低品位氧化-硫化铅锌矿氧压氨浸的基础研究

Aimed at the characteristics of the complex phase and high content of gangue in the oxide sulfide lead and zinc ores, a process of ammonia pressure leaching is developed to treat the sulfide and silicates to recover valuable metals. Combined the classical thermodynamics, kinetics, modern measuring technologies with quantum Chemical Calculation, the mineralogical characteristics of low grade oxide-sulfide lead and zinc ores, and crystal microstructure of zinc minerals are to be studied. The reaction characteristics of zinc sulfide and silicates in the ammonia pressure leaching process will be also investigated to explore the structure evolution of minerals and interfacial behaviors in the ammonia pressure leaching process, the constraints of ammonia pressure leaching will be identified to regulate and intensify the simultaneous leaching process of sulfide and silicates. Thus, it will provide theory supports on the new method and technology of the effective extraction of valuable metals from low grade lead zinc ores.

针对低品位氧化-硫化铅锌矿矿相复杂、碱性脉石含量高的特点，本项目提出采用加压氨浸法同时处理其中的硫化锌矿和锌硅酸盐矿，将经典的热力学、动力学、现代测试技术与量子化学计算相结合，研究低品位氧化-硫化铅锌矿的矿物学特征和主要含锌矿物的晶体微观结构，研究硫化锌矿和锌硅酸盐矿加压氨浸的反应性能，探讨氨浸过程中主要矿物结构的演变规律及固液界面的反应机制，从宏观到微观层次揭示矿物学特征及微观结构与反应性能的对应关系，确定制约矿物浸出的重要因素，调控与强化浸出过程，实现低品位氧化-硫化铅锌矿中有价金属同时提取。研究结果将为低品位铅锌矿中有价金属高效提取的新方法和新技术提供理论支撑。

低品位氧化-硫化铅锌矿矿相复杂、碱性脉石含量高，采用酸法浸出耗酸量大，固液分离困难。项目提出采用加压氨浸法同时处理其中的硫化锌矿和锌硅酸盐矿，结合量子化学计算，研究了低品位氧化-硫化铅锌矿的矿物学特征和主要含锌矿物的晶体微观结构，研究硫化锌矿和锌硅酸盐矿氨浸的反应性能，调控与强化浸出过程，为低品位铅锌矿中有价金属高效提取的新方法和新技术提供理论支撑。具体研究成果如下：. （1）研究了锌硅酸盐矿和硫化锌矿的矿物学特征；基于密度泛函理论，研究了闪锌矿、硅锌矿、异极矿和菱锌矿晶体能带结构、态密度、键长、原子净电荷和布居数等结构性质的差异，并获得几种矿物反应活性的大小顺序。. （2）研究了锌硅酸盐矿物水热氨浸行为，获得较佳工艺条件；从热力学上分析几种氨基酸促进锌硅酸盐矿物溶解的可行性，并发现甘氨酸可优先与锌离子形成配合物，且对SiO2（aq）具有絮凝作用，显著促进锌硅酸盐矿物的浸出。. （3）研究了硫化锌精矿氧化氨浸行为，除采用氧压氧化浸出外，通过添加BaO2可实现硫化锌精矿的常压氨浸；结合量子化学计算研究其氧化微观机理。浸出体系中的氧化行为与ZnS（110）面的反应活性位点有关。O2和Na2S2O8作为氧化剂作用于ZnS（110）面时，氧化的反应位点为BZn位点。在水溶液中，Na2S2O8比O2更有利于氧化ZnS（110）面。. （4）研究了共生氧化物对氧化-硫化锌矿氨性浸出的影响。CaO对其浸出具有明显的抑制作用；CuO由于形成铜氨配合物，对其浸出也有一定的抑制作用；除此以外，MgO、SiO2和Al2O3也有抑制作用，MnO2对异极矿的浸出有较小的促进作用。