论文答辩PPT-美观大方

2013本科学位论文答辩锌精矿和中浸渣热酸浸出过程铁还原研究答辩人：赵从富指导教师：魏昶教授答辩日期：2013-6-6主要内容1.课题的研究背景、目的和内容2.实验研究进展与成果

3.结论

4.研究方向及建议

一、课题的研究背景、目的和内容1.1课题的研究背景

硫化锌精矿焙烧铁转化成稳定态的铁酸锌（ZnO·Fe2O3）,锌主要以氧化物形式存在中性浸出只有1%-3%的铁酸锌溶解，需要进行热酸浸出热酸浸出大部分铁酸锌溶解，锌浸出率提高，但同时有大量Fe3+也进入浸出液中，造成过滤澄清困难，也影响后续的沉铟、沉铜和除铁工艺，需要将Fe3+还原成Fe2+添加还原剂浸出液中的Fe3+还原成Fe2+浸出液

一、课题的研究背景、目的和内容传统工艺的不足需要将热酸浸出液单独进行铁还原，增加了生产流程和劳动强度，且还原过程比较难控制。由于增加了铁还原和多次固液分离流程，使得生产周期变长。需要添加SO2、ZnSO3、Fe、ZnS等还原剂进行还原，增加了生产成本和生产设备。1231.2Fe3+还原剂的技术性能比较

一、课题的研究背景、目的和内容还原剂技术性能Fe铁的负电性较强，能与溶液中多种金属离子反应，铁粉消耗量大，且会增加溶液中的铁离子含量，加大后续除铁工序的负担。FeS磁黄铁矿在酸溶液中较容易溶解，且溶液中的S2-还原性较强。但是会产生H2S气体，污染较大且不安全。PbS产生S和PbSO4，浸出渣过滤性差，产生Pb-Zn混合渣，不易回收SO2浸出还原效果好，渣率低，技术要求高（100%SO2气体）尾气问题难解决，投资大ZnS工序冗长，每个工序都有液固分离，渣率没有降低，惰性较强，要求温度较高。但比较廉价且不会带入杂质。1.3实验构思及目的

一、课题的研究背景、目的和内容本课题针对传统工艺的不足，使用硫化锌精矿作还原剂，直接将中性浸出渣和硫化锌精矿按一定的比例混合，在高温高酸条件下进行热酸浸出。这样可以使中浸渣浸出和Fe3+的还原同时进行，减少了工艺流程且能充分利用高温高酸的条件。锌焙砂中浸渣硫化锌精矿热酸浸出锌浸出率提高，同时铁酸锌溶解产生的Fe3+被硫化锌精矿还原成Fe2+。主要原理反应式为：2Fe3++ZnS+H2SO4=ZnSO4+S+2Fe2++2H+

一、课题的研究背景、目的和内容1.4研究内容主要研究内容1234使用硫化锌精矿作热酸浸出液铁还原剂及其还原性的研究热酸浸出铁还原的影响因素及各因素的影响规律研究找出一套热酸浸出铁还原工序的最佳工艺参数值使用最佳工艺参数值进行重复试验，分析结果，验证实验方案的合理性二、实验研究进展与成果锌精矿成分及特点元素ZnFeInSSiO2AgCuCoNiCd含量/%49.7716.0458.3g/t31.894.4534.5g/t0.580.00610.00310.16

该锌精矿含铁量达到16%，属于高铁闪锌矿。由于在选矿过程中很难将锌铁分离，所以在冶炼过程中必须考虑锌铁的分离，那么酸浸液中铁的还原是必不可少的步骤。此外，该锌精矿中还含有数量可观的伴生金属，可考虑综合回收及利用。2.1实验原料及特点二、实验研究进展与成果中浸渣成分及特点元素ZnFeInSSiO2AgCuCoNiCd含量/%25.9426.58560g/t3.758.6897.2g/t1.000.00480.00650.087

中浸渣中锌的含量还很高，占25.94%，铁的含量高达26.58%。从中浸渣XRD图可以看出，中浸渣的主要物象组成为难容的铁酸锌，为实现铁酸锌的高效溶解，提高锌、铟、铁的浸出率，需进一步强化浸出条件，为此在后续实验中开展中浸渣的酸浸实验，并研究浸出过程铁的还原情况。图2.1中浸渣XRD谱图二、实验研究进展与成果2.2初始硫酸浓度对铁还原的影响图2.2初始硫酸浓度对铁的还原率的影响从图2.2可以看出，浸出液中硫酸浓度对铁的还原率影响并不大。改变初始酸度，铁的还原率变化不大，始终都大于97%。综合考虑选择初始酸浓度为160g/L较为合理。二、实验研究进展与成果2.3液固比对铁还原的影响图2.3液固比对铁的还原率的影响由图2.3可知，铁还原的还原率随液固比的增大而升高。当液固比L:S=6:1时，铁的还原率达到94.15%，铁的还原比较充分。且当液固比L:S>6时，随着液固比的增大，铁的还原率升高趋势变缓。所以选择液固比L:S=6:1比较合理。二、实验研究进展与成果2.4锌精矿加入量对铁还原的影响图2.4矿渣比对铁的还原率的影响

由图2.4可以看出，矿渣比小于0.25时，铁的还原率随着矿渣比的增大而迅速升高。矿渣比为0.25时，铁的还原率达94.75%，还原比较充分。随着矿渣比的继续增大，铁的还原率有小幅度的上升，但上升趋势平缓，铁的还原率变化不大。所以综合考虑，选择矿渣比为0.25:1比较合理。二、实验研究进展与成果2.5反应温度对铁还原的影响图2.5反应温度对铁的还原率的影响

由图2.5可知，随着反应温度的上升，铁的还原率提高，且升高趋势较为明显。到90℃时铁的还原率达到97.26%，溶液中剩余的Fe3+浓度很低。此外，根据铁酸锌的分解机理可知，锌、铟、铁等金属的浸出率也随温度的升高而上升。所以温度选择90℃。二、实验研究进展与成果2.6反应温度对铁还原的影响图2.6反应时间对铁的还原率的影响

由图2.6可知，铁的还原率随着反应时间的增加而升高，当反应进行到3h时，三价铁的还原率达到97.14%。随着反应的继续进行，铁的还原率有小幅度的升高，但升高趋势缓慢。从节约能源及减短生产周期方面考虑，可选定反应时间为3h较适宜。二、实验研究进展与成果2.7原料粒度对铁还原的影响图2.7原料粒度对铁的还原率的影响

从图2.7可以看出，随着原料粒度的变细，溶液中铁的还原率逐渐上升，-200目时铁的还原率为96.54%，当原料粒度超过200目时，随着原料粒度的再细化，铁的还原率变化不大。并且原料粒度过细，会使浸出液粘度过大，造成过滤和洗渣困难等问题。所以选择原料粒度-200目较合适。二、实验研究进展与成果2.8还原酸浸综合验证实验实验条件：初始酸浓度160g/L，反应温度90℃，反应时间3h，原料粒度-200目，液固比6:1，矿渣比0.25:1，使用这组优化技术参数值进行3次重复实验得到的实验结果如下。浸出液浸出渣pH值Fe(g/L)Fe2+(g/L)Fe2+/比例%渣率/%Zn

%In

g/tFe

%0.2236.235.898.9016.66.74183.35.440.2136.035.097.2217.06.75178.24.790.2535.835.298.3216.06.69186.75.03

通过使用各工艺参数的优化值进行三次实验，得到铁的还原率都超过97%，三价铁的还原很充分。并且Zn、In、Fe等金属的浸出率达到比较高的水平，渣率也比较理想。二、实验研究进展与成果还原酸浸渣成分分析元素ZnFeInSSiO2AgCuCoNiCd含量/%6.75.76183.3g/t36.319.34470.9g/t0.37<0.005<0.0050.052中浸渣经还原酸浸之后，酸浸渣中锌的含量仅为6.7%，铁的含量为5.76%，较中浸渣中的含量有大幅度的降低，效果比较明显。此时，还原酸浸渣中的锌与铁主要赋存于硫化物和硅酸盐中，中浸渣中以铁酸锌形式存在的锌和铁大部分溶解进入酸浸液。三、结论实验结论：1234得到一组优化技术参数值为：初始酸浓度160g/L、反应时间3h、反应温度90℃、矿渣比0.25:1、液固比6:1、原料粒度-200目。通过验证实验，说明实验结果比较理想，且实验原理和方案是合理的。在高温高酸条件下，硫化锌精矿是一种比较理想的三价铁还原剂。将热酸浸出中浸渣和酸浸液铁还原同时进行是可行的。四、研究方向及建议针对所得实验成果与不足，作以下建议：1234本实验是在实验室条件下进行的小型实验，研究所得的优化参数值不一定适用于工业生产，还需要进行大量的生产实践和总结。硫化锌精矿惰性较强，需要在高温高酸条件下进行还原，劳动强度大，能耗高，还原剂选择上仍有很大的空间。可研究一种无害催化剂，替代高温高酸的苛刻生产条件，加速反应。资源