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本论文归纳了铋湿法冶金的国内外研究现状。针对个旧多金属铋矿中铋品位低(7.25%)、硫含量高(25.53%)的特点,以降低投资成本,提高矿产资源综合利用率,减小环境污染为目的,提出了一种用二氧化锰浸出的湿法浸出工艺流程。 在对铋浸出的热力学及浸出机理进行分析研究的基础上,考察了影响铋浸出率的诸多因素,低品位铋矿浸出受氧化剂种类、酸度、搅拌速度、矿物粒度、氯离子浓度、液固比、浸出时间、浸出温度等诸多因素的影响。实验中首先通过对影响浸出各因素的研究,确定最优化综合浸出条件:HCl起始浓度为4.0mol/L;800rpm的搅拌速度;氧化剂用量为1.5倍理论值用量;矿物粒度约为0.105-0.074mm;1.5mol/L的氯离子起始浓度;液固比为4:1;浸出时间为180min。此时综合浸出率可达96%以上。 本文还研究了低品位铋矿浸出的化学反应动力学模型。从动力学的角度分析了整个浸出过程,结果表明,浸出过程符合缩小核模型1-(1-η)1/3=kt,通过Arrhenius经验公式,由不同温度下的Ink-1/T图,求得活化能为56.868kJ/mol。浸出反应的速率常数与粒度直径的倒数呈线性关系,说明浸出属于化学反应控制。浸出的动力学方程为: 利用从钢渣通过磁选回收的铁粉对浸出液进行置换,置换体系中,置换速率明显受到Bi3+初始浓度、温度、溶液pH及搅拌速率的影响。比较适宜的置换条件是:温度为25℃,溶液pH范围在-1.0~0.5之间,搅拌速率为400rpm,Cl-浓度<1.5mol/L,置换时间为60min。在此条件下,铋的置换率可达99%以上。通过Arrhenius图,计算得到了该置换反应得活化能Ea=14.61kJ/mol;反应机理符合扩散控制机理;动力学数据服从一级反应的规律。