技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種用化工冶金技術(shù)處理高硅鋅礦，制取鋅系列精細化工產(chǎn)品的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
：隨著鋅資源的長期廣泛開發(fā)利用，傳統(tǒng)選冶技術(shù)能夠有效開發(fā)利用的富鋅礦、單一鋅礦越來越罕見，致使鋅金屬特別是鋅的精細化工產(chǎn)品價格暴漲不衰。我國鋅礦儲量雖居世界第四，云南省居全國之首（占全國總儲量的25.06%），但高硅鋅礦占了很大份量，僅云南省高硅鋅礦就占據(jù)40%以上。國際上將含SiO2≥18Wt%，國內(nèi)將含SiO2≥15Wt%的鋅礦，視為高硅鋅礦。其無法用傳統(tǒng)選冶技術(shù)有效開發(fā)利用的原因有二：一是若用火法處理時，大量低熔點的硅，在鋅未揮發(fā)或熔融時，較低溫度下就很快熔融，使鋅熔混無法分離；二是若用濕法處理時，大量的硅生成膠狀偏硅酸，使生成的鋅溶浸物無法進行固液分離。開發(fā)利用此類高硅鋅礦，是至今懸而未決的技術(shù)難題。怎樣將此類礦物直接高效開發(fā)利用，特別是直接制取高價值的鋅精細化工產(chǎn)品，是非常有價值的。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明解決的技術(shù)問題是，提供一種直接處理高硅鋅礦，制取鋅系列精細化工產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)，它可以將含SiO2大于30Wt%的高硅鋅礦在進行化工冶金處理時，通過正硅酸凝聚的方法，使鋅浸取液固液分離時在凝聚了的正硅酸凝聚團大量縫隙間順利通過，解決了長期懸而未決的固液分離問題，讓鋅的浸取液高效率地分離，進入精細化工處理階段，高回收率地制得鋅的精細化工產(chǎn)品。解決本發(fā)明的技術(shù)問題，所采用的方案是：依據(jù)二氧化硅和硅的化合物在強酸性環(huán)境（PH=1-3）不會生產(chǎn)膠狀偏硅酸（H2SiO3）或二硅酸（H2SiO5），而是生成穩(wěn)定的不溶性正硅酸（H2SiO4），其不會形成凝膠。但當(dāng)酸度降低時（PH＞3），則會發(fā)生水解而產(chǎn)生SiO3=，形成凝膠狀硅，為此，本發(fā)明加入能夠強烈而逐漸持續(xù)進行反應(yīng)的氧化劑過硫酸鈉，讓高硅礦中的硅化合物，在PH值1-3浸取鋅的環(huán)境下完全徹底地生成為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)的SiO4﹦。并用經(jīng)改性為多支鏈的聚合物作為凝聚劑，使SiO4﹦迅速凝聚于該不飽和的多支鏈結(jié)構(gòu)上，當(dāng)支鏈得以飽和時，迅速收縮形成較大凝聚團，各凝聚團之間所形成的縫隙，讓鋅的浸取液能夠很好地順利通過，得以有效地進行固液分離，解決了傳統(tǒng)濕法冶鋅中硅膠鋅液無法過濾的根本難題，讓下一步鋅的精細化工產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化生產(chǎn)得以高收率、高效益的成功。本發(fā)明包括以下具體技術(shù)方案：高硅鋅礦經(jīng)顎式破碎機破碎為公分塊，再經(jīng)球磨機磨細為過120目篩≥95Wt%。經(jīng)磨細后的礦粉與過硫酸鈉在混料機中均勻配混，過硫酸鈉用量為礦物含硅量的1.3-1.5Wt%?；炀V物料在浸出釜中用18-20%濃度的稀硫酸，在90-100r/min的攪拌下進行鋅的反應(yīng)浸出，環(huán)境PH值為1-3。硫酸用量為礦物料與稀硫酸的比為：礦物料（kg）：稀硫酸（L）=1:2-2:5；反應(yīng)溫度為室溫到反應(yīng)自然放熱～80℃，反應(yīng)時間：2.5-3h。反應(yīng)結(jié)束前30min,分3次加入大分子凝聚劑，加入時間為，每間隔5min加一次，總用量為礦物含硅量的0.002-0.003Wt%，平均分3次加入,最后一次加入后，再反應(yīng)15-20min，即完成整個反應(yīng)，放料通過板框壓濾機進行固液分離。濾渣經(jīng)60-80℃熱水洗滌后集中作硅鋅肥出售。洗水返回稀釋硫酸配酸用。濾液在攪拌速度為90-100r/min氧化除雜釜中加熱至80-90℃，加入過硫酸銨氧化鐵錳為沉淀除去。過硫酸鈉用量為反應(yīng)液中鐵、錳氧化沉淀反應(yīng)所需量的1.3-1.5倍，反應(yīng)0.5h,經(jīng)板框壓濾機進行固液分離。濾渣作人造鐵錳精礦出售。氧化除雜后的凈化液在攪拌速度為90-100r/min的置換除雜釜中，再次加熱至80-90℃，加入鋅粉將銅、鎘、鎳置換除去，所用鋅粉粒度為過300目篩≥95Wt%，置換劑鋅粉用量為置換液中銅、鎘、鎳反應(yīng)所需鋅粉量的1.2-1.3倍。反應(yīng)0.5h，經(jīng)板框壓濾機進行液固分離。濾液為硫酸鋅凈化液，含F(xiàn)e、Mn、Gu、Gd、Ni勻≤0.01g/l。濾渣為海綿銅、錳、鎳，集中分離回收。精細化工產(chǎn)品七水硫酸鋅的制備：將上述硫酸鋅凈化液在雙效蒸發(fā)器中進行蒸發(fā)濃縮至49-52波美度，經(jīng)結(jié)晶機冷卻結(jié)晶，離心機脫水，再經(jīng)100-150℃干燥，即制得產(chǎn)品七水硫酸鋅。（若需制一水硫酸鋅，結(jié)晶溫度高于70℃即可）。母液返回凈化，除去雜質(zhì)，循環(huán)使用。精細化工產(chǎn)品堿式碳酸鋅的制備：將上述硫酸鋅凈化液在攪拌速度60-70r/min的合成反應(yīng)釜中加入碳酸氫銨進行反應(yīng)，反應(yīng)溫度50-60℃，反應(yīng)終了PH值8.0-8.5，再反應(yīng)20min，生成的堿式碳酸鋅，經(jīng)離心機分離再經(jīng)150-250℃干燥制得產(chǎn)品堿式碳酸鋅。母液硫酸銨鋅與礦物浸出之高硅鋅渣混配為氮鋅硅新型氮復(fù)肥作為副產(chǎn)品出售。精細化工產(chǎn)品活性氧化鋅的制備：將上述堿式碳酸鋅在焙解爐中500-550℃焙解1h脫除水份和二氧化碳制得產(chǎn)品活性氧化鋅。本發(fā)明的有益效果是：1、將儲量巨大至今傳統(tǒng)技術(shù)尚無法有效直接開發(fā)利用的高硅鋅礦通過正硅酸氧化凝聚辦法，全濕法開發(fā)利用，實現(xiàn)了鋅資源利用廣、鋅金屬回收率高、鋅產(chǎn)品生產(chǎn)成本低，經(jīng)濟效益好。2、將難于開發(fā)利用的高硅鋅礦直接開發(fā)為鋅精細化工產(chǎn)品，實現(xiàn)了低價值難選礦的低能耗高價值利用。3、工藝原理、工藝參數(shù)選擇科學(xué)、經(jīng)濟、合理。實現(xiàn)了低成本、高效益。本發(fā)明為難選冶化利用的高硅鋅礦開辟了正硅酸凝聚提鋅制鋅系列精細化工產(chǎn)品新途徑。具體實施方案：實例1：云南東川高硅鋅礦制硫酸鋅一、原料主要成份分析元素SiO2ZnFeMnCuNiCaOMgO含量(％)42.1328.176.471.020.310.029.130.93二、主要工藝過程：礦料粉碎、磨細。與過硫酸鈉配混，稀硫酸浸取反應(yīng)，加大分子凝聚劑反應(yīng)，固液分離，熱水洗渣。浸取液氧化并石灰乳調(diào)PH值除鐵、錳，浸取液置換除銅、鎳。硫酸鋅凈化液蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶、干燥制七水硫酸鋅。母液除雜循環(huán)利用。三、主要工藝條件：1、物料粒度：⑴高硅鋅礦：-120目篩≥95Wt%⑵置換劑鋅粉：-300目篩≥95Wt%2、主要原料配比：⑴礦料（kg）:18%硫酸（L）=1:2.5⑵氧化劑過硫酸鈉：礦物含硅量的1.5Wt%⑶大分子凝聚劑：礦物含硅量的0.003Wt%（于浸取反應(yīng)完成前30min分3次加入，間隔5min）⑷氧化除雜劑過硫酸銨：氧化鐵、錳所需量的1.3倍⑸置換劑鋅粉用量：置換銅、鎳所需量的1.2倍。3、各階段反應(yīng)溫度：⑴浸取：室溫至反應(yīng)自然升溫到～80℃⑵氧化除鐵、錳：80-90℃⑶置換除銅、鎳：80-90℃⑷洗渣水：60-80℃⑸產(chǎn)品硫酸鋅干燥：100-150℃4、相關(guān)PH值控制：⑴浸?。?-3⑵氧化除鐵錳：3.8-4.05、各階段反應(yīng)釜攪拌速度：浸取、氧化除雜、置換除雜：90r/min6、各階段反應(yīng)時間：⑴浸?。?.5h（反應(yīng)完成前0.5h，以間隔5min，分3次加入大分子凝聚劑）⑵氧化除雜、置換除雜：溫度達到80℃±5，加入藥劑后反應(yīng)0.5h。7、硫酸鋅蒸發(fā)結(jié)晶濃度為50±2波美度。四、所得產(chǎn)品質(zhì)量及鋅金屬回收率：1、七水硫酸鋅產(chǎn)品：符合中華人民共和國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T2326-20051類優(yōu)等品2、Zn金屬回收率：94.33％實例二：云南建水高硅鋅礦制堿式碳酸鋅一、原料主要成份分析：元素SiO2ZnFeMnCuNiCaOMgO含量(％)37.3126.634.327.110.01/6.184.13二、主要工藝過程：礦料粉碎、磨細。與過硫酸鈉配混，稀硫酸浸取反應(yīng)，加大分子凝聚劑反應(yīng)，固液分離。浸取液氧化除鐵、錳，浸取液置換除銅。硫酸鋅凈化液與碳酸氫銨合成堿式碳酸鋅，干燥制得堿式碳酸鋅。母液濃縮后與浸取渣泥配混干燥制得氮鋅硅新型氮肥復(fù)副產(chǎn)品。三、主要工藝條件：1、物料粒度：⑴高硅鋅礦：-120目篩≥95Wt%⑵置換劑鋅粉：-300目篩≥95Wt%2、主要原料配比：⑴礦料（kg）:18%硫酸（L）=1:2.5⑵氧化劑過硫酸鈉：礦物含硅量的1.4Wt%⑶大分子凝聚劑：礦物含硅量的0.003Wt%⑷氧化除雜劑過硫酸銨用量：氧化鐵/錳所需量的1.5倍⑸置換劑鋅粉用量：置換銅所需量的1.2倍。3、各階段反應(yīng)溫度：⑴浸取：室溫至反應(yīng)自然升溫到80℃⑵洗渣水：60-80℃⑶置換除鐵、錳：80-90℃⑷置換除銅、鎳：80-90℃⑸硫酸鋅凈化液與碳酸氫銨合成堿式碳酸鋅：55±5%℃⑹產(chǎn)品堿式碳酸鋅干燥：150-250℃4、相關(guān)PH值控制：⑴浸?。?-3⑵氧化除鐵錳：3.8-4.0⑶合成堿式碳酸鋅：8.2±0.25、各階段反應(yīng)釜攪拌速度：⑴浸取、氧化除雜、置換除雜：90r/min⑵合成堿式碳酸鋅：60r/min6、各階段反應(yīng)時間：⑴浸取：2.5h（反應(yīng)完成前0.5h，以間隔5min，分3次加入大分子凝聚劑）⑵氧化除雜、置換除雜：溫度達到80℃，加入藥劑后反應(yīng)0.5h⑶合成堿式碳酸鋅：PH值達到8.2后反應(yīng)20min。四、所得產(chǎn)品質(zhì)量及鋅金屬回收率：1、堿式碳酸鋅鋅產(chǎn)品：符合中華人民共和國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T2523-2007優(yōu)等品2、氮鋅硅新型氮復(fù)肥：含：N＝20.4Zn＝5.1SiO2＝31.33、Zn金屬回收率：94.81％實例三：緬甸南鄧高硅礦制活性氧化鋅一、原料主要成份分析：元素SiO2ZnFeMnCuNiCaOMgO含量(％)33.4232.236.131.210.020.018.313.12二、主要工藝過程：礦料粉碎、磨細。與氧化劑過硫酸鈉配混，稀硫酸浸取反應(yīng)，加大分子凝聚劑反應(yīng)，固液分離。浸取液氧化除鐵、錳，浸取液置換除銅、鎳。硫酸鋅凈化液與碳酸氫銨合成堿式碳酸鋅，堿式碳酸鋅經(jīng)焙解爐焙解，解釋出二氧化碳和水份，制得活性氧化鋅。三、主要工藝條件：1、物料粒度：⑴高硅鋅礦：-120目篩≥95Wt%⑵置換劑鋅粉：-300目篩≥95Wt%2、主要原料配比：⑴氧化劑過硫酸鈉用量：礦物含硅量的1.4Wt%⑵大分子凝聚劑用量：礦物含硅量的0.003Wt%⑶氧化除雜劑過硫酸銨用量：氧化鐵、錳所需量的1.3倍⑷置換劑鋅粉用量：置換銅、鎳所需量的1.2倍。3、各階段反應(yīng)溫度：⑴浸?。菏覝刂练磻?yīng)自然升溫到～80℃⑵洗渣水：60-80℃⑶氧化除鐵、錳：80-90℃⑷置換除銅、鎳：80-90℃⑸硫酸鋅凈化液與碳酸氫銨合成堿式碳酸鋅：55±5%℃⑹半成品堿式碳酸鋅干燥：150-250℃⑺堿式碳酸鋅焙解活性氧化鋅：500-550℃4、相關(guān)PH值控制：⑴浸取：1-3⑵氧化除鐵錳：3.8-4.0⑶合成堿式碳酸鋅：8.2±0.25、各階段反應(yīng)釜攪拌速度：⑴浸取、氧化除雜、置換除雜：90r/min⑵合成堿式碳酸鋅：60r/min6、各階段反應(yīng)時間：⑴浸?。?.5h（反應(yīng)完成前0.5h，以間隔5min，分3次加入大分子凝聚劑）⑵氧化除雜、置換除雜：溫度達到80℃，加入藥劑后反應(yīng)0.5h。⑶合成堿式碳酸鋅：PH值達到8.0后反應(yīng)20min。⑷焙解制活性氧化鋅溫度達500℃，1h。四、所得產(chǎn)品質(zhì)量及鋅金屬回收率：1、活性氧化鋅：符合中華人民共和國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T2572-2012優(yōu)等品。2、氮鋅硅新型氮復(fù)肥：N=20.6、Zn=4.9、SiO2=30.1。3、Zn金屬回收率：95.13%。當(dāng)前第1頁1 2 3