硫铁矿烧渣酸浸铜反应动力学研究.pdf

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1、第31卷第4期2010年8月化学工业与工程技术．，o“，wⅡZD，(油emicnZ工行d“n，y&E，zgi行已Fri胛gV01．31No．4Aug．，2010硫铁矿烧渣酸浸铜反应动力学研究周海，徐光泽，田雪，陈亮，于少明(合肥工业大学化工学院，安徽合肥230009)摘要：研究了硫酸烧渣的硫酸浸铜过程中，搅拌速率、浸出剂初始质量浓度、固液比、浸出温度和矿物粒径对浸出率的影响，并对硫铁矿烧渣浸取铜过程动力学进行了分析。研究结果表明，该浸出过程符合收缩芯模型，与化学反应控制动力学方程式相吻合，浸出反应的表观活化能为39．19kJ

2、／mol，浸出过程控制步骤为化学反应控制。关键词：硫铁矿烧渣；铜浸取；动力学；表观活化能中图分类号：TQlll．19文献标识码：A文章编号：1006—7906(2010)04一o005—04KineticsstudyonleachingcopperfrompyritecinderZHoUHni，X【，G拍口靠gze，丁LANX“P，CHENL缸咒g，yUS^口。研i卵g(C01legeofChemicalEngineering，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China)Abs

3、t憎ct：Theeffectsofstirringspeed，initialsulfuricacidconcentration，solid．t伊liquidratio，leachingtemperatureandmineralparticlesizeonleachingrateintheprocessofleachirlgcopperwithsulfuricacidfrompyritecinderareinvestigated，andkineticpropertyofleachingcopperprocessofpyrite

4、cinderisanalyzed．Theresultsshowthattheleachingprocesscanbemod—eledwiththeshrinkingcoremodel，andthekineticsofthereactionisdescribedbythekineticsequationofchemicalreactioncontr01．Thekineticapparentactivationenergyhasbeencalculatedasabout39．19kJ／mol，whichindicatesthat

5、theleachingprocessiscontrolledbysurfacechemicalreaction．Keywords：Pyritecinder；Copperleaching；Kinetics；Apparentactivationenergy硫铁矿烧渣是以硫铁矿石或含硫尾砂为原料生产硫酸过程中产生的工业废渣。长期以来，对硫铁矿烧渣的综合利用研究一直是硫酸工业关注的一个重要问题。目前，硫铁矿烧渣主要用于提纯制铁精矿‘13以及生产聚合硫酸铁‘引、七水硫酸亚铁‘引、氧化铁红[4—5‘、氧化铁蓝嘲、磁性氧化铁‘7_83等铁

6、系产品，而对烧渣中的有价金属，如铜等的利用研究却少有报道。铜陵有色金属集团控股有限公司下属的冬瓜山铜矿副产的硫精砂，经制酸工序后，产生的硫铁矿烧渣约600kt／a。该烧渣中不仅含有大量的铁，还含有总量约0．568％的有价金属铜。为了充分利用烧渣中的有价金属铜，文献[9]对烧渣中的铜进行了酸浸试验研究，取得了一定的实验效果。笔者在酸浸提铜实验的基础上，探讨了硫铁矿烧渣硫酸浸铜过程的动力学问题，为烧渣中有价金属铜的工业化开发利用提供理论数据。1实验方法1．1样品本实验所用原料为铜陵有色集团的硫铁矿烧渣，其化学组成见表1，铜物相分

7、析见表2，烧渣粒度分布见表3。硫酸(AR)质量分数98％。表l硫铁矿烧渣化学组成(质量分数)％表2硫铁矿烧渣中铜物相分析(质量分数)％粒度／mm>O．147O．147一O．0740．074—0．043O．043^vO．038

8、0年第31卷第4期1．2实验步骤1．2．1烧渣酸浸实验将250mL的三口烧瓶置于带有搅拌装置的恒温水浴锅(HHS一2S型，常州国华电器有限公司)中，加入一定质量和浓度的硫酸溶液，在搅拌下迅速加入烧渣20g，恒温反应一段时间后，过滤、洗涤，收集滤液，取滤液分析铜含量。1．2．2铜浸出率的测定