浸出过程中的除铁仍然在浸出槽中进行,将废电解液及氧化剂(软锰矿、锰矿浆)混 合后制成氧化液用于冲矿,浆液经过分级后送入中性浸出,根据上述除铁原理,铁的除去 主要是溶液pH值的控制,因此,在生产上终点pH值的测定是一个重要操作。以往浸出终点pH值的控制是通过操作人员用试纸或者pH值计测定,然后调整浸出 过程的加酸量来达到控制终点pH值。随着自动化水平的提高,浸出终点pH值的控制可 以通过pH值自动控制系统来实现。浸出过程的各个浸出槽出口的pH值设定后,自动系 统可根据设定的pH值信号自动调整酸的加入量,使浸出终点达到设定的pH值。在浸出液实际除铁过程中,溶液中加入固体氧化剂二氧化锰和中和剂石灰石颗粒,这 些固体颗粒为Fe(OH)3的沉淀提供了核心,从而明显降低了Fe(OH)3的成核临近半径, 有利于Fe(OH)3的生成。在Fe(OH)3沉淀过程中,溶液中Fe²+和Fe³+氧化中和沉淀的动力学步骤为:(1)氧化剂氧化Fe²+为Fe³+, 即Fe²+ - e=Fe³+。(2)氧化产出的扩散层扩散到沉淀的Fe(OH)3固体表面。扩散过程基本符合稳态扩 散,扩散速度v=DA8./84,扩散系数D、扩散面积α和扩散浓度差δ。是一定的,扩散距 离δ随着搅拌强度的增加而减小,增加搅拌强度可以加快Fe³+扩散的速度。(3)Fe³+水解反应。 Fe³++3H2O=Fe(OH)3+3H+ 。水解产生的Fe(OH)3微颗粒 是不稳定的。(4)Fe(OH)3微颗粒在固体Fe(OH)3颗粒或其他颗粒表面上的沉积过程。由于 Fe(OH)3是胶体颗粒,本身带电荷,颗粒之间相互排斥,团聚过程时微颗粒间必然使一定 量的溶液被包裹,造成渣中这些溶液无法被洗涤出来,锌损失增大,因此,在沉淀 Fe(OH)3时应尽可能控制在其等电点的pH值附近,使Fe(OH)3颗粒不带电荷,颗粒之间 没有排斥力,相互结合紧密,从而减少夹带溶液的数量,减少锌的损失,这就要求先中和 后氧化。中和过程加入的中和剂也可以增加Fe(OH)3沉淀时的晶核颗粒数,这有利于Fe(OH)₃ 的沉淀和团聚。为了减少Fe(OH)3团聚时夹带的溶液数量,Fe(OH)3沉淀速度不能太快,也就是氧化的速度不能快,因此,选择氧化能力相对弱的氧化剂有利于降低锌的损失。(5)水解产出的H+从固体Fe(OH)3颗粒表面扩散到溶液中。如果H+不能从水解表面扩散到溶液,将使沉淀的Fe(OH)3溶解,造成Fe(OH)3颗粒的不稳定。上述不同的步骤,因为不同的沉淀条件,特别是溶液pH值不同,都有可能成为除铁的速度控制步骤。
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