一種浸出低品位氧化鋅礦的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種氧化鋅礦的浸出方法，特別是涉及一種在堿性體系協(xié)同配位浸出 氧化鋅礦的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 氧化鋅礦為次生礦物，是由硫化鋅礦氧化分解后與圍巖中碳酸鹽或硅酸鹽反 應(yīng)而成，其中工業(yè)上具有開采利用價值的氧化鋅礦主要分為菱鋅礦（ZnC03)、水鋅礦 (Zn5(0H)6(C03)2)、異極礦（Zn4Si2070H*H20)和硅鋅礦（ZnSi04)四類。由于氧化鋅礦物表面 具有較強的親水性且其成分較為復(fù)雜，因而難以通過選礦富集。目前，氧化鋅礦的處理方法 主要是火法冶煉和濕法浸出。
[0003] 氧化鋅礦的火法處理工藝是在高溫條件下，用焦炭將氧化鋅礦中的氧化鋅等還原 為具有很大揮發(fā)性的鋅蒸汽，鋅蒸汽在上升煙道中被氧化，經(jīng)過冷凝收塵后得到含鋅煙灰。 該方法盡管可以獲得較高品位的鋅煙灰，但存在能耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重、經(jīng)濟效益低等缺 點。
[0004] 氧化鋅礦的濕法處理工藝主要是在酸性體系和堿性體系中進行鋅的浸出和提取。 酸性浸出通常是以硫酸為浸出劑進行直接浸鋅，酸性浸出可以獲得較高的鋅浸出率，但在 浸出過程中，氧化鋅礦中的堿性脈石成分如氧化鐵、碳酸鈣、氧化鎂等雜質(zhì)均會與硫酸反 應(yīng)，造成浸出劑的大量消耗并為后續(xù)的浸出液凈化過程帶來困難。
[0005] 相對于酸性浸出過程，堿性體系對設(shè)備材質(zhì)的要求較低，同時氧化鋅礦中的堿性 脈石基本保留于浸出渣中，浸出液雜質(zhì)含量較少，后續(xù)凈化工序相對簡單。目前，關(guān)于堿性 體系浸出氧化鋅礦的方法主要有兩種，一種是采用氫氧化鈉或銨鹽等無機物作為浸出劑浸 出，另一種是在堿性或弱堿性條件下選擇合適的有機物進行浸出。
[0006] 采用氫氧化鈉溶液浸鋅是利用OF和Zn2+形成配合物使氧化鋅礦物中的鋅溶解進 入溶液。中國專利ZL201010194506. 2公開了一種采用氫氧化鈉浸出氧化鋅礦的方法，該方 法在采用氫氧化鈉浸出氧化鋅礦之前對該礦進行煅燒處理，其目的是使以碳酸鋅和堿式碳 酸鋅形態(tài)存在的物相轉(zhuǎn)變?yōu)楦兹芙獾难趸\。該方法鋅浸出率高、回收效果好，但采用高 溫煅燒對氧化鋅礦進行預(yù)處理，存在能耗高、工藝流程長等缺點，同時氧化鋅礦中的二氧化 硅大部分進入浸出液，容易造成后續(xù)脫硅困難。
[0007] 銨鹽體系浸鋅主要是利用NH#PZn2+形成配離子使礦物中鋅溶解進入溶液，由于 氨水易揮發(fā)，通常所采用的浸出體系為氨水結(jié)合氯化銨、碳酸銨或硫酸銨等的一種或兩種。 中國專利ZL200510031356. 2提出了采用氯化銨-氨水作為配合浸出劑浸出。該方法盡管 具有對金屬選擇性高、流程短等優(yōu)點，然而由于銨鹽的溶解能力受到限制以及冊1 3與2112+的 配位能力相對有限，因此鋅的浸出率偏低。中國專利ZL200910094206. 4提出了一種高鈣高 鎂氧化鋅礦石氨性浸出的活化方法，該方法是利用HF作為氨性浸出的活化劑，通過改變難 溶鋅礦物的性質(zhì)，提高鋅的浸出率，但該發(fā)明在浸出過程中引入了F，會對后續(xù)浸出液的萃 取和電積過程不利。
[0008]由于具有環(huán)境相對友好、金屬選擇性好的特點，也有在堿性或弱堿性條件下采用 有機物進行鋅浸出的報道。中國專利申請?zhí)枮?01410496481.X，發(fā)明名稱為"一種浸出高鈣 高鎂氧化鋅礦的方法"提出了以氨基甲酸銨-氨水作為浸出劑進行氧化鋅礦的浸出，該方法 可有效促進含鋅礦物的溶解，但氨基甲酸銨在水溶液中并不穩(wěn)定，容易分解為碳酸銨和碳 酸氫銨，而且氨基甲酸銨與Zn2+形成配合物并不穩(wěn)定，對較難處理的異極礦和硅鋅礦仍存 在鋅浸出率偏低等缺點。中國專利申請?zhí)枮?01310294521. 8,發(fā)明名稱為"一種堿性谷氨 酸鈉體系處理低品位氧化鋅礦的工藝"提出了采用弱堿性谷氨酸鈉溶液進行低品位氧化鋅 礦的浸出。中國專利申請?zhí)枮?01110083273. 3,發(fā)明名稱為"一種弱堿性氨基酸鹽體系中 處理低品位氧化鋅礦的方法"提出了采用弱堿性氨基酸鹽體系中浸出低品位氧化鋅礦。雖 然采用谷氨酸鈉和氨基酸鹽作為浸出劑具有鋅浸出率高、選擇性好等優(yōu)點，但由于谷氨酸 鈉和氨基酸鹽的相對分子質(zhì)量較大，溶解度能力有限，因而這些方法對氧化鋅礦中的鋅，特 別是難處理的異極礦和硅鋅礦中鋅的浸出能力較弱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 為了克服上述方法浸出氧化鋅礦存在的問題，本發(fā)明采用一種新的浸出體系，即 以氯化銨（NH4C1)、氨水（NH3 ?H20)和氮三乙酸（NTA)作為浸出劑，實現(xiàn)低品位氧化鋅礦的 高效浸出。
[0010] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：首先配制一定濃度的 nh4ci-nh3-nta溶液作為浸出劑，然后加入一定粒度的氧化鋅礦至浸出劑溶液中，通過控制 反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間，實現(xiàn)鋅的有效浸出。
[0011] 本發(fā)明所述方法具體包括以下步驟： (1)浸出劑溶液的配制 配制總氨摩爾濃度(氯化銨與氨水摩爾濃度之和）為1~ 10mol/L、氮三乙酸摩爾濃度 為0. 1~1mol/L的浸出劑溶液，其中氯化按摩爾濃度與氨水摩爾濃度之比為1~5 :1。
[0012] (2)浸出 將低品位氧化鋅礦磨細(xì)至100%過孔徑為50~100ym的篩網(wǎng)后，在浸出劑溶液中進行攪 拌浸出，在液固比(液體體積與固體重量之比mL/g)為5~20 :1，浸出溫度為25~60°C，攪拌 速度為200r/min~800r/min的條件下反應(yīng)0. 5~4h后進行固液分離，得到含鋅浸出液。
[0013] 在NH4C1-NH3-NTA體系中浸出低品位氧化鋅礦，發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)方程如下：
【主權(quán)項】
1. 一種浸出低品位氧化鋅礦的方法，其特征在于包括以下步驟： (1) 浸出劑溶液的配制 配制氯化銨與氨水摩爾濃度之和為1~ 10mol/L、氮三乙酸摩爾濃度為0. 1~1mol/L的浸出劑溶液，其中氯化銨摩爾濃度與氨水摩爾濃度之比為1~5 :1 ; (2) 浸出 將低品位氧化鋅礦磨細(xì)至100%過孔徑為50~100ym的篩網(wǎng)后，在浸出劑溶液中進行攪 拌浸出，在液體體積與固體重量之比mL/g的液固比為5~20 :1，浸出溫度為25~60°C，攪拌 速度為200r/min~800r/min的條件下反應(yīng)0. 5~4h后進行固液分離，得到含鋅浸出液。
2. 如權(quán)利要求1所述的浸出低品位氧化鋅礦的方法，其特征在于：所述低品位氧化鋅 礦為含水鋅礦、硅鋅礦、異極礦中的一種或幾種。
3. 如權(quán)利要求1所述的浸出低品位氧化鋅礦的方法，其特征在于所述氨水、氯化銨和 氮三乙酸均為工業(yè)級試劑。
【專利摘要】一種浸出低品位氧化鋅礦的方法，先配制氯化銨與氨水摩爾濃度之和為1~10mol/L、氮三乙酸摩爾濃度為0.1~1mol/L的浸出劑溶液，其中氯化銨摩爾濃度與氨水摩爾濃度之比為1~5：1；再將低品位氧化鋅礦磨細(xì)至100%過孔徑為50~100μm的篩網(wǎng)后，在浸出劑溶液中進行攪拌浸出，在液體體積與固體重量之比mL/g的液固比為5~20，反應(yīng)4h后進行固液分離，得到含鋅浸出液。本發(fā)明對低品位氧化鋅礦物中各種氧化態(tài)鋅物種均有良好的浸出效果，所用浸出體系可以靈活調(diào)節(jié)總氨濃度與氮三乙酸濃度之間的比例，在保證較高浸出率的基礎(chǔ)上可減少有機配體的用量。
【IPC分類】C22B19-00, C22B3-14
【公開號】CN104762473
【申請?zhí)枴緾N201510211409
【發(fā)明人】楊天足, 饒帥, 張杜超, 郝占東, 肖慶凱, 張新望, 劉偉鋒, 陳霖
【申請人】中南大學(xué)
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月29日