真空碳热还原氧化锌矿制备高纯锌及其动力学机理研究

With the wide application of zinc, consumption of zinc products worldwide has been increasing each year. Due to zinc sulphide is in short supply，the exploitation and utilization of zinc oxide ore have attracted more attention. On the basis of the advantages such as high-efficiency on improving metal recovery and short process flow, and environment-friendly and resource-saving requirements of vacuum metallurgy technology, a new vacuum carbothermic reduction technology is supposed to obtain metal zinc with high purity from zinc oxide ore. The catalysts will be added to decrease the reduction temperature of hemimorphite or zinc silicate. The mechanism of vacuum carbothermic reduction reaction of different zinc oxide ores will be studied in detail. The work mechanism of salts of F on the vacuum carbothermic reduction reaction is investigated. The project will provide a new way for the treatment of zinc oxide ore theoretically and experimentally.

随着锌用途范围的扩大，世界各国锌产品消耗量逐年增加，硫化锌矿日渐供应不足，氧化锌矿的开发利用已越来越受到重视。本项目结合真空冶金能降低反应温度、加快反应速度、减少环境污染等优势，采用真空碳热还原氧化锌矿获得高纯金属锌。通过添加合适添加剂，进一步降低异极矿或硅酸锌矿碳热还原温度；并对真空碳热还原不同氧化锌矿还原机理和氟盐在硅酸锌的碳热还原反应中的作用机制进行深入探讨，以期为处理氧化锌矿的新途径和新方法提供相关的理论和实验依据。

随着锌用途范围的扩大，世界各国锌产品消耗量逐年增加，硫化锌矿日渐供应不足，氧化锌矿的开发利用已越来越受到重视。本项目结合真空冶金能降低反应温度、加快反应速度、减少环境污染等优势，采用真空碳热还原氧化锌矿获得高纯金属锌。通过添加合适添加剂，进一步降低异极矿或硅酸锌矿碳热还原温度；并对真空碳热还原不同氧化锌矿还原机理和氟盐在硅酸锌的碳热还原反应中的作用机制进行深入探讨，以期为处理氧化锌矿的新途径和新方法提供相关的理论和实验依据。在本项目的支持下课题组成功获得了真空碳热还原氧化锌矿制备高纯金属锌（纯度不低于99.995%）的最佳工艺参数，为氧化锌矿的处理提供了新思路；初步查明了真空条件下氧化锌矿碳热还原动力学机理；初步探讨了添加剂(CaF2)在硅酸锌碳热还原过程中的作用机理研究，为氧化锌矿碳热还原添加剂的选择和设计提供了理论和实验依据。在研究周期内，课题组先后在《Journal of Power Sources》、《Vacuum》、《J. Mater. Chem. A》、《Applied Surface Science》、《Ceramics International》、《Ionics》、《中国有色金属学报》、《环境工程学报》等期刊上发表标注的研究论文37篇，其中：学术论文20篇；被SCI收录13篇、EI收录17篇；北大核心期刊5篇，其它省级期刊论文2篇。参加国际国内学术会议9次，提交会议论文（含会议报告）17篇。申请国家发明专利和实用新型专利各1项，其中获得授权国家实用新型专利1项。培养毕业和正在培养硕士研究生共8名，课题组成员1人晋升教授职称，1人晋升副教授职称，1人晋升讲师职称。