铁闪锌矿氧压浸出热力学.pdfVIP

第24卷专辑 中国稀土学报 2006年lO月 V01．24 IoI球NALOFTHECHINESERAREEAIHHSOCIETY Oct．2006 Spec．Issue 铁闪锌矿氧压浸出热力学 冯林永p，谢克强1，杨显万1，王吉坤2 (1．昆明理工大学，云南昆明650093；2．云南冶金集团总公司，云南昆明650031) ■要t本文系统地分析了铁闪锌矿氧压浸出的热力学问题，计算并绘制T(Zno．，5Feo盥)S--H20系矿_PH图。 关键词t铁闪锌矿；加压浸出；热力学 中图分类号：TFS03．21文献标识码：A文章编号：1000-4343(2006)．0021．04 我国的硫化锌矿资源中有相当一部分是铁闪 (1) ‰)s=蛾+触一蛾) ， 锌矿。传统的湿法炼锌工艺是将硫化锌经氧化焙 式中：‘ 烧再经浸出、净化、电积而得到电锌。焙烧时铁 砖闪锌矿中zn占(Zn+Fe)的原子分数 闪锌矿中的铁与锌生成了铁酸锌。铁闪锌矿具有 比闪锌矿有更好的化学活性，但焙烧后转化生成 )广铁闪锌矿中Fe占(Zn+Fe)的原子分数 … 的铁酸锌难溶于酸从而将铁闪锌矿高化学活性这 X+Y=1 公式(1)表明，铁闪锌矿的生成自由焓与其中含铁 一优势转化为劣势。而用氧压浸出法处理铁闪锌 的原子分数之间呈线性关系。类似的情况在Cu§ 矿恰好利用了铁闪锌矿这一特点，无论从热力学 系列硫化铜中也存在。在Cu2S与CuS之间存在一 上还是从动力学上，氧压浸出都是处理铁闪锌矿 系列非计量化学的Cu．S固溶体的中间产物Cu,S， 的适宜选择。在国内，铁闪锌矿氧压浸出技术正 在兴起，云南冶金集团总公司经过长时间的前期 1≤．蔗2。辉铜矿的离子模型为：(CuD2S弘，而这 些中间产物的离子模型为(Cu+)2．h(Cu2+璐2。，部分 工作已取得了工业试验成果并于2004年申报获准 Cu+被Cu2+所取代。已有的热力学数据表明，Cu$ 了国家高技术产业化项目。年产万吨电锌的用氧 的生成自由焓与工呈线性关系，如图1121。Fe2+取 压浸出处理高铁闪锌矿的示范性生产线已建成投 代ZnS中的部分Zn2+生成的铁闪锌矿，其生成自 产。这是铁闪锌矿湿法提锌的重大进展。关于铁 由焓与铁的原子分数之间呈线性关系的理由应比 闪锌矿氧压浸出的基础理论研究，国内外报道较 少。本文系统地分析了铁闪锌矿氧压浸出的热力 C嶙更充分。 学问题，计算并绘制了(Zno．75Feo．25)s—H20系 旷1H图并进行了相关的热力学分析。 1铁闪锌矿的热力学性质 铁闪锌矿的成分中带有Fe、Mn、Cd等类质 同相混合物，在闪锌矿中铁代替锌十分普遍，最 高可达26％。这是因为Zn2+、Fe2+有共同的价态， 二者的结晶离子半径十分接近，Zn2+为0．74A，Fe2+ 为O．76A，因此Fe2+很容易取代晶格中的zn2+而形 成铁闪锌矿【ll。铁闪锌矿的热力学性质的数据至今