[发明专利]一种高附加值绿色化综合利用中低品位氧化锌矿的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高附加值绿色化综合利用氧化锌矿的方法，具体涉及异极矿、菱锌矿和硅锌矿的综合利用。

背景技术

随着世界对锌的需求日益增加，而锌的硫化矿物资源的不断开发和消耗，如何开发和利用好氧化锌矿资源显得越加重要。自然界中锌矿石大部分以硫化锌形式存在。氧化锌矿是锌的次生矿，是一类重要的含锌矿物，主要以菱锌矿(ZnCO₃)、异极矿[Zn₄(Si₂O₇)(OH)₂·H₂O]和硅锌矿(Zn₂SiO₄)等形态存在。其中含有大量的金属杂质，如铅、铁、镉、铜等。其中的脉石矿物主要为方解石、白云石、石英、粘土、氧化铁和氢氧化铁。氧化锌矿石世界许多国家都有分布，如巴西、赞比亚、摩洛哥、纳米比亚、土耳其、泰国、越南等国。我国的氧化锌矿资源也十分丰富，云南、贵州、甘肃、陕西等省都有，尤其在云南储量大(如兰坪铅锌矿)、品位高、分布广，几乎遍布全省。

生产能力的提升，国内硫化锌精矿的消耗巨大，而铅锌硫化矿已开采多年，产量难以提高。目前，我国锌矿山储量的开发强度为0.6％～0.8％，满足不了我国锌冶炼的发展要求。国内大的铅锌矿山，如：凡口铅锌矿、黄沙坪铅锌矿、水口山铅锌矿等产量难以维持，品位也有所降低。据统计，我国的铅锌硫化矿储量中已开发的占54.54％，未开发利用的储量中，大量是资源和建设条件不好的偏远地区。我国铅锌行业已面临无矿可采的境地。云南兰坪铅锌矿含有大量的氧化锌矿，是储量在1000万t以上的巨型矿床；此外，储量大于200万t的氧化锌矿有6个。目前，我国硫化锌精矿已需大量进口(50万t/年以上)。可见，氧化锌矿的处理和冶炼将作为锌金属的一个重要来源而倍受关注。

氧化锌矿品位较低、成分复杂、难以进行选矿分离，直接冶炼矿石，回收利用的难度大，生产成本较高，因此合理利用氧化锌矿的研究一直是大家关注的研究课题。目前，氧化锌矿处理方式有两类：一是氧化锌矿经选矿富集后进入冶炼程序得金属锌；二是将氧化锌矿直接进入冶炼程序处理，直接炼锌的方法又可分为火法和湿法两类。

1氧化锌矿选矿

氧化锌矿的选矿目的是对氧化锌矿进行预先富集，以提高氧化锌精矿的品位，降低冶炼成本。现在，选矿方法有全浮选法、重介质-浮选法、磁-浮流程法等方法，但选矿指标都不太好，回收率为60％～70％，精矿品位为30％～40％。用浮选方法处理氧化锌矿是研究得最多的一个方向，近年来氧化锌矿的浮选药剂和浮选工艺方面已进行了大量的研究及改进工作，开发了各种各样的新药剂，选矿工艺方面也取得了不小的进展，但是富集困难、回收率低、问题仍未解决。因此，认为采用浮选法不能有效地回收氧化锌矿。

2氧化锌矿火法处理

自古以来，人们就以马槽炉等简陋设备，用炭加热还原冶炼粗锌。现代工艺传统的冶炼方法是：品位较低的矿石，一般先用鼓风炉熔矿，再由烟化炉挥发；品位较高者，由回转炉等设备直接挥发，两者均可以获得含锌50％～60％的氧化锌粉，此氧化锌粉采用回转炉和多膛炉等设备脱除氟、氯后，再用常规湿法冶炼(湿法浸出有酸浸出、碱浸出)产出电锌。

尽管氧化锌矿易于用火法处理，但是该工艺环节多，流程长，火法设备庞大，耗能高，1t锌耗煤10～15t，回收率仅为50％～60％，而且造成环境污染。因此，很多国家都在研究直接湿法浸出。

3氧化锌矿湿法处理法

湿法浸出有酸浸出、碱浸出。

3.1酸浸出

直接酸浸处理氧化锌矿，包括处理高硅氧化锌矿，是近几十年来世界上许多国家都在研究的新工艺。研究者试图用直接酸浸工艺获得合格的硫酸锌溶液作为电解锌液生产金属锌，该工艺大都在半工业、工业试验阶段。硫酸浸出氧化锌工艺的缺点是工艺技术条件控制要求严格，技术难度大。另外，经济效益受矿石锌品位制约，根据目前的技术水平，国外处理含Zn25％左右，国内处理含Zn高于30％氧化锌矿石，才有较好的技术经济指标。而且，还存在以下问题：

1)氧化锌矿中都有一定数量的硅，酸浸不易脱硅。

2)浸出液含锌低，浸出中和渣量大，溶液平衡不易控制。

3)硫酸消耗量大，1t锌耗酸1t以上，为硫化锌矿酸耗的5倍以上。

3.2碱浸出

利用氧化锌既溶于酸，也溶于碱的两性特点，有人提出采用碱法浸出氧化锌。