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硫化锌精矿氧压浸出的主体设备是卧式压煮器,压煮器用隔墙分为几个室,各室都装有搅拌器。压煮器外壳为由碳钢焊接而成,内衬铅板、保温砖和耐酸砖 。
硫化锌精矿在球磨机内磨细到粒度95%小于44μm,加入表面活性剂后,用泵送入压煮器第一室。同时泵入预热到343K的锌电解沉积废电解液和通入工业氧气。浸出温度为418-428K,浸出压力为1300kPa。浸出后的矿浆由压煮器排到闪蒸槽,在那里降压到100kPa。闪蒸所产生蒸汽用于预热浸出液(锌电解沉积废电解液)。矿浆再由闪蒸槽排入调节槽,同时冷却到353K,此时元素硫由非晶形转变为单斜晶形。调节槽的矿浆送到水力旋流器进行分离,溢流为硫酸锌溶液。硫酸锌溶液含锌115g/L、含H2SO4 30g/L,经中和、净化后送电解沉积生产金属锌。旋流器底流为富硫精矿,经泡沫浮选得到硫精矿。硫精矿经过滤和洗涤后,用蒸汽间接加热熔融,熔融的粗硫磺经磺压滤机过滤,得到含元素硫99%的精制硫磺。
硫化锌精矿氧压浸出的锌浸出率可达到98%以上。硫转换为元素硫的转换率与精矿中黄铁矿含量有关,黄铁矿含量低。有利于硫的转换和回收。加拿大特雷尔厂的硫转换率达到95% 。
1977年加拿大谢利特哥顿(Sherritt Gordon )矿业有限公司和科明科(Cominco)矿业有限公司联合进行硫化锌精矿氧压浸出试验,1981年世界上第一套硫化锌精矿氧压浸出工业装置在科明科公司所属的特雷尔(Trail)厂投产,1983年第二套工业装置在加拿大奇德克里克(Kidd Creek)矿业有限公司电锌厂投产。
浸出反应释放出的热量,为过程本身提供了所需的热源。浸出过程中需加入表面活性剂,以消除生成的元素硫对矿物表面的包裹,使浸出反应能进行完全。随着浸出过程的进行,溶液酸度降低,溶液中Fe3 以铁矾、配合硫酸盐或氧化物状态进入浸出渣 。
高真空卷绕式硫化锌镀膜设备的研制
介绍了ZZLD-2000/1.1高真空连续卷绕式硫化锌镀膜设备的原理、组成、性能及工作过程,并对设计和调试过程中出现的一些问题,进行了讨论分析。
不同粒径纳米晶硫化锌的高压结构相变研究
应用原位能量色散X射线散射和金刚石对顶砧技术,对纳米晶ZnS进行了高压结构相变研究。初始相为纤锌矿结构的10 nm和3 nm硫化锌分别在16.0 GPa和16.7 GPa时转变为岩盐矿结构,相变压力均高于纤锌矿结构的体材料硫化锌。该相变为一可逆的结构相变。应用大型科学计算软件Materials Studio(MS)计算了纳米晶ZnS的状态方程,根据Birch-Murnaghan方程拟合了纳米晶ZnS的零压体模量,得到的零压体模量高于相应体材料的零压体模量,表明纳米晶ZnS较难压缩。
一、浸出。作为湿法冶金的第一步,浸出率的高低直接决定效率以及效益。原矿经过破碎、筛选、富集以及其他处理以后,将矿物里面的有价金属转移到溶液中的过程。在钴镍生产中浸出主要有酸性浸出、氯化浸出、氨浸出以及高压氧浸等等。主要用到的辅料有浓硫酸、浓盐酸、氯气,二氧化硫、氨水、空气、氯酸钠、双氧水、二氧化锰、亚硫酸钠等等。一般钴镍矿主要有硫化矿以及氧化矿,特别是硫化矿多半生有其他金属,所以在浸出时不仅要考虑钴镍的浸出,还要考虑其他有价金属的综合回收利用。
适合于含钼废催化剂(一般含MoO3 8%-10%)的再生回收。含钼废催化剂于773-823K温度下焙烧除去碳、碳氢化合物及硫,焙烧产物经粉碎后在473K温度的硫酸溶液中浸出,过滤使钾铝明矾沉淀和钴镍钒钼的浸出液分离。滤液加NaOH使镍和钴以氢氧化物沉淀析出。液固分离后从固体产物中回收镍、钴。钼和钒以Na2MoO4和Na2VO3形式留于溶液中,然后加按盐使钒以(NH4)2VO3形式沉淀,分离后再通过已知传统方法分别回收钒和钼。钴和钼回收率分别为97%和95%。
普通模压与注压最明显的区别在于前者胶料是以冷的状态充入模腔的,而后者则是将胶料加热混合,并在接近硫化温度下注入模腔。因而,在注压过程中,加热模板所提供的热量仅仅只用于维持硫化,它能很快将胶料加热到190℃-220℃。在模压过程中,由加热模板所提供的热量首先要用于预热胶料,由于橡胶的导热性能差,如果制品很厚,热量要传导到制品中心需要较长的时间。采用高温硫化也可在一定程度上缩短操作时间,但往往导致靠近热板的制品边缘出现焦烧。
采用注压法硫化,可以缩短成型周期,实现自动化操作,这对大批量生产最为有利。注压还具有以下优点:可以省去半成品准备、起模和制品修边等工序;可以生产出尺寸稳定、物理机械性能优异的高质量产品;减少硫化时间,提高生产效率,减少胶料用量,降低成本,减少废品,提高企业经济效益。
采用注压硫化成型工艺时,需要注意以下几点:
1、采用合理的螺杆转速、背压,控制适当的注射机温度。一般地,应保持出料口胶温和控制循环温度之差不大于30度为宜。
注射机螺杆的用途是在选定的和均匀的温度下为每一循环制备足够量的胶料;它明显地影响着注射机的产量。
背压是通过放慢注射缸中出油口的流量而产生的,并对注射机所射出胶料,对注射油缸的推挤作用进行限制。实践中,背压只会稍微增加对胶料的剪切,而不会引起硫化制品物理性能的降低。
2、喷嘴的设计。喷嘴连接注射机头和模具,同时对热平衡有一定作用。经过喷嘴的压力损失会经由注射而转换成为热量。胶料绝不允许在这个部位硫化。因此,选择合适的喷嘴直径非常重要,它影响着喷嘴部位的摩擦生热、胶料注射时所需要的压力和充模时间。
3、合适的模具温度,最佳的硫化条件。在选择好胶料的最佳配合之后,重要的就是注射成型条件与硫化条件的相互配合。注压成型与模压成型相比,由于模具表面、内部温度分布不同,要实现良好的硫化就必须对温度进行高精度控制,使模具表面、内部同时达到最佳硫化条件。高温会增大橡胶的收缩率,但二者关系是线性的,在生产前应有充分的估计。此外,就成型压力而言,高压成型是极为有利的,因为压力与收缩成反比关系。
4、安全合理的胶料配方设计。对于进行注压硫化成型的胶料,要求其具有以下特性:(1)胶料的门尼焦烧时间应当尽可能的长,以获得最大的安全性。通常,门尼焦烧时间应比胶料在机筒中的停留时间长2倍。(2)硫化速度快,通过对不同胶料硫化体系的合理选择,添加合适的促进剂,使胶料在注压硫化时有令人满意的效率。(3)流动性良好,良好的流动性能减少胶料的停留时间,减少注压时间,并提高防焦烧能力。
选用合适的工艺条件,合理的胶料配方,采用注压硫化工艺可比普通模压硫化快10~20倍。降低胶料损失10%~15%。