氧化锌矿浸出工艺概述

氧化锌矿浸出工艺概述由F轼化锌矿是自然界风化的产物，矿物在开采和破碎过程中板曷*倔化七所以通常情况下适舟是十分困难的口近些年益用直接函浸的葬法冶金工艺地理氧化择矿是址界上许多国家都在研究的新工艺.该工艺技术条件要求严格，技术难度大.依据U前的技术水平，国外fth理含铮大于25%的氧化锌矿石I国内处理含锌大于3嶙的机化锌矿石，才有好的技术经济指标n叱时于机化矿的酸浸配法成金，要求原料锌品位高，而旦甄化锌旷石中含钙、镁氧化物及璜酸饮都是耗酸物质，如果能够采用选矿方法有效地弄掉其申的大部分钙、镁碳酸盐，降低硅含址，提高锌品位，物大大提高氧化锌矿生产的踪合姓疥效益.(I)直接酸性浸出评君研究工作者小姬都进行了酸直接慢出氧化捽矿的研究.蓝用越等I珀采用废电解液浸出氧化锌谷，由于矿石中的畦大量溶出.生成胶态硅，影响旷浆的固液分离，同时其它杂眉如铢’钙，镁~铝等的非选择性浸出也加大了净化滞度*石粒度为自然粒度，堆密度13g/cm\矿堆层厚约Im,浸出剂为60叽的硫酸溶液，以间歇喷淋法对矿堆进行喷淋，啖淋强度lO-12V(m2-h),温度2Q32P.间歇式喷淋时空汽进入矿堆中，其中的氧会氧化溶液中的,等，降低这些杂质的浸出率，从而降低堆浸液的处理残用.堆高Im时，溶液渗透完全大约需8h.为使空气能够进入益个矿堆，将矿堆闲置8h,即喷淋时每天闲置1/3时间.堆浸溶液通过高位槽流至输液总管并在此分配至干管和喷淋头。喷洒尽量均匀，溶液成细小雨滴而不雾化•经过3个多月的浸出后，浸出率已达到93.25%,溶液中含ZnlA20g/L,Fe0.5〜5叽・堆浸渣石灰乳处理以消除可能的环境污染，所以低品位氧化锌矿堆浸浸出工艺在技术上是可行的»在低品位氧化锌矿堆浸过程中，矿石易泥化，泥化的细颗粒矿物受溶液和矿石压力的作用使矿石颗粒间的空隙和矿石内孔道阻塞，堆浸溶液不能顺利通过矿瓦从而延恢低品位氧化锌矿的浸出过程：在筑堆时进行矿石预处理，采用浓酸熟化处理，形成少髭的熟化板结块作为矿堆的支挨骨架，降低矿堆自然压力对矿石的挤压作用，从而减少堆浸过程的泥化，提高溶液的渗透速度和堆浸速度。总之.酸性浸出氧化锌工艺的缺点是工艺技术条件控制要求产格，技术难度大'另外,经济效益受矿石锌品位制约。而且，还存在以下问魏1州；氧化锌矿中都有一定数量的硅，酸浸不耕脱硅.浸出液含锌低，浸出中矿渣最大，溶液平衡不易控制。碗酸消耗最大，生产I吨锌耗酸I吨以上，为硫化锌矿酸耗的5倍以上.1.3.2氧化捽矿瑕法浸出由于国内的氧化铅锌矿泥化现象严重、碱性脉石含量较高(CaO、MgO)＞有价金属与多种杂质金属元素共存、硅脉石(SiOz)含量较大.所以用硫酸浸出氧化锌矿耗酸僦大、固液分离难、浸出液中杂质较多、净化程序复杂，况且酸性体系对设备的腐蚀较为严重。而做法浸出氧化锌不易腐蚀设备，固液分离容易，浸出液易净化.是目前研究较多,也是最有前途的处理氧化锌矿的方法。碱法浸出包括苛性钠浸出和氨法浸出.1321苛性钠浸出由于匏化锌R有两性，既可以溶于酸也可以落于碱，所以就有人提出采用氢氧化钠等强威浸出氧化锌矿,当用强碱级氧化钠浸出氧化锌时，其反应方程式为;2N&0H+ZtiO-*NaiZnO24H2O刘三军等人㈣用较氧化钠溶液直接处理云南兰坪氧化锌矿，当氢氧化钠浓度4mol/L,浸出温度8CTC,液固比10,浸出时间2h时,锌的浸出率可高达92.6%.马启坤等人I州采用碱浸-电积工艺流程处理低品位氧化锌矿石，用NaOH水溶液作为浸矿剂，使矿石中的锌以锌酸钠进入溶液，以N&S的水溶液作为沉淀铅、铜、镉等杂质的沉淀剂，使铅、铜、偏.楂、铁、钙及大部分硅等杂质元素殁留在渣中，实现锌与杂质分离，此工艺流程具有作业温度低、能耗低、净液作业被简化、流程缩短的优点，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•赵由才等人叫得氧化锌矿粉碎到0.1-1mm,用强碰溶液浸出，并在KM00,C,慢速搅拌阳100min后，氧化锌矿中的铮和铅被浸出，在含有锌、铅的滤液中加入钳含量的0.1・5倍停尔比）的分离剂，搅捧60・100min,过滤分离出含钳沉淀后，将剩下的含锌滤液直接进行电解，最后在阴极上沉枳获得纯度为99.95%以上的金届锌，龟解结束后溶液返回碱浸出。该发明工艺简单易控制*原料来源广泛、能耗低、生产成本仅为传统工艺的一半以下，而且无环境污染，综合利用率高，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。NagibS.等物研究了强碱苛性钠处理含40.1&%Zn,10.7%Pb和2.12%Fe的煤烟灰，用深度为3mol/L苛性钠浸出时锌的浸出率较低,为了提高锌的浸出率,采用2%或S%HCL（质量百分比）洗漾浸出渣，结果表明，铅基本上全部浸出佥98%〉，锌的浸出率68%,而Fe和Ca的不溶解。该研究表明碱法提炼煤烟灰中的有价金属是可行的.CHENAiliatig倒等将异极矿粉碎到65.76岬，液固比10,于85P下用5moUL苛性钠溶液浸出2h,Zn、Al、Pb、Cd浸出率分别为73%、45%、11%和5%,而Fe的浸出率低于动力学研究得到其表观活化能是45.7kJ/moL说明整个浸出过程是由化学反应控制的，故苛性钠溶液浸出异极矿是可行的.ZHAOYoucajW和FENGLinyong"等研究了强碱从菱锌矿中提取生产锌粉，于95也用SmoVLNaOH溶液为浸出剂，Zn和Pb的浸出率大于85%,而A1的浸出率小于10%.总之,用强破苛性钠溶液浸出氧化锌矿或烟灰是可行的,其工艺简单易操作、原料来源广泛、能耗低、生产成本较低，而且无环境污染，综合利用率高，具有较大的经济效益和社会效益.但苛性钠溶液浸出氧化铅锌矿时，锌钳一起溶解到溶液中，需要用沉铅剂沉淀铅，铅锌的浸出率没有酸浸时高，且强碱苛性钠对设备有一定的腐蚀性.1.3.2.2氨法浸出氨法浸出是指用威或氨与钗盐做浸出剂没出矿物的过程。矿物中有价元素的浸出行为在很大程度上取决于浸出试剂中的离子或分子与矿物中的金属阳离子

生成配合物的稳定程度，配合物稽定性越高，浸出速度越快.锌在氨溶液中形成稳定的可溶性锌氨配离子，氨的配位数越大，锌氨配离子越稳定，还原电位越低,锌溶解进入溶液就越容易。常见的锌氨配离子的配位数为4,锌氮配高子在溶液中基稳定的。在家浸溶液中，二价铁氨配离于容易被空气氧化解离成至氧化铁转入渣中，因此氨浸法对锌的选择性较高，可得到杂质较少的浸出液。或法浸出氧化锌矿的过程是由含锌矿物与溶液所组成的多相反应•本研究体系中，浸出过程机理和步舞可以分解为以下3个步骤您图1.2)：(a)NH3由本体向反应面扩散；<b)在二者接触的表面上，NHj与固体进行化学反应，生成Zn(NIh)A并在固体表面形成一层扩散层；阁1-1浸出过担机建示意图FigJ阁1-1浸出过担机建示意图FigJ・lMechanismschemalicdiagramofleachingprocess(c)生成的Zn(NH3)严向溶液中扩散. (n=M3,4>就法浸锌最早是EngitecImpinatiS.P.A(意大利)发明的EZINXE工艺，用来姓理电弧炉烟灰"处I。氨法处理氧化锌矿物的工艺流程如下图1.2所示。该工艺锌、铁分离好，锌的选择性窿，有色金属可综合回收，流程闭路循•环，是先进的清沽炼锌工艺.氮法炼锌包括氨-碳钱法、氨-硫酸钱法及氢-筑化铉法.(1)gQ法刘三军㈣用氮-碳铉水溶液对云南兰坪氧化锌矿进行碱法浸出，实验表明最隹的浸出条件为：浸出剂浓mSrnoVL；温度25X?；液固比15；时间1h,此时较化锌的浸出率可达91.3虬.彭清静改)等人用家•碳铉为浸出剂浸出菱铮矿，在没出液中用磕化碱为除杂剂，二钗化碳为沉锌剂制备制取活性氧化锌•该方法具有工艺简单，净化负荷小.质量好，成本低的优点。张荣良以】用氮与碳按从锌焙砂中制取活性氧化锌，通过对氛与碳铉的比例,浸出时间、浸出温度三因素做正交实验，得出最优浸出条件为：浸出温度为常温,浸出时问3h,液固比3,NHyH2O用量60mLr(N^COj用量50g.在此条件下可溶性禹浸出率可达91.18%.碳铉法只适于提取锌化合物，不适用制取高纯捽.比如氧化锌，产品质量不易提蔼图12象法处理取化停写的沆程图Fi&l・2Fk>wdiagramofamnwnUlechingofzinciromoxidesineore(2)氮.硫酸铉法刘继军【皿利用禽法处理杂质成分复杂的某大型冶炼厂炼钳系统烟化炉氧化锌烟灰制备高等级氧化锌的工艺。该工艺采用氨-硫酸钱'混合浸出体系，浸出液经过净化后利用藉氨及复盐沉淀的方法沉锌，得到的氢氧化锌经尴烧制得高级氧化锌.采用该工艺产出的高等级氧化锌的氧化锌含量达到99.7%，并且整个工艺过程简单.唐谟堂1倾阳-*等用氨-硫酸铉浸出体系，从成分复杂且杂质含量较高烟化炉烟灰、租氧化锌中浸出锌来制备等级氧化锌或电锌.该工艺采用氨=硫履铉混合浸出体系，浸出液经净化后利用蒸氨及复盐沉淀的方法沉锌及回收浸剂，得到的减式碳酸锌经锻烧制得等级氧化锌,该法境料来源广，能处理多种锌矿、锌坷尘及锌焙砂，像成分复杂，品位较低的源料也能制得等级氧化锌<•硫酸铉法的回收率主要取决于锌的浸出率，从浸出液到茕化锌产品，捽回收率达98,93%,硫酸镂法特别适合矿山就地处理废弃的低品味氧化锌矿.硫酸蚀法可以制备氧化锌和锌粉，但制取锌片困难.〈3）氨-凯化铉法张保平|5习等人介绍了用氮-氯化较溶液直接从氧化锌矿提取锌的新工艺，该工艺采用氮-氧化镂水溶液作浸出剂，使之与氧化锌矿反应街锌耍配离子，然后采用胶体吸附方法除机铺，氯化钙、氧化锲除碳核根和硫酸根。用此法溶解矿物中的锌，锌的浸出率大于93.88%.张元福㈣等人报道了用敏•氯化饺水溶液处理高硅、高铁的轼化锌矿制取电解锌的工艺，该工艺对含锌大于20%的氧化锌矿石，锌的浸出率可大于95%,锌电料时直流电能耗为23S0-2“0kwh/j中南大学的杨声海15"句等人也研究了以氨一氯化饺水溶液为浸出剂从次氧化锌焙砂中浸出锌，氛浸液经净化后，以镀钉钦极为阳极、铝板为阴极，在一定条件下电积锌液制取高纯锌。在浸出过程中Zit的浸出率>96%,浸出液中加净化除Sb和As,并采用加锌粉两段逆流除CirCd、Pb,然后电积得到的电锌含Zn>99.999%.电解液经补氮后浸出剂循环使用.无污染。氯化铉法可制取高纯锌片,并己完成lOOt/a的半工业实弗。氨浸法在处理锌物料中具有以下优点： .<1）原料广氮浸法除了能处理高硅、高碳酸盐氧化锌矿外，还适宜处理含轶、氟、氛、神、瓠钙、镁等杂质含鼠高的锌烟灰、锌焙砂、铸锌渣灰和各种含锌冶炼废渣的含锌物料。<2）浸出液易净化采用氮浸法处理氧化锌矿，矿物中的许多有害杂质元素不与氛配合而留在矿渣中，同时该浸出体系为弱碱体系，许多有害杂质在此条件下发生水解而留在渣中，而其他可与氯配合的杂质Cu,Ni、C。等进入溶液后，一次加入适量锌粉除杂均可达电积要求。因此采用氮浸法所得浸出波杂质种类少、含最低、净化除杂容易、过程简单.有价金属回收率高•（3）工艺流程短采用家浸法处理各种含锌物料，选择性高，浸出液中杂质种类少、含量低，从而决定了该工艺省去了许多除杂工序，形成较短工艺流程，只需浸出、净化'电租3个基本工序，还可实行封闭循环操作，减少对环境的污染。（4）产品品种多采用氨浸法处理各种含锌物料可以制取敏化锌、磷酸锌、阴极锌和锌粉。在制取氧化锌方面，已有许多专利1赛七目前已成功地开发氨法制取氧化锌，该工艺以含觐化锌物料为原料+经散水或氨•铉盐水溶液浸:出，浸出液经净化除杂后蒸氨，所得碱式碳酸锌沉淀经烘干、帽烧后制得氧化锌产品.在制取磷酸锌方面，中南大学的唐谟堂教授已优化出氨•硫铉法制取磷酸锌工艺条件，该工艺以氧化锌矿为原料，用氨-硫铉溶液浸出，浸出液经净化后用加入磷酸得到磷酸锌沉淀（NHNnPOQ,沉淀经磷酸溶解后煮沸制得符合深料要求的磷酸锌产品。在制取阴极锌方面，目谪中南大学冶金科学与工程系杨声海【外间己成功开发出氮-氯化我处理氧化锌矿制取高纯阴极锌新工艺，该工艺以籁化锌矿为原料.以氨-氯化铉溶液为浸出剂，浸出液姓净化后电积制得含FeV.OXlO"4%、Zn>99.995%的高纯锌。在制取锌粉方面，北京矿冶研究总院已开发出用氨水浸出制取锌粉的工艺，该工艺以氢⑥化锌为原料，经察水浸出后净化，净化液经电解制得松装峦度0.45gfcm\比表面积为2.37Mg的锌粉。随着人们对氨浸法的不断认识的重视，将会出现更多、更有价值的各种含锌产品.采用氨浸法姓理氧化锌矿所用的浸出剂浓度较高，铉盐易析出结疤，同时氨水浓度较大，挥发损失造成环境污染，所以目前还是停留在实验室研究阶段SI.但通过改进浸出工艺，氨浸注有望成为最有竞争力的锌湿法冶金的方法，具有较大的经济和社会效益.据以上分析，氨浸法在湿法炼铮中