌浸出率增大，反应到 ５ ｈ 时锌浸出率最高，达 到 ９７％。 继续延长时间，浸出率增长缓慢。 浸出时间／h 100 80 60 40 20 0 1023456 锌浸出率／ 图 ４ 浸出时间对锌浸出率的影响 ８７矿 冶 工 程第 ３７ 卷 万方数据 ２．１．５ 总压对锌浸出率的影响 浸出时间 ４ ｈ，其他条件不变，总压对锌浸出率的 影响如图 ５ 所示。 由图 ５ 可知，总压从 ０．３ ＭＰａ 增大 到 ０．５ ＭＰａ，浸出 ４ ｈ 时锌浸出率从 ４１％增加到 ７０％， 之后再增大总压，锌浸出率变化不大。 为了保证氧利 用率，总压选择 ０．５ ＭＰａ。 总压／MPa 80 70 60 50 40 0.40.20.60.81.01.2 锌浸出率／ 图 ５ 总压对锌浸出率的影响 ２．１．６ 搅拌速度对锌浸出率的影响 总压 ０．５ ＭＰａ，其他条件不变，搅拌速度对锌浸出 率的影响如图 ６ 所示。 由图 ６ 可知，搅拌速度从 ２００ ｒ／ ｍｉｎ 增加到 ５００ ｒ／ ｍｉｎ 时，锌浸出率从 ２８％增加到 ７０％，之后继续增大转速，锌浸出率增加缓慢。 因此选 用 ５００ ｒ／ ｍｉｎ 的搅拌速度。 搅拌速度／r min-1 75 65 55 45 35 25 200400600800 锌浸出率／ 图 ６ 搅拌速度对锌浸出率的影响 ２．１．７ 液固比对锌浸出率的影响 搅拌速度 ５００ ｒ／ ｍｉｎ，其他条件不变，液固比对锌 浸出率的影响如图 ７ 所示。 由图 ７ 可知，随液固比增 大，锌浸出率增大。 液固比增大时矿浆粘度减小，外扩 散速度加快，液固相的接触面积增大，浸出率增大。 综 合考虑浸出剂的利用率和锌浸出率，选择液固比为 ２５。 ２．１．８ 矿样粒度对浸出率的影响 液固比 ２５，其他条件不变，矿物粒度大小对锌浸 出率的影响如图 ８ 所示。 由图 ８ 可知，随着矿样粒度 减小，锌浸出率增大。 矿样粒度小，比表面积大，浸出 剂与矿样的接触面积增大，内扩散阻力降低，锌浸出率 增大。 选择－０．０６３ ｍｍ 矿样为实验原料。 浸出时间／h 90 75 60 45 30 15 0 1.00.51.52.03.02.53.54.0 锌浸出率／ ■  500 500 500 500 500 5 mL / g 10 mL / g 20 mL / g 30 mL / g 40 mL / g 图 ７ 液固比对锌浸出率的影响 浸出时间／h 80 60 40 20 0 1.00.51.52.03.02.53.54.0 锌浸出率／ ■  -0.063 mm -0.075 0.063 mm -0.106 0.075 mm -0.147 0.106 mm -0.177 0.147 mm 图 ８ 矿样粒度大小对锌浸出率的影响 ２．１．９ 优化条件实验 采用单因素变量法研究闪锌矿的氧压氨浸行为， 得出较佳的浸出工艺条件为温度 １１０ ℃、总氨浓度 ４ ｍｏｌ／ Ｌ、ＮＨ３与 ＮＨ４ ＋浓度比 ５ ∶３、总压 ０．５ ＭＰａ、转速 ５００ ｒ／ ｍｉｎ、液固比 ２５、矿物粒度－０．０６３ ｍｍ、反应时间 ５ ｈ，此时锌浸出率可达 ９７％。 ２．２ 浸出过程动力学研究 收缩核模型常用于氨性溶液浸出的动力学研 究［５，１１］。 闪锌矿的氧压氨浸过程属于液固反应，浸出 过程中产生的 Ｆｅ２Ｏ３ｎＨ２Ｏ 和 ＰｂＳＯ４可能会吸附在 反应或未反应的矿物表面，同时随着浸出反应的进行， 不与浸出剂反应的惰性矿物也会吸附在反应颗粒的表 面，反应生成的固体产物和惰性矿物可能构成固体膜 层，可能阻碍锌的进一步浸出，因此试用收缩核模型来 研究闪锌矿的浸出动力学。 根据收缩核模型，若浸出反应受化学反应控制，闪 锌矿的浸出动力学方程为 １ － （１ － ｘ） １ ３ ＝ ｋ １ｔ （５） 式中 ｘ 为锌浸出率；ｔ 为浸出时间；ｋ１为化学反应控制 的速率常数。 若浸出反应受固体膜层的扩散控制，闪锌矿的浸 出动力学方程为［１２］ １ － ２ ３ ｘ － （１ － ｘ） ２ ３ ＝ ｋ ２ｔ （６） ９７第 ４ 期刘春霞等 闪锌矿氧压氨浸过程动力学研究 万方数据 式中 ｋ２为多相反应扩散控制的速率常数。 若浸出过程受化学反应和固体膜层的扩散两者控 制，用混合控制的收缩核模型来描述闪锌矿浸出的动 力学方程为［１３］ １ － ２（１ － ｘ） １ ３＋ （１ － ｘ） ２ ３ ＝ ｋ ３ｔ （７） 式中 ｋ３为混合控制的反应速率常数。 在不同温度下用方程（５） ～ （７）中的左边函数作 时间的变化曲线，分别如图 ９～１１ 所示，不同温度下的 拟合函数见表 ３。 从图 ９ 可以看出，１－（１－ｘ） １ ３与时间成良好的线性 关系，而且从表 ３ 可知，由式（５）所得的各拟合函数的 相关系数接近 １．０，说明闪锌矿的溶解过程受化学反应 控制。 时间／h 0.24 0.20 0.16 0.12 0.08 0.04 0.00 1.00.51.52.02.53.0 1- 1- x 1 3 ■  80 90 100 110 ℃ ℃ ℃ ℃ 图 ９ １ － （１ － ｘ） １ ３随时间的变化曲线 时间／h 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0.00 -0.01 1.00.51.52.02.53.0 ■  80 90 100 110 ℃ ℃ ℃ ℃ 1- x - 1- x 2 3 2 3 图 １０ １ － ２ ３ ｘ － （１ － ｘ） ２ ３随时间的变化曲线 时间／h 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0.00 -0.01 1.00.51.52.02.53.0 ■  80 90 100 110 ℃ ℃ ℃ ℃ 1 - 21-x 1- x 2 3 1 3 图 １１ １ － ２（１ － ｘ） １ ３＋ （１ － ｘ） ２ ３随时间的变化曲线 表 ３ 不同温度下的拟合函数 拟合 方程式 温度 ／ ℃ 拟合 函数 相关 系数 ８０Ｙ＝－０．００２ ３２＋３．９７０ ６１１０ －４ ｘ０．９８７ ４１ 式（５） ９０Ｙ＝５．２８６ １９１０ － ４＋４．８７４ ６１０－４ ｘ０．９８４ ７２ １００Ｙ＝－０．００８ ８８＋７．０２３ ７３１０ －４ ｘ０．９８６ ９５ １１０Ｙ＝－０．０３０ ９１＋０．００１ ４ｘ０．９９３ ３７ ８０Ｙ＝－０．００１ ３７＋３．１２３ １３１０ －５ ｘ０．９２２ ５５ 式（６） ９０Ｙ＝－０．００１ ９９＋４．８３５ ６９１０ －５ ｘ０．９３８ ８７ １００Ｙ＝－０．００４ １４＋８．８９０ ５２１０ －５ ｘ０．９２７ ３８ １１０Ｙ＝－０．０１４ ３６＋２．９４７ ４６１０ －４ ｘ０．９２４ ０３ ８０Ｙ＝－０．００１ ４６＋３．２７６ ５５１０ －５ ｘ０．９１８ ８２ 式（７） ９０Ｙ＝－０．００２ １６＋５．１４０ ２１１０ －５ ｘ０．９３５ ３５ １００Ｙ＝－０．００４ ５７＋９．６４７ ０５１０ －５ ｘ０．９２１ ０８ １１０Ｙ＝－０．０１７ １３＋３．４４９ ６１０ －４ ｘ０．９０１ ０８ 由图 ９ 中的直线斜率得到不同温度下的反应速率 常数（ｋ１），根据阿伦尼乌斯公式 ｋ＝Ａｅ －Ｅ ａ ＲＴ，以 ｌｎｋ 对 １／ Ｔ 作图，得到闪锌矿浸出的阿伦尼乌斯曲线（ｌｎｋ-１／ Ｔ）如 图 １２ 所示，计算得表观反应活化能为 ４７．２６ ｋＪ／ ｍｏｌ。 1000 T -6.5 -7.0 -7.5 -8.0 2.602.552.652.702.752.802.85 lnk y 8.2219 - 5.684 x R 2 0.9892 图 １２ 阿伦尼乌斯曲线 闪锌矿在 ＮＨ３-（ＮＨ４）２ＳＯ４体系中的溶解过程受 化学反应控制，浸出率与温度、总压力、总氨浓度的关 系可用下式表达 １ － （１ － ｘ） １ ３ ＝ ｋ ０Ｃ ａｐｂｅ －Ｅ ａ ＲＴｔ （８） 式中 ｋ０为表观反应速率常数；Ｃ 为总氨浓度，ｍｏｌ／ Ｌ； ｐ 为总压力，ＭＰａ；ａ 为总氨浓度的影响因子；ｂ 为总压 力的影响因子。 只改变总氨浓度，其他因素不变，式（８）可写为 １ － （１ － ｘ） １ ３ ＝ ｋ ａＣ ａｔ （９） 式中 ｋａ为不同总氨浓度下的反应速率常数。 式（９）求 导得 ｄ[１ － （１ － ｘ） １ ３ ] ｄｔ ＝ ｋ ａＣ ａ （１０） 由式（１０）作 １－（１－ｘ） １ ３与时间的变化曲线如图 １３ 所示，作ｌｎ ｄ[１－（１－ｘ） １ ３ ] ｄｔ 与 ｌｎＣ 及 ｌｎｐ 的关系曲线如 ０８矿 冶 工 程第 ３７ 卷 万方数据 图 １４ 所示。 计算得ａ＝ ０．８，ｂ＝ １．６。 根据图 ９、图 １３ 各线性方程计算得 ｋ０的统计平均值为 ３ ９２１，因此闪 锌矿浸出动力学方程可表达为 １ － （１ － ｘ） １ ３＝ ３ ９２１Ｃ０．８ｐ１．６ｅ －５ ６３４．４ Ｔ ｔ（１１） 时间／h 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 1.00.51.52.02.53.0 ■  1 mol / L 2 mol / L 3 mol / L 4 mol / L 1 - 1- x 1 3 时间／h 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 102345 ■  0.3 MPa 0.4 MPa 0.5 MPa 1 - 1- x 1 3 图 １３ １ － （１ － ｘ） １ ３与时间的关系曲线 lnC -6.5 -7.0 -7.5 -8.0 0.00.51.01.5 y 0.8 x - 7.7 R 2 0.99 ln p -6.4 -6.6 -6.8 -7.0 -7.2 -7.4 -1.2-1.0-0.8-0.6 y 1.6 x - 5.34 R 2 0.9616 d 1 - 1- x 1 3 [ [ d t ln d 1 - 1- x 1 3 [ [ d t ln 图 １４ ｌｎ ｄ[１ － （１ － ｘ） １ ３] ｄｔ 与 ｌｎＣ、ｌｎｐ 的关系曲线 ３ 结 论 １） 在 ＮＨ３-（ＮＨ４）２ＳＯ４体系中闪锌矿可被氧化浸 出，较佳浸出工艺条件为温度 １１０ ℃、总氨浓度 ４ ｍｏｌ／ Ｌ、ＮＨ３与 ＮＨ４ ＋浓度比为 ５ ∶３、总压 ０．５ ＭＰａ、搅 拌速度 ５００ ｒ／ ｍｉｎ、液固比 ２５、矿物粒度－０．０６３ ｍｍ、反 应时间 ５ ｈ，此时锌浸出率可达 ９７％。 ２） 采用液固反应的收缩核模型对实验数据进行 动力学模拟，得出了浸出动力学方程式，并计算出闪锌 矿氧压氨浸的表观活化能为 ４７．２６ ｋＪ／ ｍｏｌ，为化学反 应控制。 参考文献 ［１］ Ｂａｂｕ Ｍ Ｎ． Ｚｉｎｃ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｆｒｏｍ ｓｐｈａｌｅｒｉｔｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｂｙ ｄｉｒｅｃｔ ｏｘｉｄａ- ｔｉｖｅ［Ｊ］． Ｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ， ２００２，６４（２）１１９－１２９． ［２］ Ｏｗｕｓｕ Ｇ． Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ ｏｎ ｚｉｎｃ ａｎｄ ｉｒｏｎ ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ ｒａｔｅｓ ｄｕｒｉｎｇ ｏｘｉｄａｔｉｖｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｏｆ ｓｐｈａｌｅｒｉｔｅ［Ｊ］． Ｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ， １９９５，３８（３） ３１５－３２４． ［３］ Ｌｉｕ Ｚ Ｘ， Ｙｉｎ Ｚ Ｌ， Ｈｕ Ｈ Ｐ， ｅｔ ａｌ． Ｌｅａｃｈｉｎｇ ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｏｆ ｌｏｗ-ｇｒａｄｅ ｃｏｐｐｅｒ ｏｒｅ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｃａｌｃｉｕｍ-ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ｃａｒｂｏｎａｔｅ ｉｎ ａｍｍｏｎｉａ-ａｍ- ｍｏｎｉｕｍ ｓｕｌｆａｔｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｐｅｒｓｕｌｆａｔｅ［Ｊ］． Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｓ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎａ， ２０１２，２２（１１）２８２２－２８３０． ［４］ Ｂａｂａ Ａ Ａ， Ｇｈｏｓｈ Ｍ Ｋ， Ｐｒａｄｈａｎ Ｓ Ｒ， ｅｔ ａｌ． Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｋｉ- ｎｅｔｉｃ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ａｍｍｏｎｉａ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｏｆ ｃｏｍｐｌｅｘ ｃｏｐｐｅｒ ｏｒｅ［Ｊ］． Ｔｒａｎｓａｃ- ｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｓ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎａ， ２０１４，２４（５）１５８７－ １５９５． ［５］ Ｙａｎｇ Ｓ， Ｃｈｅｎ Ｇ， Ｃａｉ Ｙ， ｅｔ ａｌ． Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｏｆ ｓｉｌｖｅｒ-ｒｉｃｈ ｒｅｓｉ- ｄｕｅ ｉｎ ＮＨ４ＳＣＮ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｏｘｙｇｅｎ ｐｒｅｓｓｕｒｅ［Ｊ］． Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ２０１１，７７（１）１－６． ［６］ Ｆｅｎｇ Ｄ， ｖａｎ Ｄｅｖｅｎｔｅｒ Ｊ Ｓ Ｊ． Ｏｘｉｄａｔｉｖｅ ｐｒｅ-ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｉｎ ｔｈｉｏｓｕｌｐｈａｔｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｏｆ ｓｕｌｐｈｉｄｅ ｇｏｌｄ ｏｒｅｓ［Ｊ］． Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ， ２０１０，９４（１－２）２８－３４． ［７］ Ｐａｒｋ Ｋ Ｈ， Ｍｏｈａｐａｔｒａ Ｄ， Ｒｅｄｄｙ Ｂ Ｒ， ｅｔ ａｌ． Ａ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｏｘｉｄａｔｉｖｅ ａｍｍｏｎｉａ／ ａｍｍｏｎｉｕｍ ｓｕｌｐｈａｔｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｏｆ ａ ｃｏｍｐｌｅｘ （Ｃｕ-Ｎｉ-Ｃｏ-Ｆｅ） ｍａｔｔｅ［Ｊ］． Ｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ， ２００７，８６（３－４）１６４－１７１． ［８］ 敬珊珊，丁治英，刘春霞，等． 共生氧化物对锌硅酸盐矿物氨浸行 为的影响研究［Ｊ］． 矿冶工程， ２０１６，３６（５）９２－９６． ［９］ 刘志雄，尹周澜． 氨-硫酸铵体系中某铜矿尾矿氧化氨浸工艺研究 ［Ｊ］． 矿冶工程， ２０１２，３２（２）８８－９１． ［１０］ 王书民． 高铁闪锌矿精矿高氧催化氧化氨浸工艺试验［Ｊ］． 有色 金属（冶炼部分）， ２０１１，６３（２）１５５－１５８． ［１１］ Ｙａｒｔａｓｉ Ａ， Ｃｏｐｕｒ Ｍ． Ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ（Ⅱ） ｏｘｉｄｅ ｉｎ ａｍｍｏｎｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ［ Ｊ］． Ｍｉｎｅｒａｌｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， １９９６，９ （６）６９３－６９８． ［１２］ 华一新． 冶金动力学导论［Ｍ］． 北京冶金工业出版社， ２００４． ［１３］ Ｅｋｍｅｋｙａｐａｒ Ａ， Ｏｙａ Ｒ， Ｋｎｋｌ Ａ． Ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｏｆ ａｎ ｏｘｉ- ｄｉｚｅｄ ｃｏｐｐｅｒ ｏｒｅ ｉｎ ａｍｍｏｎｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ［Ｊ］． Ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｑｕａｒｔｅｒｌｙ， ２００３，１７（４）２６１－２６６． 引用本文 刘春霞，尹周澜，丁治英，等． 闪锌矿氧压氨浸过程动力学研 究［Ｊ］． 矿冶工程， ２０１７，３７（４）７７－８１． １８第 ４ 期刘春霞等 闪锌矿氧压氨浸过程动力学研究 万方数据