【摘 要】
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目前湿法炼锌是世界锌冶炼的主流。深度净化是湿法炼锌的关键,不仅可以提高电流效率,而且是实现机械剥锌的前提条件。对于湿法炼锌国内基本上都只是对净化工艺进行研究,对净化机理研究不够透彻,而湿法冶金过程中反应的动力学及机理只进行了少量的研究,只有彻底了解反应的动力学,才可以改进这一进化工艺。因此继续系统深入地开展硫酸锌溶液杂质深度净化的研究,提出锌粉置换净化过程的机理,具有重要意义。在所有杂质中,钴相对
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目前湿法炼锌是世界锌冶炼的主流。深度净化是湿法炼锌的关键,不仅可以提高电流效率,而且是实现机械剥锌的前提条件。对于湿法炼锌国内基本上都只是对净化工艺进行研究,对净化机理研究不够透彻,而湿法冶金过程中反应的动力学及机理只进行了少量的研究,只有彻底了解反应的动力学,才可以改进这一进化工艺。因此继续系统深入地开展硫酸锌溶液杂质深度净化的研究,提出锌粉置换净化过程的机理,具有重要意义。在所有杂质中,钴相对于其它几种杂质镍、锗、锑、砷等是难以除去的。对钴难以除去的原因及净化机理,目前仍有争论。本文分别用分析纯硫酸锌溶液和工业硫酸锌溶液进行实验,在不同初始钴浓度条件下探究其动力学反应模型,结果表明,锌粉置换除钴模型基本符合水热氢还原过程。在15-90min内,根据水热氢还原过程动力学方程拟合曲线相关系数r~2都大于0.98。对于该反应的反应级数也有少量争论,本实验为了探究反应级数,用一级反应速率方程积分式:ln（c0/ct）=kt,作出15-90min之间-ln（c/c0）与时间关系。结果表明在15-90分钟内的-ln（c/c0）-t关系曲线都趋近于一次线,相关系数r~2都大于0.99,故推测该除钴反应15-90分钟时在动力学上是一级反应。但是在0-15分钟,可能由于铜锑活化过程,置换反应减弱而不属于一级反应。在90-120分钟可能由于钴复溶导致此时间段不属于一级反应。为探究残余钴浓度与时间的关系,本文绘制了不同初始钴浓度下,残余钴随反应时间变化曲线,并进行指数拟合,结果表明在不同初始钴浓度条件下指数拟合相关系数r~2都大于0.99,故推测残余钴浓度与时间呈指数关系。在不同钴浓度条件下,探究锌粉加入量对除钴的影响,结果表明锌粉越多,对除钴越有利,在初始钴浓度5、20mg/L条件下,氧化锑活化剂协同锌粉除钴速率、除钴深度都优于酒石酸锑钾,但在初始钴浓度10mg/L条件下,酒石酸锑钾活化剂协同锌粉除钴速率、除钴深度都优于氧化锑。
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