【摘 要】
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次氧化锌是一种化学组分比较复杂的二次锌资源,是冶炼含锌废料经高温还原、挥发富集再氧化的产物,其化学组成因含锌废料来源不同波动较大,通常含有氧化锌、氧化铁、氧化铅以及镍、镉、铟等氧化物,杂质含量高,回收利用难。为此,本文研究了次氧化锌的酸浸净化工艺,及次氧化锌及其浸锌渣在低共熔溶剂中的浸取行为,以使其中的锌得到最大程度回收与利用。具体内容如下:（1）设计并研究了两段硫酸浸出次氧化锌（含锌38.22%
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次氧化锌是一种化学组分比较复杂的二次锌资源,是冶炼含锌废料经高温还原、挥发富集再氧化的产物,其化学组成因含锌废料来源不同波动较大,通常含有氧化锌、氧化铁、氧化铅以及镍、镉、铟等氧化物,杂质含量高,回收利用难。为此,本文研究了次氧化锌的酸浸净化工艺,及次氧化锌及其浸锌渣在低共熔溶剂中的浸取行为,以使其中的锌得到最大程度回收与利用。具体内容如下:（1）设计并研究了两段硫酸浸出次氧化锌（含锌38.22%）处理工艺。具体工艺条件为:（1）除氯:p H 8,液固比5:1,温度50°C,时间60 min;（2）中浸:硫酸浓度1.6mol·L-1,液固比4:1,温度70°C,时间2 h;（3）酸浸:硫酸浓度2.1 mol·L-1,液固比4:1,温度80°C,时间2 h;（4）除铁:H2O2用量等于2倍理论用量,p H=4,温度70°C,时间1 h;（5）除锰:KMn O4用量等于2倍理论用量,p H 5,时间1 h;（6）除重金属:锌粉用量等于3倍理论用量,温度50°C,时间30 min;（7）浓缩结晶:波美度55°Bé,结晶时间10 h,终点温度25°C。此条件下,锌的总回收率为82.2%,处理后浸锌渣中残存的含锌物相是难溶的铁酸锌。（2）研究了氯化甜菜碱-尿素（15:85）DES（BH-U（15:85）DES）对次氧化锌的浸取行为、浸出机理和浸出动力学。结果表明:液固比为10:1,温度为70°C,时间为4 h,搅拌速率为400 r·min-1时,获得的锌浸出率最高。浸出机理是Zn O与BH-U（15:85）DES中的羧基和胺基作用被浸出,浸出过程符合界面化学反应模型,其表观活化能E=40.69 k J·mol-1。BH-U（15:85）对锌浸出率是91.2%,此浸出液可用于非水体系中锌的电沉积,浸取渣中残存的含锌物相是铁酸锌。（3）以酸浸工艺之浸锌渣作为低锌含量废物的典型样品,开展铁酸锌分解浸取研究。合成了一系列氯化胆碱基DESs,以锌浸出率为考察指标筛选出了氯化胆碱-草酸DES（Ch Cl-OA DES）进行深入研究;以Ch Cl-OA DES为浸出剂对浸锌渣进行浸出实验,考察了不同因素及循环使用下锌浸出率的变化。结果表明:Ch Cl和OA的摩尔比为1:1,液固比为10:1,温度为60°C,时间为3 h,搅拌速率为500 r·min-1时,获得的锌浸出率最大为95.0%;经4次不经分离连续循环使用,锌浸出率仍能达到88.7%。Ch Cl-OA DES中的-COOH可发生配位与成盐反应使Zn Fe2O4分解,生成的不同草酸盐因溶解度差异而分离,其中Zn C2O4·2H2O进入再浸液而得以回收,此浸出过程符合界面化学反应模型,其表观活化能E=58.01 k J·mol-1。
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