一種低品位氧化鋅礦的濕法冶金工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低品位氧化鋅礦的濕法冶金工藝。所述工藝采用兩段浸出,Zn的浸出率可以達(dá)到92%～95%,雜質(zhì)Cu、Fe、Si、Al的浸出有效地被抑制,浸出液用P204萃取鋅、鋅反萃液電積的工藝可以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)電鋅。工藝酸耗低、雜質(zhì)少、鋅濃度高、浸出液易于處理，收益高。工藝酸耗低、雜質(zhì)少、鋅濃度高、浸出液易于處理，收益高。
【專利說明】一種低品位氧化鋅礦的濕法冶金工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域，具體涉及一種低品位氧化鋅礦的濕法冶金工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車業(yè)、建筑業(yè)、航空業(yè)、計算機(jī)業(yè)、通訊業(yè)、醫(yī)藥業(yè)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為鋅的用途開辟了更加廣闊的前景。據(jù)預(yù)測，今后鋅的世界消費(fèi)年增長率可以保持在4%左右，對于中國而言，許多工業(yè)部門鋅的應(yīng)用還剛剛起步。人耗鋅水平比世界平均水平還相差很遠(yuǎn)，還有更加廣闊的鋅市場有待開發(fā)。今后鍍鋅和壓鑄件方面鋅的消費(fèi)增長將加快。因此，要大力推進(jìn)企業(yè)的科技進(jìn)步，進(jìn)一步發(fā)展生產(chǎn)，積極采用新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，以加快我國鋅工業(yè)的發(fā)展。
[0003]我國在氧化鋅礦的處理方法上取得了一些成績，特別是對于低品位氧化鋅礦來說，已有不少研究。
[0004]CN102703694A公開了一種高鐵、泥化程度大的低品位氧化鋅礦濕法處理的方法，其步驟是:1、直接浸出:氧化鋅礦經(jīng)破碎、球磨后與鋅電解廢液一同投入反應(yīng)槽內(nèi)反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后的浸出液作聯(lián)合浸出用，浸出渣送下一步洗渣處理；2、聯(lián)合浸出:將高品位氧化鋅礦與直接浸出后溶液進(jìn)行浸出反應(yīng)，中性溶液供凈化用，浸出渣送回轉(zhuǎn)窯處理；3、洗渣:將直接浸出的渣與弱酸溶液放入反應(yīng)槽并攪拌，反應(yīng)后溶液返回直接浸出，洗后的浸出渣送選礦廠分離回收鉛、銀等有價金屬；4、回轉(zhuǎn)窯還原揮發(fā):將浸出渣與煤混合均勻后投入窯內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，得到氧化鋅煙塵回收銦鍺，窯渣回收鐵、余煤。
[0005]CN102730748A公開了一種利用中低品位氧化鋅礦和氧化鋅、氧化鉛共生礦制備氯化鉛和硫酸鋅的方法，該方法包括以下步驟:(1)將鋅礦破碎，磨細(xì)后與硫酸銨混合焙燒；
(2)焙燒熟料溶出，所得濾液進(jìn)行沉鐵、鋁，提鋅渣進(jìn)一步分離鉛；(3)沉鐵、鋁后所得的硫酸鋅溶液蒸濃后用于電解；(4)提鋅渣用N a C I溶液浸出，浸出后所得濾液濃縮，冷卻結(jié)晶析出P b C I 2晶體，NaCl溶液返回浸出工序，實現(xiàn)循環(huán)利用。
[0006]CN102433569A公開了一種針對氨浸法處理高堿性脈石型低品位氧化鋅礦浸出液進(jìn)行電解的方法。該方法的特點(diǎn)是，用離子膜將高堿性脈石氧化鋅礦氨浸經(jīng)除雜凈化后的鋅氨配合物溶液與陽極溶液分隔開；鋅離子在陰極上還原，從而得到純度高的金屬鋅；陽極只析出O 2而不發(fā)生N H 3分解，電解后陰極液可返回用于浸出。
[0007]CN102242262A公開了一種弱堿性氨基酸鹽體系處理低品位氧化鋅礦的方法，將復(fù)雜低品位氧化鋅礦磨細(xì)后，在一定條件下的弱堿性氨基酸鹽體系中配合浸出，鋅、鉛、鎘、銅和鎳等溶解進(jìn)入浸出液，鈣、鎂、鐵和硅等不溶解而留于浸出渣中；浸出液中加C a O或Ca (O H) 2使鋅以氧化鋅形式沉淀加以回收，鉛、鎘、銅和鎳等有價金屬與鋅共沉淀富集于粗氧化鋅中；沉淀鋅后的溶液用C O 2調(diào)節(jié)溶液P H至一定值使浸出劑再生，再生后的浸出劑返回循環(huán)利用，浸出劑再生過程產(chǎn)出的C a C O 3經(jīng)過煅燒后返回利用。
[0008]CN101734686A公開了一種高附加值綠色化綜合利用中低品位氧化鋅礦(主要為硅鋅礦、異極礦、菱鋅礦)的方法，該方法包括以下步驟:(I)將氧化鋅礦破碎，磨細(xì)后與硫酸銨溶液混合配料，經(jīng)過干燥脫水后焙燒(菱鋅礦需在混料前煅燒)；(2)焙燒產(chǎn)物水溶，過濾后用黃銨鐵礬法除雜，得到硫酸鋅精制液；(3)硫酸鋅精制液電積制鋅，電積廢液通氨制成硫酸銨回收；(4)濾渣(主要含硅、鐵的氧化物)用堿處理制備二氧化硅產(chǎn)品，剩余殘渣用作煉鐵原料或深加工成高附加值產(chǎn)品。
[0009]CN1632141A公開了一種高硅高鐵低品位氧化鋅礦鋅的酸氨浸出法，其特征在于該法是:(I)磨礦，得礦粉一(2)礦粉常溫加酸轉(zhuǎn)化一(3)加堿或石灰中和一(4)加氨浸提一
(5)液固分離一(6)經(jīng)多段浸提得含Z η 100 - 150 g / I操作液一(7)經(jīng)常規(guī)凈化后送電解成鋅錠或制取氧化鋅產(chǎn)品。
[0010]CN1414121A公開了一種處理低品位氧化鋅礦石的方法，米用堿浸一電積工藝流程產(chǎn)出金屬鋅粉或者水解沉淀產(chǎn)出氧化鋅粉，特別適宜于處理含Z η < 20%的低品位氧化鋅礦石，用N a O H水溶液作為浸礦劑，使礦石中的鋅以鋅酸鈉進(jìn)入溶液，以N a 2 S的水溶液作為沉淀鉛、銅、鎘等雜質(zhì)的沉淀劑，使鉛、銅、鎘、錳、鐵、鈣及大部分硅等雜質(zhì)元素殘留在渣中，實現(xiàn)鋅與雜質(zhì)分離，此工藝流程具有作業(yè)溫度低、能耗低、簡化了凈液作業(yè)、流程縮短的優(yōu)點(diǎn)，從而能充分有效地利用待開發(fā)的鋅資源。
[0011]但是對于低品位氧化鋅礦來說，上述處理方法的效果并不理想，主要是因為酸耗大、雜質(zhì)多、鋅濃度低、浸出液難以處理，因此低品位氧化鋅礦一直沒有得到很好的利用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種低品位氧化鋅礦的濕法冶金工藝。所述工藝采用兩段浸出，Zn的浸出率可以達(dá)到92%?95%，雜質(zhì)Cu、Fe、S1、Al的浸出有效地被抑制，浸出液用P204萃取鋅、鋅反萃液電積的工藝可以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)電鋅。工藝酸耗低、雜質(zhì)少、鋅濃度高、浸出液易于處理，收益高。工藝酸耗低、雜質(zhì)少、鋅濃度高、浸出液易于處理，收益高。
[0013]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0014]一種低品位氧化鋅礦的濕法冶金工藝，所述氧化鋅礦的含鋅品位5-20%為，包括以下步驟:
[0015]氧化鋅礦先經(jīng)過破碎和磨礦；
[0016]礦漿送到中性浸出；
[0017]浸出后的礦漿濃密過濾之后，浸出渣進(jìn)行第二段浸出，即酸性浸出；浸出結(jié)束后可加一些石灰石粉將PH值調(diào)整到2再過濾；礦漿過濾后酸性浸出液返到中性浸出，浸出渣洗滌之后可以排放；
[0018]中性浸出液送入萃取工序；萃余液部分返到浸出，部分作為浸出渣洗水，洗水可返到浸出；
[0019]鋅反萃液中含Zn可以達(dá)到90g/L以上，在送電積之前先要進(jìn)行油水分離回收溶液中夾帶的有機(jī)物，然后用活性炭粉吸附除去溶液中剩余的微量有機(jī)物以消除有機(jī)物對鋅電積的影響；電積廢液返到反萃取段，部分送到浸出工序；
[0020]其主要技術(shù)條件如下:
[0021](I)破碎、磨礦
[0022]破碎方式:二段開路；破碎粒度:〈20mm ;磨礦粒度:-0.074mm占40_50% ;送到浸出槽的礦漿濃度:50-60%
[0023](2)中性浸出
[0024]浸出溫度:30-40 °C ;浸出時間:1小時；液/固比:3-4/1 ;浸出終點(diǎn)pH值:
5.2-5.4 ；
[0025](3)酸性浸出
[0026]浸出溫度:80-85 0C ;浸出時間:1小時；液/固比:2-3/1 ;終點(diǎn)pH值:1-1.5 ；
[0027](4)萃取
[0028]料液成分:Zn25-30g/L，ρΗ5.2-5.5 ;有機(jī)相濃度:30-50% (v/v) P204+260# 煤油；
[0029]級數(shù):1級；其中，萃取段3級，洗滌段3級，反萃段2級，洗Fe段I級，洗Cl—段I級；
[0030]相比(0/A):萃取段2-3/1，洗滌段8-10/1，反萃段2-4/1，洗Fe段內(nèi)循環(huán)，洗Cl—段內(nèi)循環(huán)；
[0031 ]洗滌液:10-20g/L 硫酸；
[0032]反萃液:廢電解液含Zn30_50g/L，含硫酸130_140g/L ；
[0033](5)鋅電積
[0034]電流密度:300-500A/m2;同極距:80_ ;槽電壓:3.3V 左右；陽極:Pb-Ag-Ca_Sr ；陰極Al板；電解液溫度:35-40°C ；電解新液:Zn>90g/L ；電解廢液含Zn30_50g/L，含硫酸130-140g/L。
[0035]以下對本發(fā)明進(jìn)行下詳細(xì)說明:
[0036]氧化鋅礦先經(jīng)過破碎和磨礦，這種礦屬易磨礦，磨礦粒度達(dá)到0.074mm占40_50%即可。礦漿送到中性浸出，這種礦石很容易浸出，但提高浸出溫度對抑制Si02的浸出是有利的，浸出時間為I小時，終點(diǎn)PH值控制在5.2-5.4，在這種條件下浸出液中的Fe和Si02都可以保持在較低的濃度，這對于萃取工序的操作是有利的。浸出后的礦漿濃密過濾之后，浸出渣進(jìn)行第二段浸出，即酸性浸出，浸出溫度80-85°C，時間I小時，終點(diǎn)pH值控制在1-1.5。浸出結(jié)束后可加一些石灰石粉將pH值調(diào)整到2再過濾，這樣一方面可以減少酸性浸出液中Fe的含量，另一方面也可以提高過濾速度。礦漿過濾后酸性浸出液返到中性浸出，浸出渣洗滌之后可以排放。
[0037]中性浸出液送入萃取工序，萃取劑為一定濃度的P204，稀釋劑為260#煤油。萃取工序采用3級萃取、3級洗滌、2級反萃、I級洗Fe，I級洗Cl_，共10級。萃取劑可不預(yù)先皂化，這樣可以省去皂化用堿，大大降低生產(chǎn)成本。萃余液部分返到浸出，部分作為浸出渣洗水，洗水可返到浸出，也可采用中和法回收。
[0038]鋅反萃液中含Zn可以達(dá)到90g/L以上，在送電積之前先要進(jìn)行油水分離回收溶液中夾帶的有機(jī)物，然后用活性炭粉吸附除去溶液中剩余的微量有機(jī)物以消除有機(jī)物對鋅電積的影響。鋅電積陽極采用Pb-Ag-Ca-Sr四元合金，陰極為Al板，電流密度控制在300-500A/m2，電積廢液返到反萃取段，部分送到浸出工序以使電解液中的雜質(zhì)開路。
[0039]其主要技術(shù)條件如下:
[0040](I)破碎、磨礦
[0041]破碎方式:二段開路；破碎粒度:〈20mm ;磨礦粒度:-0.074mm占40-50% ;送到浸出槽的礦漿濃度:50-60%
[0042](2)中性浸出
[0043]浸出溫度:30-40 °C ;浸出時間:1小時；液/固比:3-4/1 ;浸出終點(diǎn)pH值:
5.2-5.4 ；
[0044](3)酸性浸出
[0045]浸出溫度:80-85 0C ;浸出時間:1小時；液/固比:2-3/1 ;終點(diǎn)pH值:1-1.5 ；
[0046](4)萃取
[0047]料液成分:Zn25-30g/L，ρΗ5.2-5.5 ;有機(jī)相濃度:30-50% (v/v) P204+260# 煤油；
[0048]級數(shù):1級；其中，萃取段3級，洗滌段3級，反萃段2級，洗Fe段I級，洗Cl—段I級；
[0049]相比(0/A):萃取段2-3/1，洗滌段8-10/1，反萃段2-4/1，洗Fe段內(nèi)循環(huán)，洗Cl—段內(nèi)循環(huán)；
[0050]洗滌液:10-20g/L硫酸；
[0051]反萃液:廢電解液含Zn30-50g/L，含硫酸130_140g/L ；
[0052](5)鋅電積
[0053]電流密度:300-500A/m2;同極距:80_ ;槽電壓:3.3V 左右；陽極:Pb-Ag-Ca_Sr ；陰極Al板；電解液溫度:35-40°C ；電解新液:Zn>90g/L ；電解廢液含Zn30_50g/L，含硫酸130-140g/L。
[0054]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):所述工藝采用兩段浸出，Zn的浸出率可以達(dá)到92%?95%，雜質(zhì)Cu、Fe、S1、Al的浸出有效地被抑制，浸出液用P204萃取鋅、鋅反萃液電積的工藝可以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)電鋅。工藝酸耗低、雜質(zhì)少、鋅濃度高、浸出液易于處理，收益高。
【具體實施方式】
[0055]為便于理解本發(fā)明，本發(fā)明列舉實施例如下。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實施例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對本發(fā)明的具體限制。
[0056]實施例一
[0057]一種低品位氧化鋅礦的濕法冶金工藝，所述氧化鋅礦的含鋅品位5-20%為，包括以下步驟:
[0058]氧化鋅礦先經(jīng)過破碎和磨礦；
[0059]礦漿送到中性浸出；
[0060]浸出后的礦漿濃密過濾之后，浸出渣進(jìn)行第二段浸出，即酸性浸出；浸出結(jié)束后可加一些石灰石粉將PH值調(diào)整到2再過濾；礦漿過濾后酸性浸出液返到中性浸出，浸出渣洗滌之后可以排放；
[0061]中性浸出液送入萃取工序；萃余液部分返到浸出，部分作為浸出渣洗水，洗水可返到浸出；
[0062]鋅反萃液中含Zn可以達(dá)到90g/L以上，在送電積之前先要進(jìn)行油水分離回收溶液中夾帶的有機(jī)物，然后用活性炭粉吸附除去溶液中剩余的微量有機(jī)物以消除有機(jī)物對鋅電積的影響；電積廢液返到反萃取段，部分送到浸出工序；
[0063]其主要技術(shù)條件如下:
[0064](I)破碎、磨礦
[0065]破碎方式:二段開路；破碎粒度:〈20mm ;磨礦粒度:-0.074mm占40-50% ;送到浸出槽的礦漿濃度:50-60%
[0066](2)中性浸出
[0067]浸出溫度:30-40 °C ;浸出時間:1小時；液/固比:3-4/1 ;浸出終點(diǎn)pH值:5.2-5.4 ；
[0068](3)酸性浸出
[0069]浸出溫度:80-85 0C ;浸出時間:1小時；液/固比:2-3/1 ;終點(diǎn)pH值:1-1.5 ；
[0070](4)萃取
[0071]料液成分:Zn25-30g/L，ρΗ5.2-5.5 ;有機(jī)相濃度:30-50% (v/v) P204+260# 煤油；
[0072]級數(shù):1級；其中，萃取段3級，洗滌段3級，反萃段2級，洗Fe段I級，洗Cl—段I級；
[0073]相比(0/A):萃取段2-3/1，洗滌段8-10/1，反萃段2-4/1，洗Fe段內(nèi)循環(huán)，洗Cl—段內(nèi)循環(huán)；
[0074]洗滌液:10-20g/L硫酸；
[0075]反萃液:廢電解液含Zn30_50g/L，含硫酸130_140g/L ；
[0076](5)鋅電積
[0077]電流密度:300-500A/m2;同極距:80_ ;槽電壓:3.3V 左右；陽極:Pb-Ag-Ca_Sr ；陰極Al板；電解液溫度:35-40°C ；電解新液:Zn>90g/L ；電解廢液含Zn30_50g/L，含硫酸130-140g/L。
[0078] 申請人:聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實施。所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進(jìn)，對本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種低品位氧化鋅礦的濕法冶金工藝，所述氧化鋅礦的含鋅品位5-20%為，包括以下步驟: 氧化鋅礦先經(jīng)過破碎和磨礦； 礦漿送到中性浸出； 浸出后的礦漿濃密過濾之后，浸出渣進(jìn)行第二段浸出，即酸性浸出；浸出結(jié)束后可加一些石灰石粉將pH值調(diào)整到2再過濾；礦漿過濾后酸性浸出液返到中性浸出，浸出渣洗滌之后可以排放； 中性浸出液送入萃取工序；萃余液部分返到浸出，部分作為浸出渣洗水，洗水可返到浸出； 鋅反萃液中含Zn可以達(dá)到90g/L以上，在送電積之前先要進(jìn)行油水分離回收溶液中夾帶的有機(jī)物，然后用活性炭粉吸附除去溶液中剩余的微量有機(jī)物以消除有機(jī)物對鋅電積的影響；電積廢液返到反萃取段，部分送到浸出工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝:其中，破碎、磨礦工藝為:破碎方式:二段開路；破碎粒度:〈20mm ;磨礦粒度:-0.074mm占40-50% ;送到浸出槽的礦漿濃度:50_60%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝:其中，中性浸出工藝為:浸出溫度:30-40°C;浸出時間:I小時；液/固比:3-4/1 ;浸出終點(diǎn)pH值:5.2-5.4。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝:其中，酸性浸出工藝為:浸出溫度:80-85°C;浸出時間:I小時；液/固比:2-3/1 ;終點(diǎn)pH值:1-1.5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝:其中，萃取工藝為:料液成分:Zn25-30g/L，ρΗ5.2-5.5 ;有機(jī)相濃度:30-50% (v/v) P204+260# 煤油； 級數(shù):10級；其中，萃取段3級，洗滌段3級，反萃段2級，洗Fe段I級，洗Cl-段I級； 相比(Ο/A):萃取段2-3/1，洗滌段8-10/1，反萃段2-4/1，洗Fe段內(nèi)循環(huán)，洗Cl—段內(nèi)循環(huán)； 洗滌液:10-20g/L硫酸； 反萃液:廢電解液含Zn30-50g/L，含硫酸130_140g/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝:其中，鋅電積工藝為:電流密度:300-500A/m2;同極距:80mm ;槽電壓:3.3V左右；陽極=Pb-Ag-Ca-Sr ;陰極Al板；電解液溫度:35-40°C ；電解新液:Zn>90g/L ;電解廢液含 Zn30-50g/L，含硫酸 130_140g/L。
【文檔編號】C22B3/06GK104232890SQ201310239220
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月14日
【發(fā)明者】華兆紅 申請人:無錫市森信精密機(jī)械廠