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1、第34卷第6期礦冶工程Vo1.34No62014年12月MININGANDM【ETALLURGICALENG玎EERGDecember2014鋅陽極泥一硫化鋅精礦焙燒過程熱力學(xué)分析①包新軍’(1.湖南稀土金屬材料研究院,湖南長(zhǎng)沙410126;2.中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,湖南長(zhǎng)沙410083)摘要:通過熱力學(xué)理論分析,計(jì)算出鋅陽極泥一硫化鋅精礦混合焙燒過程可能發(fā)生的各反應(yīng)吉布斯自由能;同時(shí)運(yùn)用x射線衍射技術(shù)研究了焙燒過程中主要礦物物相的變化。理論和試驗(yàn)結(jié)果均表明:鋅陽極泥.硫化鋅精礦混合焙燒過程中,硫化
2、鋅首先發(fā)生氧化反應(yīng),生成ZnO和SO:,之后MnO:與SO反應(yīng)生成MnSO。經(jīng)混合焙燒工藝,有利于下一步的錳浸出工藝。關(guān)鍵詞:鋅陽極泥;硫化鋅精礦;吉布斯自由能;焙燒中圖分類號(hào):TF046文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:Adoi:10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.023文章編號(hào):0253—6099(2014)06—0094—03ThermodynamicAnalysisonRoastingProcessofaMixtureofZincAnodeSlimeandZincSulfideCon
3、centrateBAOXin-jun’(1.HunanRareEarthMetalResearchInstitute,Changsha410126,Hunan,China;2.SchoolofChemistryandChemicalEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083,Hunan,China)Abstract:Basedonthermodynamicanalysis,Gibbsfreeenergyforpossiblereactionsa
4、midtheroastingofamixtureofzincanodeslimeandzincsulfideconcentratewascalculated,whileX—raydifraction(XRD)wasusedtostudythephasetransformationsthroughtheroastingprocess.Itisverifiedbytheoreticalandexperimentresultsthattherearemainlytwosequentialchemicalr
5、eactionsoccurredinthisroastingprocess:ZnSisfirstlyoxidizedtoZnOandSO2,thenMnSO4canbeobtainedafterthereactionbetweenSO2andMnO2.Theroastingprocessofthismixturewillsurelyfacilitatethefollowingmanganese—leachingprocess.Keywords:zincelectrolysisanode;zincsu
6、lfideconcentrate;Gibbsfreeenergy;roasting鋅陽極泥是生產(chǎn)電解鋅過程中產(chǎn)生的富含有價(jià)金1試驗(yàn)原料屬錳、鉛、銀的渣泥,其中鉛主要以鉛礬(PbSO),錳以隱鉀錳礦(K:一MnO。),銀以角銀礦(AgC1)、氧化試驗(yàn)用鋅陽極泥和硫化鋅精礦均來自湖南省株洲銀(AgO,)和一硝代八氧化七銀(AgONO,)形式存市某大型冶煉廠,其化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。在。國內(nèi)外對(duì)鋅陽極泥處理工藝,普遍采用硫酸還原浸出MnO工藝,含錳液或返回電解鋅系統(tǒng),或直接表1硫化鋅精礦及鋅陽極泥化學(xué)元
7、素分析(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/%生產(chǎn)硫酸錳、碳酸錳等錳產(chǎn)品,浸錳后的含鉛銀渣則原料MnZnPbFeSAg配入硫化鉛精礦入爐冶煉,使渣中鉛銀得到綜合利硫化鋅精礦0.6345.65O.541.4730.40.225用¨。從鋅陽極泥回收錳一直是錳資源回收的重要鋅陽極泥46.080.915.190.184.650.13研究?jī)?nèi)容,其關(guān)鍵是選擇合適的還原劑,使陽極泥中的高價(jià)錳被還原,以Mn進(jìn)入溶液中。本文利用熱力2熱力學(xué)計(jì)算學(xué)理論和x射線衍射技術(shù),研究鋅陽極泥一硫化鋅精礦低溫氧化還原劑混合焙燒的理論可能性,為實(shí)現(xiàn)工根據(jù)熱
8、力學(xué)第二定律,化學(xué)反應(yīng)向吉布斯自由能業(yè)應(yīng)用提供一定的理論依據(jù),也為其他硫化物及鋅陽AG為負(fù)的方向進(jìn)行,AG越負(fù),反應(yīng)發(fā)生的可能性越極泥或軟錳礦的處理提供借鑒和參考。大。鋅陽極泥中的隱鉀錳礦(K}Mn0)具有和①收稿日期:2014-06-03作者簡(jiǎn)介:包新軍(1983-),男,湖南風(fēng)凰人,博士研究生,工程師,主要從事有色金屬冶煉、新型能源電池材料方面研究。第6期包新軍:鋅陽極泥·硫化鋅精礦焙燒過程熱力學(xué)分析95軟錳礦MnO相同的化學(xué)價(jià)(+4)及相似的物理化學(xué)℃過程中,在