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氯化铵—氨—水体系稀液堆浸法处理黄铁矿烧渣的基础理论研究

晋帅勇  
【摘要】: 针对我国铁矿资源紧缺,而每年却有大量富含Fe及Au、Cu等有价元素的黄铁矿烧渣因铁含量低、有害杂质元素含量高而大量堆存废弃的问题,首次提出了采用NH4Cl-NH3-H2O (MACA)体系稀液堆浸法处理黄铁矿烧渣的新工艺,该工艺能综合回收烧渣中的Au、Cu等有价元素,堆浸后的烧渣,经过后续焙烧选矿工艺,可以满足炼铁原料的要求。本文对该工艺进行了系统的理论及工艺研究,得出了一些有意义的结论。 论文首先对NH4Cl-NH3-H2O体系稀液堆浸法处理黄铁矿烧渣进行了理论分析,采用质量平衡和电荷平衡的同时平衡原理,运用控制溶液电位的方法分析了Au-NH4Cl-NH3-H2O体系中Au的配合平衡热力学,计算出浸出剂氨水和氯化铵在不同范围变化时,体系中各种离子浓度的变化。指出采用NH4Cl-NH3-H2O体系稀液堆浸法处理黄铁矿烧渣从中回收Au,在热力学上是可行的。采用同样的方法分析了CuS-NH4Cl-NH3-H2O体系中Cu(Ⅱ)的配合平衡热力学,通过分析表明NH4C1-NH3-H2O体系浸出CuS热力学的可行性,预见NH4C1-NH3-H2O体系在处理硫化矿的前景。 针对含铜黄铁矿烧渣进行了铜浸出的动力学研究,考查了搅拌速率、浸出剂浓度、烧渣粒度、反应温度等因素对铜浸出率的影响,证明黄铁矿烧渣中铜的浸出过程符合反应区域模型,反应的表观活化能为14.3kJ/mol,反应受灰分层内扩散控制,其宏观动力学方程为:1-2/3α-(1-α)2/3=4.34×10-5C0.39do-2 exp(-14300/RT)。 在堆浸工艺研究方面,对含金黄铁矿烧渣进行摇瓶及柱浸等工艺的研究,考查了浸出剂浓度、烧渣粒度等因素对堆浸过程中有价金属浸出率的影响,通过合理的条件选择,瓶浸试验中Au的浸出达到60%左右,柱浸试验含金配合离子的浓度达到0.45mg/L,从而为NH4Cl-NH3-H2O体系稀液堆浸法处理黄铁矿烧渣奠定了工艺基础。


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