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铅钼伴生矿高效分离新工艺基础研究
Alternative TitleFundamental Research on New Process for Efficient Separation Molybdenite Flotation Tailings Associat
刘艳
Subtype博士
Thesis Advisor张懿
2013-05-01
Degree Grantor中国科学院研究生院
Degree Discipline化学工艺
Keyword铅钼伴生矿   焙烧   碱浸   结晶   相平衡
Abstract针对我国钼冶炼工业过程中产生的大量钼浮选尾矿造成的环境污染和钼、铅及其它伴生金属资源浪费的问题,开发了焙烧—碱浸—结晶分离的新工艺处理钼浮选尾矿经再次选矿得到的铅钼伴生矿。进行了焙烧—碱浸—结晶分离新工艺的应用基础性研究和过程优化,取得了以下创新性结果: (1)提出了焙烧—碱浸—结晶分离的新工艺处理铅钼伴生矿。氢氧化钠溶液可以选择性浸出焙砂中三氧化钼、钼酸铅和硫酸铅,与原矿中铁、钙具有很好的分离效果,浸出过程反应速度快,浸出率高,浸出液可以循环利用。 (2)系统研究了130 °C下PbO-Na2O-H2O三元体系相平衡。为氢氧化钠溶液浸出铅钼伴生矿和氧化铅从饱和亚铅酸钠溶液中结晶分离工艺提供了理论依据。 (3)系统研究了40 °C和130 °C下Na2MoO4-Na2SO4-NaOH-H2O四元体系和Na2MoO4-NaOH-H2O三元体系的相平衡,为钼酸钠和硫酸钠的结晶分离工艺设计提供了理论基础。结果表明,硫酸钠和钼酸钠的分离可以通过蒸发结晶实现,钼酸钠可以采用冷却结晶或蒸发结晶的方式自体系中分离。 (4)研究了焙烧过程对铅钼伴生矿的物相、粒度和形貌的影响,以及焙烧温度对铅、钼浸出率的影响,当焙烧温度为600 °C时,铅、钼浸出率最高。系统考察了氢氧化钠浸出焙砂过程中,搅拌速度、浸出温度、氢氧化钠初始浓度、浸出时间、碱与焙砂质量比等条件对铅、钼浸出率的影响。结果表明,在最优条件:焙烧温度600 °C,浸出温度为130 °C,30% NaOH,碱与焙砂质量比为1.2:1,搅拌速度为600 rpm,浸出1 h,铅、钼的浸出率均在98%以上,浸出渣中主要含有二氧化硅和三氧化二铁。 (5)研究了二水钼酸钠初级成核动力学,根据经典成核理论区分了初级均相成核区域和初级非均相成核区域,计算了40 °C和60 °C下二水钼酸钠在饱和钼酸钠溶液中结晶的界面张力、特征值、接触角、转折过饱和度、表面熵因子、临界成核自由能、临界成核尺寸、临界成核分子数和成核级数。通过表面熵因子和模型分析,证实了二水钼酸钠晶体生长过程符合连续型生长机理。 (6)研究了氧化铅初级成核动力学,根据经典成核理论和实验数据判断氧化铅晶体成核机理为初级均相成核。计算了40 °C时NaOH初始浓度290 g/L、NaOH初始浓度320 g/L和60 °C NaOH初始浓度290 g/L时,氧化铅在饱和亚铅酸钠溶液中结晶的界面张力分别为8.14 mJ/m2、7.81 mJ/m2和7.72 mJ/m2,表面熵因子分别为0.87、0.83和0.77,成核级数分别为48.11、39.57和47.82。研究了氧化铅结晶过程中晶体晶型的转化过程,随着结晶时间的延长,由初始晶核为黄色片状的β-PbO向红色圆饼状α-PbO逐渐转化。杂质硅的存在阻碍了β-PbO向α-PbO的转化过程。; 针对我国钼冶炼工业过程中产生的大量钼浮选尾矿造成的环境污染和钼、铅及其它伴生金属资源浪费的问题,开发了焙烧—碱浸—结晶分离的新工艺处理钼浮选尾矿经再次选矿得到的铅钼伴生矿。进行了焙烧—碱浸—结晶分离新工艺的应用基础性研究和过程优化,取得了以下创新性结果: (1)提出了焙烧—碱浸—结晶分离的新工艺处理铅钼伴生矿。氢氧化钠溶液可以选择性浸出焙砂中三氧化钼、钼酸铅和硫酸铅,与原矿中铁、钙具有很好的分离效果,浸出过程反应速度快,浸出率高,浸出液可以循环利用。 (2)系统研究了130 °C下PbO-Na2O-H2O三元体系相平衡。为氢氧化钠溶液浸出铅钼伴生矿和氧化铅从饱和亚铅酸钠溶液中结晶分离工艺提供了理论依据。 (3)系统研究了40 °C和130 °C下Na2MoO4-Na2SO4-NaOH-H2O四元体系和Na2MoO4-NaOH-H2O三元体系的相平衡,为钼酸钠和硫酸钠的结晶分离工艺设计提供了理论基础。结果表明,硫酸钠和钼酸钠的分离可以通过蒸发结晶实现,钼酸钠可以采用冷却结晶或蒸发结晶的方式自体系中分离。 (4)研究了焙烧过程对铅钼伴生矿的物相、粒度和形貌的影响,以及焙烧温度对铅、钼浸出率的影响,当焙烧温度为600 °C时,铅、钼浸出率最高。系统考察了氢氧化钠浸出焙砂过程中,搅拌速度、浸出温度、氢氧化钠初始浓度、浸出时间、碱与焙砂质量比等条件对铅、钼浸出率的影响。结果表明,在最优条件:焙烧温度600 °C,浸出温度为130 °C,30% NaOH,碱与焙砂质量比为1.2:1,搅拌速度为600 rpm,浸出1 h,铅、钼的浸出率均在98%以上,浸出渣中主要含有二氧化硅和三氧化二铁。 (5)研究了二水钼酸钠初级成核动力学,根据经典成核理论区分了初级均相成核区域和初级非均相成核区域,计算了40 °C和60 °C下二水钼酸钠在饱和钼酸钠溶液中结晶的界面张力、特征值、接触角、转折过饱和度、表面熵因子、临界成核自由能、临界成核尺寸、临界成核分子数和成核级数。通过表面熵因子和模型分析,证实了二水钼酸钠晶体生长过程符合连续型生长机理。 (6)研究了氧化铅初级成核动力学,根据经典成核理论和实验数据判断氧化铅晶体成核机理为初级均相成核。计算了40 °C时NaOH初始浓度290 g/L、NaOH初始浓度320 g/L和60 °C NaOH初始浓度290 g/L时,氧化铅在饱和亚铅酸钠溶液中结晶的界面张力分别为8.14 mJ/m2、7.81 mJ/m2和7.72 mJ/m2,表面熵因子分别为0.87、0.83和0.77,成核级数分别为48.11、39.57和47.82。研究了氧化铅结晶过程中晶体晶型的转化过程,随着结晶时间的延长,由初始晶核为黄色片状的β-PbO向红色圆饼状α-PbO逐渐转化。杂质硅的存在阻碍了β-PbO向α-PbO的转化过程。
Pages133
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/8279
Collection研究所(批量导入)
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GB/T 7714
刘艳. 铅钼伴生矿高效分离新工艺基础研究[D]. 中国科学院研究生院,2013.
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