含铊锌烟灰的选择性浸出研究

周玉琳. 含铊锌烟灰的选择性浸出研究[J]. 矿产保护与利用, 2021, 41(5): 18-24. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.05.003
引用本文: 周玉琳. 含铊锌烟灰的选择性浸出研究[J]. 矿产保护与利用, 2021, 41(5): 18-24. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.05.003
ZHOU Yulin. Study on Selective Leaching of Thallium Bearing Zinc Ash[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2021, 41(5): 18-24. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.05.003
Citation: ZHOU Yulin. Study on Selective Leaching of Thallium Bearing Zinc Ash[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2021, 41(5): 18-24. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.05.003

含铊锌烟灰的选择性浸出研究

  • 基金项目:
    湖南有色重点科技项目(2021年度)
详细信息
    作者简介: 周玉琳, 男, 在读博士生, 高级工程师, 主要研究方向为有色金属冶金
  • 中图分类号: TD983;TF803.2+1

Study on Selective Leaching of Thallium Bearing Zinc Ash

  • 在铅锌冶炼渣挥发处理过程中产生含铊锌烟灰,是铊在冶炼中的主要富集物。采用水浸、H2SO4浸出和NaOH浸出分别处理锌烟灰,研究了酸碱浓度和浸出温度对锌和铊浸出率的影响。结果表明,水浸时铊浸出率随着温度升高而缓慢提高,在70℃时可达78%左右;酸浸选择性不好,酸浸时酸度和温度提高均会增加锌和铊的浸出率,在硫酸浓度40 g·L-1、温度70℃的条件下铊和锌浸出率分别达79%和85%以上;碱浸铊具有良好的选择性,铊的浸出率随碱浓度增加而提高,在NaOH 40 g·L-1、温度70℃的优化条件下,铊和锌的浸出率分别为91%和1%左右。最终选定碱浸工艺处理含铊烟灰,通过对碱性浸出液的硫化沉淀、硫酸浸出和锌板置换得到纯度为92.84%海绵铊。新工艺实现了对超低铊含量烟灰的资源化利用和开路除铊,具有工艺简捷、选择性好的优点。

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  • 图 1  锌烟灰的SEM(a)和XRD谱(b)

    Figure 1. 

    图 2  锌(a)和铊(b)不同浓度下的电位-pH图

    Figure 2. 

    图 3  水浸温度对锌和铊浸出率的影响

    Figure 3. 

    图 4  硫酸浓度对锌和铊浸出率的影响

    Figure 4. 

    图 5  不同硫酸浓度下浸出渣的XRD谱

    Figure 5. 

    图 6  硫酸浸出温度对锌和铊浸出率的影响

    Figure 6. 

    图 7  NaOH浓度对锌和铊浸出率的影响

    Figure 7. 

    图 8  不同NaOH浓度下浸出渣的XRD谱

    Figure 8. 

    图 9  40 g·L-1NaOH时浸出渣的SEM图

    Figure 9. 

    图 10  NaOH浸出时温度对锌和铊浸出率的影响

    Figure 10. 

    图 11  硫化渣(a)和酸浸渣(b)的XRD

    Figure 11. 

    表 1  锌烟灰中元素含量

    Table 1.  Chemical composition of zinc ash  /%

    元素 Zn O Pb S Na
    含量 31.86 25.8 18.47 8.58 3.57
    元素 Cl Fe Cd F Tl
    含量 3.54 3.52 2.2 0.98 0.43
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    表 2  锌烟灰中锌的物相组成形式

    Table 2.  Chemical phase composition of Zn in Zn -bearing ash  /%

    锌物相 硫酸锌 氧化锌 硫化锌 硅酸锌 铁酸锌
    占比 18.42 49.00 17.70 7.63 7.25
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    表 3  选择性碱浸出后液成分

    Table 3.  Solution composition of the lixivium after selective alkaline leaching  /(g·L-1)

    成分 Zn Cd Tl pH
    浓度 0.0005 0.0305 0.7224 8.5
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    表 4  金属铊制备过程条件及结果

    Table 4.  Process conditions and results of the metallic Tl preparation

    硫化沉淀 溶液初始pH 温度/℃ 时间/h Na2S理论倍数 沉铊率/%
    8.5 30 0.5 4 99.92
    8.5 40 0.5 4 99.91
    8.5 70 0.5 4 99.87
    硫酸浸出 液固比 温度/℃ 时间/h 硫酸浓度
    /(g·L-1)
    浸出率/%
    5:1 80 5 60 84.61
    5:1 80 5 100 95.36
    锌板置换 初始Tl浓度
    /(g·L-1)
    温度/℃ 时间/h 硫酸浓度
    /(g·L-1)
    置换率/%
    85 80 8 5 99.82
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    表 5  海绵铊元素含量分析

    Table 5.  Chemical composition of the spongy Tl /%

    元素 Tl Cd O Zn S
    含量 92.84 4.56 1.27 0.445 0.243
    元素 Si Cl Cu Fe Al
    含量 0.04 0.032 0.0255 0.025 0.014
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出版历程
收稿日期:  2021-10-12
刊出日期:  2021-10-25

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