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随着氨法冶炼在有色金属冶金中的广泛应用,氨浸工艺在锌的湿法冶炼过程中越来越受到冶金学家的重视。针对传统酸法处理高碱性低品位氧化锌矿存在的不足,本文结合氨法冶炼和氯法冶金的特点,研究了氨-氯化铵溶液溶解氧化锌矿物工艺过程中多种氧化锌矿物的溶解行为,以期为湿法炼锌工艺提供理论指导和基础数据。本文从溶液化学平衡热力学和动力学两个方面,研究了氧化锌矿物在氨性溶液中的溶解行为。结合TG/DTA、XRD和红外光谱分析,表征了天然异极矿和合成异极矿的热行为,研究了其在氨性溶液中的溶解行为差异；研究了异极矿和硅锌矿在氨性溶液中的溶解平衡和溶解动力学,探讨了其在氨性溶液中的溶解机理；采用溶液化学平衡计算软件GEM-Selektor,计算了Zn（Ⅱ）-NH3-H2O、Zn（Ⅱ）-NH3-Cl--H2O、Zn（Ⅱ）-NH3-CO32--H2O和.Zn（Ⅱ）-NH3-Cl--CO32--H2O体系中组元的热力学性质,探讨了锌金属配合物多元复杂体系的稳态及亚稳态平衡热力学性质与共沉积行为；采用“投影法”绘制了四个体系的优势区图；通过实验与计算相结合,研究了ZnO和Zn5（C03）2（OH）6在氨水、NH4Cl溶液和NH3-NH4Cl溶液中的溶解行为,预测了红锌矿和水锌矿在NH3-NH4Cl溶液中的溶解度。具体研究结果如下：1.比较了天然异极矿与合成异极矿的热行为和在NH3-NH4Cl溶液中的溶解行为。结果表明,天然异极矿与合成异极矿在该体系中的溶解速度差别较大,但其溶解终态基本相同,可以采用合成异极矿样品研究异极矿在氨性溶液中的溶解平衡。2.异极矿在纯氨水和纯氯化铵溶液中溶解平衡Zn（Ⅱ）浓度较小,在[NH3]/[NH4Cl]为1：2的溶液中平衡Zn（Ⅱ）浓度较大。异极矿在NH3-NH4C1溶液中的溶解动力学过程可用Elovich方程进行描述。在本文研究条件下,异极矿在NH3-NH4Cl溶液中溶解反应的初始活化能为57.64kJ/mol,为表面化学反应过程控制。根据异极矿的溶解特点,推断异极矿的溶解机理为：溶液中的阳离子或氢离子与异极矿发生表面配合反应,使异极矿中的硅酸盐构架在溶液中发生解体,经聚合后吸附在异极矿的某些晶面上,可能阻碍异极矿进一步溶解。3.硅锌矿在纯氨水和纯氯化铵溶液中溶解平衡Zn（Ⅱ）浓度较小,在[NH3]/[NH4Cl]为1：2的溶液中平衡Zn（Ⅱ）浓度较大。相同条件下硅锌矿的溶解平衡Zn（Ⅱ）浓度远远小于异极矿的溶解平衡Zn（Ⅱ）浓度。硅锌矿在NH3-NH4C1溶液中的溶解速度较慢,溶解动力学特征可采用颗粒孔隙型模型描述。在本文研究条件下,硅锌矿在NH3-NH4Cl溶液中溶解的表观活化能为54.47kJ/mol,受孔隙扩散控制,对于总氨的反应级数约为3。4.研究了Zn（Ⅱ）-NH3-H2O、Zn（Ⅱ）-NH3-Cl--H2O、Zn（Ⅱ）-NH3-CO32--H20和Zn（Ⅱ）-NH3-Cl--CO32--H2O体系中不同含锌组元存在形态的变化规律。结果表明,在Zn（Ⅱ）-NH3-Cl--H2O和Zn（Ⅱ）-NH3-Cl--CO32--H2O体系中,酸性区域Zn（Ⅱ）主要以游离Zn2+和锌氯配合物形态存在。中性区域,四个体系中液相Zn（Ⅱ）含量较低,均析出固体沉淀物：Zn（Ⅱ）-NH3-H2O和Zn（Ⅱ）-NH3-CO32--H2O体系分别析出固相Zn（OH）2（s）和水锌矿,液相组元以锌氨配合物形态存在；Zn（Ⅱ）-NH3-Cl--H2O和Zn（Ⅱ）-NH3-Cl--CO32--H2O体系中分别析出固相Zn（NH3）2Cl2（s）、Zn（OH）1.6Cl0.4（s）和Zn（NH3）2Cl2（s）、Zn5（CO3）2（OH）6（s）,液相组元以锌氯配合物、锌氨配合物、Zn（NH3）Cl3-和Zn（NH3）3Cl+形态存在。弱碱性区域,四个体系均以Zn（NH3）42+为主。pH值>10时,液相主要为羟基锌氨配合物。pH>12时,析出固相Zn（OH）2（s）各体系液相组元和析出固相受[NN3]T、[Cl-]T和[CO32-]T的影响：锌氨配合物和羟基锌氨三元配合物优势区域存在的pH范围随总氨浓度增大而增大；Zn（Ⅱ）-NH3-Cl--H2O体系在高总氯浓度条件下产生固相Zn（NH3）2Cl2（s）和Zn（OH）1.6Cl0.4（s），Zn（Ⅱ）-NH3-Cl--CO32--H2O体系在高总氯条件下产生固相Zn（NH3）2Cl2（s）; Zn（Ⅱ）-NH3-CO32--H2O和Zn（Ⅱ）-NH3-Cl--CO32--H2O体系中,[C032-]T对液相含锌组元的分布影响较小,中性区域Zn5（CO3）2（OH）6（s）优势区域存在的pH范围随[CO32-]T增大而扩大。5.结合实验与计算,研究了ZnO在氨水、NH4Cl溶液和NH3-NH4Cl溶液中的溶解平衡。结果表明,ZnO在氨水中的溶解度很小,其溶解性能取决于Zn（OH）2（s）的溶解度；在NH4Cl溶液中析出Zn（NH3）2Cl2（s）和Zn（OH）1.6Cl0.4（s）,在高浓度的NH4Cl溶液中,Zn（Ⅱ）的平衡浓度取决于Zn（NH3）2Cl2（s）的溶解度；ZnO在NH3/NH4Cl为1的溶液中溶解度最大,高NH4Cl浓度区析出固相Zn（NH3）2Cl2（s）,低NH3高NH4Cl浓度区析出固相Zn（OH）1.6Cl0.4（s）,6.研究了水锌矿在氨水、NH4Cl溶液和NH3-NH4Cl溶液中的溶解平衡。水锌矿在氨水中析出Zn（OH）2（s）,溶解后的CO32-对溶液pH起缓冲作用；在NH4Cl溶液中达溶解平衡时Zn（Ⅱ）浓度较小,析出水锌矿或Zn（NH3）2Cl2（s）;在[NH3]/[NH4Cl]为2的溶液中溶解度最大,在低NH4Cl浓度的氨水溶液中析出Zn（OH）2（s）,在高NH4Cl低NH3浓度的溶液中析出Zn（NH3）2Cl2（s）。