[发明专利]一种高硅氧化锌矿加压浸出方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化锌矿的湿法冶金技术，特别是高硅氧化锌矿的浸出方法。

技术背景

传统采用湿法冶金从含锌矿物提取锌时，一般都采用硫化锌矿为原料，因为其锌品位较高，浸提相对容易。随着锌用途范围的扩大，世界各国锌产品消耗逐年增加，硫化锌矿日渐供应不足，氧化锌矿的开采利用逐渐引起人们的重视。氧化锌矿通常含锌率较低，且成分复杂，主要是含有硅酸锌矿Zn₂SiO₄，异极矿Zn₄(Si₂O₇)(OH)₂·H₂O和菱锌矿ZnCO₃的含锌矿物。矿石含可溶硅、铁、钙、镁较高，酸性浸出氧化锌矿，矿石中的可溶性硅大量溶出，生成胶态硅，影响矿浆的液固分离，其它杂质如铁、钙、镁、铝等的浸出也加大了浸出液净化难度。

几十年来人们围绕着如何获得易于过滤的矿浆，做了大量的工作，经过长期的研究，主要产生了两类湿法处理氧化锌矿的技术：一类是碱性浸出，另一类是酸性浸出。

张保平等人在《中南工业大学学报(自然科学版)》2003年第6期上发表了氨法处理氧化锌矿制取电锌的文章，采用氯化铵-氨水溶液作浸出剂，氧化锌矿中的锌以锌氨配合物形式进入浸出液，在浸出锌的同时将杂质砷、锑、铁等除去。研究结果表明：氨溶锌浸出率≥93％；浸液中的As和Sb的质量浓度都低于0.25mg/L，Fe的质量浓度低于0.15mg/L，其他杂质质量浓度低；浸出液经锌粉1次净化除杂后进行电积制取电锌。

用氨浸出法提取金属锌或锌化合物，所用氨性铵盐水溶液浸出剂除上述的氨水-氯化铵外，还包括氨水-碳酸铵和氨水-硫酸铵。碳酸铵法只适于提取锌化合物，比如氧化锌，但质量不易提高。硫酸铵法可以制备氧化锌和锌粉，但制取锌片困难。氯化铵法可制取高纯锌片，但适合处理品锌位较高的氧化锌矿，随着锌矿石资源的不断杂化、贫化，其开发利用将受到限制。

由马启坤等人申请的名称为《一种处理低品位氧化锌矿石的方法》，申请号为02133784.5的专利中公开了一种用NaOH水溶液作为浸矿剂，使矿石中的锌以锌酸钠进入溶液，以Na₂S的水溶液作为沉淀铅、铜、镉等杂质的沉淀剂，使铅、铜、镉、锰、铁、钙及大部分硅等杂质元素残留在渣中，实现锌与杂质分离。浸出液经电解沉积产出金属锌粉，或经水解沉淀产出氧化锌粉。此工艺流程具有能耗低、简化了净液作业、流程缩短的优点。但浸出液含锌最高为22.93g/L，由于锌离子太低无法满足电解需要。

酸法直接浸出高硅氧化锌矿时，可溶性硅被大量溶出，影响矿浆的过滤性能。长期以来，人们围绕着为如何获得易于过滤的矿浆，做了大量的工作，经过长期的研究、不懈的努力，在这方面已经取得了突破。利用硅酸的特性，设法使其在胶凝之前形成易于过滤的形态，而不聚合成凝胶，给矿浆液固分离创造有利条件。人们采用不同的方法将矿浆中胶质SiO₂在胶凝前以不同方式除去，达到矿浆易于液固分离的目的。目前工业上应用的方法都属于这一类，主要有比利时老山公司发明的Vieille-Montagne法、我国昆明冶金研究院研制的中和凝聚法和巴西工商公司开发的Radina法等。

由舒毓璋、宝国峰、张琦等人申请的名称为《氧化锌矿的浸出工艺》，申请号为02133663.6的专利中提供了一种氧化锌矿的浸出工艺，其实现方法是：(1)中性浸出，将氧化锌矿物在硫酸水溶液中浸出，控制浸出液初始pH值为3.0～3.5，最终pH值为5～5.2，所得中性浸出液供净液作电解用；(2)低酸浸出，在浸出渣中加入硫酸液并搅拌，控制pH值逐渐下降，由开始的pH值5～5.2降到pH值为1.5～3.0；(3)循环废液，对二次浸出物进行固液分离，含有硫酸的废液重新返回氧化锌矿的中性浸出阶段。该发明降低了硫酸耗量，不需要中和剂，节约了生产成本，但过程不易控制，锌浸出率低。

综上所述，在以上低品位氧化锌矿的酸法和碱法浸出中，若采用酸法，二氧化硅在矿石浸出时溶出，矿浆过滤困难，需添加大量的硫酸铝等絮凝剂来凝聚硅酸，致使工艺流程冗长，设备复杂，成本高；若采用碱性浸出时，浸出率偏低，浸出液中锌离子浓度达不到工业生产要求。