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为了有效回收湿法炼锌浸出渣中的稀散元素镓,本文开发了锌浸出渣冷固成型—还原焙烧—磁选分离富集回收镓的新工艺,并采用电子显微镜、扫描电镜、能谱分析等测试手段对镓在还原分选过程中的富集行为和机理进行了较为系统、深入地研究。研究表明:锌浸出渣具有粒度细、堆密度小、孔隙率大等特点,属较难成型物料。将浸出渣直接用于成型时,获得的团块强度差,不能满足还原焙烧对团块强度的要求,但当配入5%左右的C-5粘结剂时,锌浸出渣团块的强度显著提高,在成型压力为255×10~5Pa,水分17.5%的条件下,采用压团的方式制得的锌浸出渣冷固结团块的抗压强度和落下强度分别为54.2×10~5Pa和19.2次/lm。 成型方式研究表明,造球的方法可实现锌浸出渣的成型。造球法可采用圆筒和圆盘两种方式,适宜的造球时间为10min~15min,水分为21%左右。对原料进行强混预处理有利于锌浸出渣的成型,适宜的强混时间为3min左右。 锌浸出渣冷固团块采用义马煤作还原剂,采用回转管进行还原焙烧,当恒温还原温度为1100℃,还原时间为120min~150min时,可获得满意的还原分选效果。在上述条件下,当锌浸出渣中含镓527g/t时,磁性产品(直接还原铁粉)含镓达2164g/t;镓的分选回收率为92.42%;当锌浸出渣中含镓436g/t时,磁性产品中含镓达169g/t,镓回收率为89.42%。采用回转窑“火力”模型进行还原焙烧时,其适宜的恒温还原温度为1100℃,还原时间为90min~120min。在此条件下,当锌浸出渣中含镓436g/t时,磁性产品中镓的品位达1600g/t以上,分选回收率超过82%。同时,锌的挥发率达98.42%。 采用电子显微镜、能谱分析和扫描电镜等方法研究了锌浸出渣中镓在还原焙烧—磁选分离过程中的富集行为和机理。结果表明:还原焙烧渣中金属铁是镓的主要载体矿物相;镓具有明显的亲铁特性;镓在金属铁中的富集是实现锌浸出渣中在还原焙烧分选过程中高效分离的基础。