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技術資料

氧化鋅礦濕法處理法

發布日期:2017-11-10    點擊:0    來源:

     

 濕法浸出一般有酸浸出、堿浸出。

(一)酸浸出

直接酸浸濕法冶金處理氧化鋅礦,包括處理高硅氧化鋅礦,是近幾十年來世界上許多國家都在研究的新工藝,研究者試圖用直接酸浸濕法冶金工藝獲得合格的硫酸鋅溶液作為電解鋅液生產金屬鋅,該工藝大都在半工業、工業試驗階段。我國濕法冶煉廠氧化鋅的浸出通常采用兩段間斷浸出,例如株洲冶煉廠采用一段中性浸出和兩段酸性浸出處理氧化鋅,其流程如圖1所示(一次浸出采用中性浸出還是酸性浸出應視原料成分而定)。昆明冶金研究院對此工藝從20世紀70年代末至今進行了多年的試驗研究,鋅的直接回收率大75%以上。在云南省已建成了幾個大小規模不等(200~5000t/a電鋅)的濕法冶煉廠。

圖1  一段中性浸出和兩段酸性浸出工藝流程

謝美求等人設計了低酸浸出、針鐵礦除鐵并脫硅提鋅的新工藝,該流程又酸浸、脫硅除鐵、凈化、電積等4個主要工序組成,如圖2所示。酸浸溶液經脫硅除鐵后進行凈化,廢液返回酸浸使用,全流程溶液構成閉路循環。在脫硅除鐵過程中,沒有另外使用中和劑。采用本工藝流程,按渣計鋅的浸出率為95.56%,鋅的冶煉回收率為86.96%;渣量較少,渣率為70.35%,且具有較好的洗滌、澄清、過濾性能;鐵、二氧化硅主要集中在酸浸渣,二氧化硅入渣率為95.95%,鐵的入渣率為96.91%;酸浸液的脫硅除鐵過程中,在生成針鐵礦除鐵的同時,二氧化硅等雜質也進入了鐵渣中,被很好的脫除。脫硅除鐵后液含鐵37.2mg/L、二氧化硅40 mg/L、0.99 mg/L、0.86 mg/L、0.95 mg/L;流程暢通、穩定,達到了有效回收鋅和脫除雜質的目的。

圖2  氧化鋅礦低酸浸出提鋅流程

江容廣在酸浸工序中采用了硅阻溶酸浸工藝,在氧化中和除雜工序和結晶脫水工序前增設了除硅工序。使用本發明的方法,可利用含氧化硅為10%~30%的氧化鋅礦生產硫酸鋅,實現正常生產,產品質量達到國內部標二級或一級標準。本發明利用化工通用設備,投資少,經濟效益可觀,這對于提高礦石資源的開發利用起到積極有效的作用,并大大降低市場上用硫酸鋅制取立德粉及其它鋅鹽的成本。其工藝流程如圖3所示。

圖3  硅阻溶酸浸出氧化鋅工藝流程

王鳳琴用氯化銨溶液浸出氧化鋅礦,在攪拌速度為300r/min,礦樣平均粒徑0.075min,反應溫度為90℃,氯化銨濃度5mol/L,反應時間為4h的條件下,鋅的浸出率近90%,浸出液中鐵濃度僅為0.61mg/L。

酸浸出氧化鋅工藝的缺點是工藝技術條件控制要求嚴格,技術難度大,另外,經濟效益受礦石鋅品位制約,根據目前的技術水平,國外處理含Zn 25%左右,國內處理含Zn高于30%氧化鋅礦石,才有較好的技術經濟指標。而且,還存在以下問題:

1、氧化鋅礦中都有一定數量的硅,酸浸不易脫硅。

2、浸出液含鋅低,浸出中和渣量大,溶液平衡不易控制。

3、硫酸消耗量大,1t鋅耗酸1t以上,為硫化鋅礦酸耗的5倍以上。

(二)堿浸出

利用鋅是既可以溶于酸也可以和堿反應的兩性特性,有人提出采用堿法(如氨-碳銨法、氫氧化鈉法)浸出氧化鋅。

當用“氨-碳銨”法浸出時,其反應方程式為:

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

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

Cu、Cd、Pb、As也有類似反應。

當用“氫氧化鈉”法浸出時,其反應方程式為:

2NaOH+ZnO=Na2ZnO2+H2O

劉三軍等人將氫氧化鈉和氨-碳銨直接處理云南蘭坪氧化鋅礦,其浸出條件為:氫氧化鈉濃度4 mg/L;浸出溫度80℃;液固比S∶L=1∶10;浸出時間2h,氧化鋅的浸出率可達92.6%。對于氨-碳銨浸出,浸出條件為:浸出劑濃度5 mg/L;溫度25℃;S∶L=1∶15;時間1h,氧化鋅的浸出率可達91.3%.

馬啟坤等人采用堿浸-電積工藝流程處理低品位氧化鋅礦石,產出金屬鋅粉或者水解沉淀產出氧化鋅粉,用NaOH隨溶液作為浸礦劑,使礦石中的鋅以鋅酸鈉進入溶液,以Na2S的水溶液作為沉淀鉛、銅、鎘等雜質元素殘留在渣中,實現鋅與雜質分離,此工藝流程具有作業溫度低、能耗低、簡化了凈液作業、流程縮短的有點,從而能充分有效地利用待開發的鋅資源。此法特別適宜于處理含Zn低于20%的低品位氧化鋅礦石。

趙由才等人將氧化鋅礦粉碎到0.1~1mm,接著用強堿溶液浸取,并在10~100℃,慢速攪拌60~100min后,氧化鋅礦中的鋅和鉛被浸取。過濾,濾渣排放用于制磚或填埋。留下含有鋅、鉛的濾液。再在濾液中加入鉛含量的0.1~5倍(摩爾比)的分離劑,攪拌60~100min,過濾、分離出含鉛沉淀后,將剩下的含鋅濾液直接進行電解,最后,在陰極上沉積獲得純度為99.95%以上的金屬鋅,電解結束后溶液返回堿浸取。本發明成本僅為傳統工藝的一半以下,而且無環境污染,又能綜合利用,具有較大的經濟效益和社會效益。這是一種用低品位氧化鋅礦作為原料生產高純度金屬鋅的工藝。

張安沅采用復分解反應一步法生產堿式碳酸鋅工藝,是以低品位氧化鋅礦粉制取的低純度的鋅鹽母液為原料,在78~85℃溫度下,按鋅量的2.3~2.8倍重比投入固體碳銨,即可得沉淀物堿式碳酸鋅。本工藝生產堿式碳酸鋅,質量穩定、產量高、生產速度快、設備簡單、成本低,特別適用于鄉鎮中、小企業生產。

尹國宗從氧化礦中水冶法提取鋅、銅、、鈷的工藝,用氨水與碳酸氫銨的混合溶液作為提取劑,與礦粉混合后,進行一定時間的充分攪拌,可達到90%以上的提取率,再將金屬溶液進行加熱分解、過濾、烘干、電解便可得到所提金屬,特別是對低品位的氧化鋅礦更是適用,其方法簡單可靠,使用范圍廣,造價低,采用本發明金屬的提取率可達90%。

  


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