高硅含锌冶炼粉尘酸浸过程中硅的行为研究

高硅含锌冶炼粉尘酸浸过程中硅的行为研究本文针对含锌冶炼粉尘的的基本物性,酸浸回收锌过程的影响因素,浸出过程中硅的形态变化与浸出行为,以及高硅硫酸锌液浸出过程中影响SiO2脱除的主要因素,进行了细致的研究。

首先采用化学分析、XRD、湿式筛分、显微镜观察、SEM-EDS等方法系统研究了三明炼钢粉尘的元素组成、粒度分布、物相、表面形貌及元素分布等基本物性。

分析发现三明炼钢粉尘的主要物相为ZnO、Fe2O3、Fe3O4和SiO2；粉尘初始粒度较小,存放过程中部分细小颗粒团聚板结形成大颗粒；元素Zn主要分布在较小的颗粒中,元素Fe主要分布在较大的颗料中,而元素Si的分布均匀,没有明显特点。

针对粉尘样晶进行了酸性浸出回收锌的实验研究,考察过程中硫酸用量、氧化剂MnO2、温度、浸出时间等因素对矿浆终点pH、Zn, Fe, SiO2浸出率及过滤性能的影响。

结果发现：随着硫酸用量的增加,Zn, Fe, SiO2浸出率均增大；加入氧化剂MnO2和延长浸出时间可以降低Si和Fe的浸出率，对Zn浸出有利。

随硫酸用量、温度和浸出时间的增加,矿浆过滤速率均出现先降低后升高的趋势,其与溶液中SiO2的浓度无直接关系,浸出液中SiO2和Fe(OH)3胶体的同时存在,会恶化矿浆的过滤性能。

通过硅钼黄逐时络合比色法及实验现象观察分析,对实际浸出液中硅酸聚合形态变化的研究发现,浸出过程中粉尘中硅的行为主要包括以下四个过程：浸出与溶解、硅酸聚合、胶粒凝聚与沉淀,沉积与吸附。

粉尘的酸浸过程中,上述过程不会全部发生,胶粒凝聚与沉淀过程对浸出矿浆的过滤性能有较大的影响,控制条件使其不发生或进行完全对矿浆的过滤有利。

配制高硅硫酸锌模拟浸出液,进行浸出过程脱除SiO2的实验,重点考察SiO2脱除率、处理后溶液过滤性能等指标的影响因素,发现温度和pH是脱硅的关键,高温高pH均有利于溶液中Si02的脱除。

在温度85℃,pH=5.2时溶液中Si02的脱除率达90.3%,且处理后溶液非常容易过滤,滤液中SiO2浓度约为300mg/L溶液中SiO2与Fe3+同时存在时,会发生共沉淀作用,对SiO2和Fe3+的脱除均有促进作用,脱除SiO2的最佳条件与不含Fe3+的情况相同；溶液中有Fe3+存在时,低温(20-65℃)、低pH(4-5)下,也能够脱除部分的Si02,但处理后溶液过滤困难,对整个脱硅过程不利。

最后根据粉尘酸浸过程中硅的行为及脱硅实验,本文提出了高硅含锌冶炼粉尘湿法回收锌的建议流程。