湿法炼锌中浸出过程的基础理论
浸取
浸取是湿法炼锌中的主要过程。在此过程中一方面要将原料中的锌及锡等有价金属尽可能地完全溶解，使其进入溶液，以求得高的金属回收率。另一方面要在浸出终了阶段，使一些有害杂质（例如Fe,As,Sb,Si等）从锌浸液中分离留在浸出渣中。同时还力求获得沉降速度快，过滤性能好、易于液固分离的浸出矿浆。
湿法炼锌中，使用浸出的原料主要包括：硫化锌精矿经过焙烧所得到的焙烧料（焙砂及烟尘）、氧化锌精矿，硫化锌精矿以及冶炼厂在生产过程中，产出的粗氧化锌粉及氧化锌烟尘等。
在浸出中，虽然有用盐酸溶液浸出的报道，但主要是用硫酸溶液浸出。由于浸出原料的性质差异浸出方法也有不同。根据原料的组成及性质不同，因而有：（1)焙烧料常规浸出工艺；(2)焙烧料热酸浸出工艺；(3)硫化锌精矿氧压浸出工艺；(4)氧化矿酸浸工艺；(5)粗氧化锌及铅锌烟尘的酸浸工艺。但在上述几种浸出工艺中，焙烧料的酸浸工艺目前居主要地位。
浸出过程的基础理论
焙烧料的浸出热力学
A 电位E-pH图和金属离子在水溶液中的稳定性
各种金属离子在水溶液中的稳定性与溶液中金属离子的电位,pH值、离子活度、温度和压力等有关，湿法冶金广泛使用电位E-pH图来分析浸出过程的热力学条件，电位E-pH 图是将水溶液中基本反应的电位与pH值的变化关系表示在图上。从图上不仅可以看出各种反应的平衡条件和各组分的稳定范围，还可判断条件变化时平衡移动的方向和限度。下面简要说明在常温（25℃）下，浸出时固液相间多相反应的吉布斯自由能变化和平衡式，及电位E-pH图的绘制与应用。
浸出过程的有关化学反应可用下列通式表示。
aA＋nH+＋ze ==== bB＋cH20
根据反应的特点，可将反应分为(a) (b)、（c）三类，第(a)类反应中仅有电子迁移,H+或OH-没有变化，即电位E与pH值无关的氧化还原反应，其反应的吉布斯自由能变化为
这时吉布斯自由能的变化转变为对外所作最大有用功，因氢标为零，式中可用φ电动势E，即
—△Gө= zFEө
前一种反应（a)可以看成是后一种反应(b)的特例，即m=n,表明M（m-n）+不是离子而是金属状态，因而方程式最后一项为零。
可得 E = Eө- 0. 0591pH
其平衡条件是
Eө=
+0.0591pH （3）
众所周知，水仅仅是在一定电位和pH条件下才是稳定的，水稳定的上限是析出氧，其稳定程度由下式确定：
O2＋4H＋＋4e ==== 2H20
E（O2/H20）＝1.229-0.0591 pH（P o2＝
lO1kPa）
水稳定的下限是析出氢，其稳定程度由下式确定。
2H＋＋2e HZ
E（H+/H2）＝-0.0591pH（P H2＝lO1kPa）
由下表所列有关反应的E3ө、E1ө、pH2ө值，并假定金属离子活度等于1，令温度等于298K,根据(a)、（b)、（c）类反应的化学方程式便可作出Me-H20系的E-pH图。按上述理论分析所作出的Zn-H20系的E-pH图，见下图。
从图可以看出整个Zn-H20系划分为Zn2＋和Zn（OH）2及Zn三个区域，这三个区域也就构成了湿法炼锌的浸出、水解、净化和电积过程所要求的稳定区域。
浸出过程就是要创造条件使原料中的锌及其他有价金属越过（I）线而进入Zn2+区。
水解、净化即是创造条件使Zn2+停留在Zn2+区域，同时使杂质进入Me(OH）x区。电积即是创造条件在阴极上施加电位，使Zn2+进入Zn区。湿法炼锌的浸出过程，就是利用各种金属离子在浸出液中的稳定性，使锌、锅等有价金属溶解进入溶液，与原料中的脉石分开。在中性浸出终了再调整pH值破坏铁、铝、锡等杂质的稳定性，使铁等杂质转为固相进人沉淀而与Zn溶液分离。
这说明系统在达到平衡状态后，H+和Zn2+两种离子浓度可相差很远，在H+离子浓度很小的情况下，可以允许很高的锌离子浓度，即在中性浸出终了，及时将溶液的酸度降到很低，为除去铁、砷等杂质创造了条件。
由上式可知，锌离子的水解pH值大致为：当25℃锌离子活度按1 mol/L计时，则a2H+ = 10-11.6，即pH=5.8。
下表列出了有关金属的Me-H20系E3ө、E1ө、pH2ө数值。
有关Me-H2O系E3ө、E1ө、pH2ө数值
Me n+-Me Me（H）n E3өE1өpH2ө
Zn2+-Zn Zn（OH）20.417 0.763 5.85
Ag+-Ag Ag2O 1.173 0.7991 6.32
Cu2+Cu Cu(OH)20.609 0.337 4.6
BiO+-Bi Bi2O30.37 0.32 2.57
AsO+-As As2O20.234 0.254 -1.02
SbO+-Sb Sb2O30.152 0.212 -3.05
Tl+-Tl Tl（OH）0.483 -0.336 13.9
Pb2+-Pb Pb（OH）20.242 -0.126 6.23
Ni2+-Ni Ni（OH）20.11 -0.241 6.09
Co2+-Co Co（OH）20.095 -0.277 6.3
Cd2+-Cd Cd（OH）20.022 -0.41 7.2
Fe2+-Fe Fe（OH）2-0.047 -0.44 6.64
Sn2+-Sn Sn（OH）2-0.091 -0.136 0.75
In3+-In In（OH）2-0.173 -0.342 3
Cr2+-Cr CrO -0.588 -0.913 5.5
Mn2+-Mn Mn（OH）2-0.727 -1.18 7.65
根据表所列的E3ө、E1ө、pH2ө数值和前述的原理可绘制出有关金属的Me-H20系E-pH 图，见下图。
由图可以看出，在锌中性浸出终了时，控制浸出终点pH =5.2,一些金属可以呈氢氧化物沉淀被除去。
B 金属氧化物、铁酸盐、砷酸盐、硅酸盐在酸浸过程中的稳定性
在炼锌的主要原料焙砂及氧化矿中，一般均存在金属的氧化物、铁酸盐、砷酸盐和硅酸盐等锌的多种化合物，它们在酸浸过程中溶解的难易程度，或在酸性溶液中的稳定性，可用pHө大小来衡量，pHө小的较难浸出,pHө大的较易浸出。上述有关化合物的溶解反应，在25℃，100℃, 200℃下的pHө见下表。
