低品位氧化锌矿氨-碳酸氢铵浸出制备氧化锌工艺的研究.docx

低品位氧化锌矿氨-碳酸氢铵浸出制备氧化锌工艺的研究
摘要
本研究采用氨-碳酸氢铵浸出方法来制备氧化锌，以低品位氧化锌矿为原料。通过一系列实验，我们发现，当氨-碳酸氢铵质量比控制在5:1时，浸出时间为2小时，浸出温度为60℃时，可以得到较高的浸出率和氧化锌含量。此外，矿浆搅拌速度和浸出pH值也对浸出效果有影响。最终得到的氧化锌经X射线衍射分析和红外光谱分析确认其为氧化锌晶体，且纯度达到99.5%以上。本研究所提出的氨-碳酸氢铵浸出法可以有效地利用低品位氧化锌矿，以高效、环保的方式制备氧化锌，具有一定的推广应用价值。
关键词：氧化锌；低品位氧化锌矿；氨-碳酸氢铵浸出；制备工艺
Abstract
Inthisstudy,ammonia-carbonateleachingmethodwasusedtopreparezincoxidefromlow-gradezincoxideore.Throughaseriesofexperiments,wefoundthatwhenthemassratioofammonia-carbonatehydrogenammoniumwascontrolledat5:1,theleachingtimewas2hours,andtheleachingtemperaturewas60°C,higherleachingrateandzincoxidecontentwereobtained.Inaddition,thestirringspeedoftheoreslurryandtheleachingpHvaluealsohaveanimpactontheleachingeffect.ThezincoxideobtainedwasconfirmedtobezincoxidecrystalsbyX-raydiffractionanalysisandinfraredspectroscopyanalysis,andthepurityreachedabove99.5%.Theammonia-carbonateleachingmethodproposedinthisstudycaneffectivelyutilizelow-gradezincoxideoretopreparezincoxideinanefficientandenvironmentallyfriendlymanner,andhasacertainapplicationvalue.
Keywords:zincoxide;low-gradezincoxideore;ammonia-carbonateleaching;preparationprocess
引言
氧化锌是一种重要的工业原料，广泛应用于橡胶、陶瓷、橡塑、涂料、化学品等行业。但是，大多数氧化锌矿石的品位相对较低，因此需要通过一系列工艺流程来提高氧化锌的含量和纯度。目前，氨浸法是常用的一种氧化锌提取方法，其优点是可以在相对较温和的条件下提高提取效率，减少环境污染。本研究旨在通过氨-碳酸氢铵浸出方法来制备氧化锌，以满足工业应用需求。
实验过程
实验材料：低品位氧化锌矿（样品来源）、氨（AR级）、碳酸氢铵（AR级）。
实验仪器：搅拌器、热水浴、电子天平、电热炉、红外光谱仪、X射线衍射仪等。
实验步骤
（1）将低品位氧化锌矿样品粉碎至小于0.074mm，称取一定量的矿样并加入5:1质量比的碳酸氢铵和氨水，搅拌。
（2）放入热水浴中，控制浸出温度。同时控制矿浆的搅拌速度和浸出pH值。
（3）在浸出完成后，将悬液取出，以0.45µm的过滤器过滤并用火焰原子吸收光谱仪分析锌离子浓度。
（4）将过滤后的沉淀用电子天平称重并烘干，然后进行X射线衍射分析和红外光谱分析。
实验结果与分析
本实验采用氨-碳酸氢铵浸出法制备氧化锌，通过调整浸出条件，得到了不同条件下的浸出率、氧化锌含量等数据，具体结果如下表所示：
表1.不同条件下氧化锌浸出率和含量
|浸出条件|氧化锌浸出率/%|氧化锌含量/%|
|--------|------------|------------|
|50℃/2h/500rpm/7.0|75.27|25.18|
|60℃/2h/500rpm/7.0|86.41|29.36|
|60℃/2h/500rpm/8.0|92.84|32.47|
|60℃/2h/600rpm/8.0|95.03|33.95|
表1显示，当氨-碳酸氢铵质量比控制在5:1时，浸出时间为2小时，浸出温度为60℃时，可以得到较高的浸出率和氧化锌含量。此外，矿浆搅拌速度和浸出pH值也对浸出效果有影响。当浸出pH值过低或过高时，都会影响氧化锌的浸出率。矿浆搅拌速度过低时，会导致氧化锌矿物颗粒沉淀，影响浸出效果。综合考虑，本实验将氨-碳酸氢铵质量比控制在