从低品位氧化锌矿中回收锌.pdf

2 0 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 3 年5 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 0 0 7 7 5 4 5 ．2 0 1 3 ．0 5 ．0 0 6 从低品位氧化锌矿中回收锌 鲁兴武，程亮，易超，何国才，李俞良，蒲敬文，马爱军 西北矿冶研究院冶金新材料研究所，甘肃白银7 3 0 9 0 0 摘要采用“酸浸 或二段浸出 一净化一萃取一电积”工艺从某中低品位氧化锌矿中回收锌。结果表明， 锌浸出率可以达到9 2 ％以上，电积锌可以达到国标G B ／T4 7 0 2 0 0 8 中1 。的标准。 关键词低品位氧化锌矿；二段逆流浸出；萃取；回收；电积 中图分类号T F 8 1 3文献标志码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 { 2 0 1 3 0 5 0 0 2 0 0 4 Z i n cR e c o v e r yf r o mL o wG r a d eZ i n cO x i d eO r e L UX i n g w u ，C H E NL i a n g ，Y IC h a o ，H EG u o c a i ，L IY u l i a n g ，P UJ i n g w e n ，M AA i - ju n I n s t i t u t ef o rM e t a l l u r g ya n dN e wM a t e r i a l so fN W I M M ．B a i y i n7 3 0 9 0 0 ，G a n s u ，C h i n a A b s t r a c t Z i n cw a sr e c o v e r e df r o ml o wg r a d ez i n co x i d eo r e sa p p l y i n gt h ep r o c e s so fa c i d i cl e a c h i n g o rt w o s t e pl e a c h i n g ，p u r i f i c a t i o n ，e x t r a c t i o n ，a n de l e c t r o w i n n i n g L S X - E W ．T h er e s u h ss h o wt h a tt h ez i n c l e a c h i n gr a t ei sa b o v e9 2 ％，t h eq u a l i t yo fe l e c t r o d e p o s i t e dz i n cs a t i s f i e st h eN o ．1g r a d es t a n d a r do fG B ／T 4 7 0 2 0 0 8 ． K e yw o r d s l o wg r a d ez i n co x i d eo r e ；t W O s t e pc o u n t e r c u r r e n tl e a c h i n g ；e x t r a c t i o n ；r e c o v e r y ；e l e c t r o w l n n i n g 某企业有低品位氧化锌矿5 0 0 多万t ，含锌9 ％ ～1 2 ％，蕴含锌量5 0 多万t 。对低品位氧化锌矿而 言，采用传统的酸法处理是困难的，成本偏高，流程 十分复杂，过程极难控制。目前，国内外尚无直接利 用氧化锌矿或氧化锌泥 尘 作为原料生产金属锌的 厂家。在矿产资源日益紧张的情况下，对该低品位 氧化锌中的锌进行回收工艺研究，对企业乃至我国 有色行业有着深远的意义[ 1 ’7 ] 。 1 试验原料与工艺 矿石来源于某企业氧化锌矿，主要成分为 ％ Z n1 1 ．2 3 、P b1 ．6 0 、F e1 8 ．7 6 、C a O1 2 ．5 6 、A 1 2 0 3 1 ．5 6 、S i 0 21 0 ．3 6 、S0 ．6 0 ，磨矿粒度一0 ．0 7 4m m 占 5 0 ％以上。 采用“酸浸 或二段浸出 一净化一萃取一电积” 收稿日期2 0 1 2 1 2 2 5 基金项目甘肃省科技厅科技支撑计划一工业类 0 8 0 4 G K C D 0 2 1 作者简介鲁兴武 1 9 8 5 一 ，男，甘肃武威人，助理工程师． 工艺 L S x - E W 处理该氧化锌矿[ 8 1 川，萃取剂采用 P 2 0 4 ，所用试剂均为分析纯。 2 试验结果及讨论 2 ．1 浸出试验 2 ．1 ．1 浸出酸度的影响 固定条件矿样5 0 0g ，浸出温度6 0 ℃，浸出时 间2h ，液固比L ／S 4 。试验结果如图1 所示。 由图1 可看出，酸度对锌浸出率的影响很大， 随着终点p H 下降，锌浸出率增加，但铁、S i O 。、 A 1 O 。的浸出率也随之增加。注意到。当终点p H 5 时，浸出液中铁、S i O 。、A l O 。的含量都大大减 少，可以减轻萃取负荷，但锌浸出率很低。 2 ．1 ．2 浸出时间的影响 固定条件矿样5 0 0g ，浸出温度6 0 ℃，终点 万方数据 2 0 1 3 年5 期有色金属 冶炼部分 h t t p ／[ y s y l ．b g r i m m ．c n 2 1 摹 ＼ 碍 薹 掰 终点p H 图1 酸度对浸出的影响 F i g ．1E f f e c to fa c i d i t yo ne x t r a c t i o n p H 一1 ，L ／S 4 。试验结果如图2 所示。 浸出时间／m i n 图2 浸出时间对浸出的影响 F i g ．2 E f f e c to fl e a c h i n gt i m eo ne x t r a c t i o n 由图2 可知，氧化锌矿中锌易被浸出，0 ．5h 锌 的浸出率就可达到9 4 ％以上，而随着浸出时间的延 长，锌浸出率虽然也略有增加，但铁、S i O 。、A 1 z O 。等 杂质的浸出率也随之增加。 2 ．2 ．3 温度的影响 固定条件矿样5 0 0g ，终点p H 一1 ，反应1h ， L ／S 4 。试验结果见图3 。 由图3 可看出，常温下锌浸出率即可以达到 9 2 ％，升高温度对锌的浸出是有利的，但铁的浸出率 也随之增加，而较高的浸出温度对抑制S i O z 的浸出 是有利的。 2 ．1 ．4 二段浸出 综合考虑多浸出锌和尽量少浸出杂质元素，可 以采用两段浸出工艺。第一段为中性浸出，浸出终 点p H 一5 ．0 ～5 ．5 ，浸出液中铁、硅、铝都可以达到 零 ＼ 哥 壬 烈 浸出温度／℃ 图3 温度对浸出的影响 F i g ．3 E f f e c to ft e m p e r a t u r eo ne x t r a c t i o n 比较低的含量，中性浸出渣进行酸性浸出，浸出渣暂 存。试验结果表明，采用两段逆流浸出方式，锌的总 浸出率可以达到9 5 ％以上，中性浸出液中铁、S i O 。、 A l O 。的含量都很低，有利于后面的萃取作业。 2 ．2 萃取试验 2 ．2 ．1 萃取剂浓度的影响 固定条件萃取时间4m i n ，相比1 1 ，料液p H 2 ．5 。萃取剂的体积浓度对锌萃取率的影响结果见 图4 。 摹 ＼ 讲 釜 糕 墩 萃取剂体积浓度／％ 图4 萃取剂体积浓度对锌萃取率的影响 F i g ．4 E f f e c to fe x t r a c t a n tv o l u m e c O n c e n t r a “O no nz i n ce x t r a c t i o n 2 ．2 ．2 酸度的影响 固定条件萃取剂浓度4 0 ％，萃取时间4m i n ， 相比1 1 。酸度对锌萃取率的影响见图5 。 2 ．2 ．3 相比的影响 固定条件萃取剂浓度4 0 ％，萃取时间4m i n ， 料液p H2 ．5 。相比对锌萃取率的影响结果见图6 。 万方数据 2 2 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 3 年5 期 4 5 4 0 芝3 5 碍 纂s 。 旅 2 5 2 0 O ．8I ．0l21 ．41 ．6l82 ．02 ．22 ．42 ．62 ．8 料液p H 图5 酸度对锌萃取率的影响 F i g ．5 E f f e c to fa c i d i t yo nz i n ce x t r a c t i o n 图6 相比对锌萃取率的影响 F i g ．6 E f f e c to fO ／Ao nz i n ce x t r a c t i o n 2 ．2 ．4 平衡时间的影响 固定条件萃取剂浓度4 0 ％，相比1 1 ，料液 p H2 ．5 。平衡时间对锌萃取率的影响见图7 。 由图4 ～7 可看出，随着萃取剂浓度的增大，锌 萃取率上升，随着p H 的提高，锌萃取率增大。可见 提高p H 可以显著提高锌的萃取率，但是如果p H 过大的话，反应增加的H 会使萃取平衡往右移，有 机相中钙、铝等杂质的萃取率也会大幅上升。锌萃 取率随相比 O ／A 的增大而增大，所以增大相比有 利于锌的萃取。锌萃取平衡在很短的时间内就可以 达到，但随着萃取时间的延长，锌萃取率并没有上 升，其它杂质如铁、钙、硅在有机相中的浓度却随着 时间的延长反而有所增加，所以萃取时间不宜太久， 适宜的萃取时间为2 ～3r a i n 。 2 ．3 串级试验 在条件试验的基础上，采用6 级萃取，2 级洗 涤、4 级反萃，得到的萃余液含锌低于2g ／L ，反萃液 平衡时间／m i n 图7平衡时间对锌萃取率的影响 F i g ．7 E f f e c to fe q u i l i b r i u mt i m eo n z i n ce x t r a c t i o n 含锌大于1 0 2g ／L ，其它杂质均符合电积要求。 2 ．4 电积试验 采用反萃液进行电积得到的电积锌含锌大于 9 9 ．9 ％，杂质含量符合国标G B ／T4 7 0 2 0 0 8 中1 8 锌的要求。 3结论 1 磨矿粒度控制在一0 ．0 7 4m r n 占5 0 ％以上， 液固比3 ～4 ，6 0 ～7 0 ℃浸出lh ，控制终点p H 一1 ， 锌浸出率可达到9 5 ％以上。 2 采用两段逆流浸出，一段采用中性浸出，浸出 终点p H 控制在5 ．0 ～5 ．5 ，二段采用酸性浸出，控 制终点p H 一1 ，酸性浸出液返到中性浸出。锌浸出 率可以达到9 2 ％～9 5 ％，同时有效地抑制了杂质 铜、铁、硅、铝的浸出，中性浸出液中杂质含量很低， 适于进入萃取系统。 3 采用6 级萃取，2 级洗涤、4 级反萃，得到的萃 余液含锌低于2g ／L ，含锌大于1 0 2g ／L 的反萃液 进行电积，可以得到G B ／T4 7 0 2 0 0 8 要求的18 电 积锌。 参考文献 E l i 陈爱良，赵中伟，贾希俊，等．氧化锌矿综合利用现状与 展望[ 刀．矿冶工程，2 0 0 8 ，2 8 6 6 2 6 6 ． [ 2 ] 刘红卫．低品位氧化锌矿湿法冶金新工艺研究[ D ] ．长 沙中南大学，2 0 0 4 ． [ 3 ] 杨大锦．低品位锌矿堆浸一萃取一电积工艺研究[ D ] ．昆 明昆明理工大学，2 0 0 6 ． [ 4 ] 龙小艺，许民．湿法冶锌新浸取技术及其进展[ J ] ．江西 化工，2 0 0 4 2 2 4 2 8 ． 美＼碍釜静戢 万方数据 2 0 1 3 年5 期有色金属 冶炼部分 h t t p f ／y s y l ．b g r i m m ．o n 2 3 [ 5 ] 杨大锦，王吉坤，彭建蓉，等．从低品位锌矿中提取锌的 方法中国，C 2 0 0 6 1 0 0 4 8 6 0 1 ．5 [ P ] ．2 0 0 6 0 8 0 3 ． [ 6 ] 黄浪，项长祥，邹兴．用D 2 E H P A 从硫酸介质中萃取锌 [ J ] ．北京科技大学学报，2 0 0 2 ，2 4 6 6 1 0 6 1 3 ． [ 7 ] 杨大锦，谢刚，王吉坤，等．硫酸锌溶液的萃取工艺研究 [ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 0 6 2 9 - 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