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技术资料

氧化锌矿湿法处理法

发布日期:2017-11-10    点击:0    来源:

     

 湿法浸出一般有酸浸出、碱浸出。

(一)酸浸出

直接酸浸湿法冶金处理氧化锌矿,包括处理高硅氧化锌矿,是近几十年来世界上许多国家都在研究的新工艺,研究者试图用直接酸浸湿法冶金工艺获得合格的硫酸锌溶液作为电解锌液生产金属锌,该工艺大都在半工业、工业试验阶段。我国湿法冶炼厂氧化锌的浸出通常采用两段间断浸出,例如株洲冶炼厂采用一段中性浸出和两段酸性浸出处理氧化锌,其流程如图1所示(一次浸出采用中性浸出还是酸性浸出应视原料成分而定)。昆明冶金研究院对此工艺从20世纪70年代末至今进行了多年的试验研究,锌的直接回收率大75%以上。在云南省已建成了几个大小规模不等(200~5000t/a电锌)的湿法冶炼厂。

图1  一段中性浸出和两段酸性浸出工艺流程

谢美求等人设计了低酸浸出、针铁矿除铁并脱硅提锌的新工艺,该流程又酸浸、脱硅除铁、净化、电积等4个主要工序组成,如图2所示。酸浸溶液经脱硅除铁后进行净化,废液返回酸浸使用,全流程溶液构成闭路循环。在脱硅除铁过程中,没有另外使用中和剂。采用本工艺流程,按渣计锌的浸出率为95.56%,锌的冶炼回收率为86.96%;渣量较少,渣率为70.35%,且具有较好的洗涤、澄清、过滤性能;铁、二氧化硅主要集中在酸浸渣,二氧化硅入渣率为95.95%,铁的入渣率为96.91%;酸浸液的脱硅除铁过程中,在生成针铁矿除铁的同时,二氧化硅等杂质也进入了铁渣中,被很好的脱除。脱硅除铁后液含铁37.2mg/L、二氧化硅40 mg/L、0.99 mg/L、0.86 mg/L、0.95 mg/L;流程畅通、稳定,达到了有效回收锌和脱除杂质的目的。

图2  氧化锌矿低酸浸出提锌流程

江容广在酸浸工序中采用了硅阻溶酸浸工艺,在氧化中和除杂工序和结晶脱水工序前增设了除硅工序。使用本发明的方法,可利用含氧化硅为10%~30%的氧化锌矿生产硫酸锌,实现正常生产,产品质量达到国内部标二级或一级标准。本发明利用化工通用设备,投资少,经济效益可观,这对于提高矿石资源的开发利用起到积极有效的作用,并大大降低市场上用硫酸锌制取立德粉及其它锌盐的成本。其工艺流程如图3所示。

图3  硅阻溶酸浸出氧化锌工艺流程

王凤琴用氯化铵溶液浸出氧化锌矿,在搅拌速度为300r/min,矿样平均粒径0.075min,反应温度为90℃,氯化铵浓度5mol/L,反应时间为4h的条件下,锌的浸出率近90%,浸出液中铁浓度仅为0.61mg/L。

酸浸出氧化锌工艺的缺点是工艺技术条件控制要求严格,技术难度大,另外,经济效益受矿石锌品位制约,根据目前的技术水平,国外处理含Zn 25%左右,国内处理含Zn高于30%氧化锌矿石,才有较好的技术经济指标。而且,还存在以下问题:

1、氧化锌矿中都有一定数量的硅,酸浸不易脱硅。

2、浸出液含锌低,浸出中和渣量大,溶液平衡不易控制。

3、硫酸消耗量大,1t锌耗酸1t以上,为硫化锌矿酸耗的5倍以上。

(二)碱浸出

利用锌是既可以溶于酸也可以和碱反应的两性特性,有人提出采用碱法(如氨-碳铵法、氢氧化钠法)浸出氧化锌。

当用“氨-碳铵”法浸出时,其反应方程式为:

ZnO+(NH4)2CO3=Zn(NH32CO3+H2O

ZnSO4+(NH42CO3+4NH3=ZnO(NH42CO3+H2SO4

Cu、Cd、Pb、As也有类似反应。

当用“氢氧化钠”法浸出时,其反应方程式为:

2NaOH+ZnO=Na2ZnO2+H2O

刘三军等人将氢氧化钠和氨-碳铵直接处理云南兰坪氧化锌矿,其浸出条件为:氢氧化钠浓度4 mg/L;浸出温度80℃;液固比S∶L=1∶10;浸出时间2h,氧化锌的浸出率可达92.6%。对于氨-碳铵浸出,浸出条件为:浸出剂浓度5 mg/L;温度25℃;S∶L=1∶15;时间1h,氧化锌的浸出率可达91.3%.

马启坤等人采用碱浸-电积工艺流程处理低品位氧化锌矿石,产出金属锌粉或者水解沉淀产出氧化锌粉,用NaOH随溶液作为浸矿剂,使矿石中的锌以锌酸钠进入溶液,以Na2S的水溶液作为沉淀铅、铜、镉等杂质元素残留在渣中,实现锌与杂质分离,此工艺流程具有作业温度低、能耗低、简化了净液作业、流程缩短的有点,从而能充分有效地利用待开发的锌资源。此法特别适宜于处理含Zn低于20%的低品位氧化锌矿石。

赵由才等人将氧化锌矿粉碎到0.1~1mm,接着用强碱溶液浸取,并在10~100℃,慢速搅拌60~100min后,氧化锌矿中的锌和铅被浸取。过滤,滤渣排放用于制砖或填埋。留下含有锌、铅的滤液。再在滤液中加入铅含量的0.1~5倍(摩尔比)的分离剂,搅拌60~100min,过滤、分离出含铅沉淀后,将剩下的含锌滤液直接进行电解,最后,在阴极上沉积获得纯度为99.95%以上的金属锌,电解结束后溶液返回碱浸取。本发明成本仅为传统工艺的一半以下,而且无环境污染,又能综合利用,具有较大的经济效益和社会效益。这是一种用低品位氧化锌矿作为原料生产高纯度金属锌的工艺。

张安沅采用复分解反应一步法生产碱式碳酸锌工艺,是以低品位氧化锌矿粉制取的低纯度的锌盐母液为原料,在78~85℃温度下,按锌量的2.3~2.8倍重比投入固体碳铵,即可得沉淀物碱式碳酸锌。本工艺生产碱式碳酸锌,质量稳定、产量高、生产速度快、设备简单、成本低,特别适用于乡镇中、小企业生产。

尹国宗从氧化矿中水冶法提取锌、铜、、钴的工艺,用氨水与碳酸氢铵的混合溶液作为提取剂,与矿粉混合后,进行一定时间的充分搅拌,可达到90%以上的提取率,再将金属溶液进行加热分解、过滤、烘干、电解便可得到所提金属,特别是对低品位的氧化锌矿更是适用,其方法简单可靠,使用范围广,造价低,采用本发明金属的提取率可达90%。