由于数十年来世界炼锌能力的快速提升，造成硫化锌精矿消耗巨大，氧化锌矿和我国冶金、钢铁等行业每年产生出的数以百万吨计的含锌废物作为重要的锌资源开始备受关注。此外，贫杂氧化锌矿（品位小于20％）和含锌废物储存标准低，威胁环境安全；且随意堆放容易发生事故，随着金属矿产资源的枯竭及环境标准日趋严格，充分资源化利用上述锌资源，对我国实现节能减排和资源高效利用的目标具有重大意义。
根据各种氧化锌矿、锌废弃物（包括红锌矿、菱锌矿、硅锌矿、锌粉尘、锌浮渣、炼钢厂烟尘、锌渣）均可在强碱性溶液中高效选择性溶解的特性，以开发的铅锌碱性浸出体系的硫基分离剂为突破口，提出了碱介质中贫杂氧化锌矿和含锌废物碱浸—净化—电解制备金属锌粉的提取技术。该工艺流程简单、适用的原料广泛、无废气废水产生是锌冶炼清洁生产的典型。但在碱介质中锌电解机理及电解参数对金属锌粉形貌的影响还有待进一步探讨。
本文研究了碱介质中锌及铅的电解热力学机理，并系统考察了初始碱浓度、锌浓度、极距离、电流密度、搅拌等参数对锌粉质量及形貌的影响，并提出了外加磁场促进锌在碱介质中的电沉积，得到优质的金属锌粉。通过研究发现：
（1）根据能斯特方式计算得到：在 pH大于14的条件下在碱溶液中锌以Zn(OH)2-4和ZnO2-2的形态存在。锌在碱溶液中溶解度存在关系式子：[Zn]r==0.04347[OH-]2；在碱浓度为3~7 mol/L和锌浓度为0.1~1.6 mol/L的条件下，锌沉积的电极电势在-1.3~-1.4 V范围内.。
（2）根据能斯特方式计算得到：在 pH大于14的条件下在碱溶液中铅主要以HPbO-2的形态存在。铅在碱溶液中溶解度存在关系式子：[Pb]T=0.0455[OH-]；在碱浓度为3~7mol/L和铅浓度为0.1~0.3mol/L的条件下：铅的电极电势在-0.6~-0.75V范围内。
（3）碱浸—电解技术生产金属锌粉的最佳电解条件：碱浓度4mol/L，锌浓度30g/L，极距3cm，电流密度1000A/m2，不搅拌。在最佳条件下电解得到的金属锌粉，全锌含量为97.38%，金属锌含量为96.79%，已经接近《锌粉的质量技术要求（GB/T6890－2000）》的一级标准。
（4）在侧方向加设一单磁场对电解影响显著，可大幅提高锌粉质量。所得锌粉全锌含量达99.46%金属锌含量达99.06%，明显优于国家一级标准。
- 作 者：
- 周逸
- 学科专业：
- 建筑与土木工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 南华大学
- 导师姓名：
- 刘清
- 学位年度：
- 2014
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
