一種氧化鋅礦綜合利用的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種氧化鋅礦生產(chǎn)氧化鋅產(chǎn)品并綜合利用尾礦渣的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前氧化鋅產(chǎn)品的生產(chǎn)一般用含鋅量高的礦進(jìn)行焙燒成鋅焙砂作原料，因?yàn)槠浜?鋅率較高，浸提相對容易。隨著長年的開采，高品位礦源已越來越少，品位也逐漸降低，人們 現(xiàn)己開始注意氧化鋅礦的利用。但氧化鋅礦通常含鋅率較低(有價(jià)元素含量Zn30%以下； Pb0.15%;Cu0.008%;Mn0.06%)，且成分復(fù)雜，多以菱鋅礦、鋅鐵尖晶石和異極礦存在， 礦石中脈石成分氧化鐵、氧化硅、氧化鈣、氧化鎂含量高（分別約Fe2034-7% ;Si023-5% ; Ca030-32%;MgO7-8%)。綜合回收利用價(jià)值不大，而對鋅的選礦、酸浸都較困難，選礦成本 高，是國內(nèi)外選礦長期存在的重大技術(shù)難題。近年來國內(nèi)外對氧化鋅礦的浸提的方法大多 是，用含強(qiáng)酸的硫酸鋅溶液對氧化鋅礦浸出，雖然鋅浸出率有所提高，但進(jìn)入溶液的鐵、硅 量也高，除鐵困難，消耗試劑量大，洗滌液帶走鋅多。中國公開專利如CN1477217A對上述方 法做了改進(jìn)，先采用含硫酸鋅pH= 3-4的溶液進(jìn)行中性浸出，再進(jìn)行低酸浸出工藝。但鋅鐵 尖晶石、異極礦在低酸情況下分解緩慢，浸出效率低、成本高、環(huán)境污染等問題仍然存在。
[0003]最理想的方法是進(jìn)行鋅的選擇性浸出，使鋅進(jìn)入溶液中，鋅得到有價(jià)值的回收利 用，鐵炭返回冶煉使用。
[0004]氨法是制備氧化鋅的一種常用方法，目前氨法(氨-碳銨聯(lián)合浸出法生產(chǎn)氧化鋅） 的一般步驟包括:對含鋅物料使用氨-碳銨聯(lián)合浸取制得鋅氨絡(luò)合液，經(jīng)凈化、蒸氨結(jié)晶、干 燥煅燒制得氧化鋅產(chǎn)品，一般氧化鋅含量95-98 %。
[0005]這種傳統(tǒng)的氨法制備氧化鋅一直沒有應(yīng)用于低品位氧化鋅礦的處理，主要原因在 于：
[0006] 1.因?yàn)榈V物含鋅率低，含泥量高，浸出液含鋅濃度低，浸出劑消耗量大，成本高，企 業(yè)無法承受。
[0007] 2.因?yàn)殡s質(zhì)成分復(fù)雜，生產(chǎn)的產(chǎn)品合格率低，產(chǎn)品價(jià)格低經(jīng)濟(jì)效益差。
[0008] 3.常規(guī)手段浸取時(shí)，鋅礦的浸出率低，浪費(fèi)大，鋅礦的價(jià)值得不到利用和體現(xiàn)。
[0009]綜上所述，對于低品位氧化鋅礦的處理，如何在低鋅含量物料中有效浸出其中的 鋅，使低品位氧化鋅礦中的鋅和其他成分得到有效的回收利用，同時(shí)克服傳統(tǒng)方法缺點(diǎn)，成 為本行業(yè)亟待解決的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的發(fā)明目的在于:針對上述存在的問題，提供一種低品位氧化鋅礦的綜合 利用的方法。
[0011] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的：一種利用低品位氧化鋅礦生產(chǎn)氧化鋅產(chǎn)品的方 法，主要為氨法制備活性氧化鋅和納米氧化鋅等氧化鋅產(chǎn)品，包括以下步驟；
[0012] 浸取待處理的低品位氧化鋅礦、凈化除雜、蒸氨結(jié)晶和干燥煅燒得到氧化鋅；
[0013]浸取待處理的低品位氧化鋅礦時(shí)，用氨水-碳銨液進(jìn)行浸取;其中，所述浸出劑中NH3 的摩爾濃度c(NH3) = 2-8mo1/L，C032-的摩爾濃度c(C032-) = 0·5-3·5mo1/L。
[0014] 作為優(yōu)選:控制c(NH3):c(C032-)=2~6:1，0.00卜0.11^的表面活性劑 ;浸取鋅礦 后的浸出液加入次氧化鋅或鋅渣等氧化鋅含量大于等于25 %的原料提高浸出液中鋅濃度， 使浸出液中鋅濃度高于45g/L，可以是直接加入次氧化鋅或鋅渣等氧化鋅含量大于等于 25%的原料，也可以是加入浸出劑浸出次氧化鋅或鋅渣等氧化鋅含量大于等于25%的原料 后的浸出液;加入方式可以是加入氧化鋅礦中一起進(jìn)入浸出劑浸取，也可以是在浸出劑浸 出氧化鋅礦時(shí)加入，還可以是在浸取氧化鋅礦后的浸出液中加入。
[0015]浸取液加入次氧化鋅或鋅渣等氧化鋅含量大于等于25%的原料提高溶液中鋅濃 度，是因?yàn)檠趸\礦里鋅含量普遍較低，溶液中濃度提升需要多次浸取新礦，造成工藝流程 長，經(jīng)濟(jì)效益不高;添加次氧化鋅或鋅渣等氧化鋅含量大于等于25%的原料提高鋅濃度，能 解決這個(gè)問題，既能處理低品位氧化鋅礦，又不至于濃度太低或工藝流程太長而造成生產(chǎn) 成本太高。故添加次氧化鋅或鋅渣等氧化鋅含量大于等于25 %的原料提高鋅濃度，可使本 發(fā)明能處理含鋅低至4個(gè)百分點(diǎn)的氧化鋅礦且能有好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0016]凈化除雜、蒸氨結(jié)晶和干燥煅燒步驟均采用目前普通氨法制備氧化鋅的工藝參 數(shù)。但優(yōu)選采用兩步步除雜:第一步高錳酸鉀或過硫酸銨氧化除鐵錳，第二步采用鋅粉與硫 化銨或硫化鈉共用除鉛銅等雜質(zhì)。
[0017]其中：
[0018] 浸取步驟的化學(xué)反應(yīng)方程式為：
[0019 ] ZnO+nNH3+H2〇4[ Zn (順3) η ] 2++20H-
[0020 ] ZnFe2〇4+nNH3+4H2〇- [ Ζη (ΝΗ3) η ]2++2Fe (OH)3丄+20Η-
[0021] ZnFe2〇4+nNH3+H2〇4[Zn(NH3)n]2++Fe2〇3丄+2〇Η-
[0022] Zn2Si〇4+2nNH3-2[Zn(NH3)n]2++Si〇44-
[0023 ] Ζη(OH)2+ηΝΗ3-[Ζη(ΝΗ3)η]2++20Η-
[0024 ] ZnC〇3+nNH3-[Ζη(ΝΗ3)η]2++C〇32-
[0025]其中η = 1 ~4;
[0026]過硫酸銨或高錳酸鉀作為氧化劑，除去鐵、錳、砷等雜質(zhì)。反應(yīng)方程式：
[0027] 5(順4)2S2〇8+2Mn2++8H2〇-2NH4Mn〇4+4(順4)2S〇4+16Η++6 S〇42-
[0028] S2〇82-+Mn2++2NH3 · H2〇+H2〇-MnO(OH)2丄+2NH42++2S〇42+2H
[0029] S2〇82-+2Fe2++6NH3 · H20-2S〇42-+2Fe(0H)3丄+6NH4+
[0030] As2〇3+3H2〇^2H3As〇3
[0031 ] 2H3As〇3+8Fe(OH)3-(Fe2〇3)4As2〇3·5H2(H+10H2〇
[0032] As〇43-+Fe3--FeAs〇4|
[0033] Ca2++HC03-+20H--CaC03 丄+H20;
[0034]經(jīng)過前述步驟氧化、分離后的鋅氨絡(luò)合液再經(jīng)過鋅粉置換和硫化鈉沉淀重金屬雜 質(zhì)，得到鋅氨絡(luò)合精制液;反應(yīng)方程式：
[0035] M2++S2-MSiM 代表 Cu2+、Pb2+、Cd2+、Ni 2+Hg2+等離子
[0036] As3++S2^As2S3|
[0037]3Fe2++Mn〇4>7H2O^Mn02|+3Fe(OH)3|+5H+
[0038] 3Μη2++2Μη〇4-+2Η20-5Μη〇2 丄+4H+
[0039] Υ2++Ζη-Ζη2++Υ其中Υ代表:Cu2+、Pb2+、Cd2+、Ni2+等離子
[0040] 蒸氨步驟的反應(yīng)方程式：
[0041] 3 [Ζη(ΝΗ0,] C03 +出0 -I-ZnC〇3 . 2Zn(0Hh .扎0丨+ 12NtM + 2C0」t
[0042] 蒸氨時(shí)加入氫氧化鈉提高pH值，并使酸根離子結(jié)合的銨變?yōu)橛坞x態(tài)，回收利用，反 應(yīng)式：
[0043] (NH,) 2S0, + 2Na0HNa>S0, +2NH3t+2H20
[0044] NH4Cl+NaOH--->NaCl+NH3T+H 20
[0045] 干燥煅燒的化學(xué)反應(yīng)方程式：
[0046] ZnC〇3· 2Zn(OH)2 ·H2〇--- 3Zn0 +3H.0t+C0.
[0047] 作為優(yōu)選:氧化鋅礦的浸取方式，采用濕磨活化浸出。
[0048]作為優(yōu)選:在蒸氨結(jié)晶過程中，隨時(shí)檢測蒸氨塔內(nèi)液體鋅含量，當(dāng)鋅的質(zhì)量含量在 1.5-5 %時(shí)，在蒸氨設(shè)備內(nèi)加入氫氧化鈉溶液，加入的氫氧化鈉溶液為每立方米蒸氨液體加 入質(zhì)量百分含量為30%的氫氧化鈉溶液1-5升，鋅質(zhì)量百分含量低于0.5%時(shí)，結(jié)束蒸氨。
[0049] 在蒸氨過程中，當(dāng)鋅氨絡(luò)合液中氨濃度較低時(shí)，通過增加氫氧化納提高液體的pH 值，使NH4+轉(zhuǎn)為游離NH3分子達(dá)到快速脫氨，快速結(jié)晶的目的。結(jié)晶速度越快，雜質(zhì)包裹晶體 的機(jī)會就越小，從而提尚結(jié)晶體的純度。
[0050] 作為優(yōu)選:干燥煅燒溫度控制在300-650°C，煅燒時(shí)間為40-80分鐘。
[0051 ]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：
[0052] 將氨法應(yīng)用于低品位氧化鋅礦的處理，并對現(xiàn)有氨法進(jìn)行了適應(yīng)性改進(jìn)，在浸取 時(shí)加入次氧化鋅或鋅渣等氧化鋅含量大于等于25%的原料提高浸出液中鋅濃度，解決了氧 化鋅礦品位低而造成浸出工藝長，經(jīng)濟(jì)效益差的缺點(diǎn)，充分利用氧化鋅礦資源;本發(fā)明采用 300-650°C的煅燒溫度，可得到的95%~98 %的活性氧化鋅，也可得到98%以上的高純度氧 化鋅產(chǎn)品；另外，本發(fā)明的處理方法能耗低、效率高，浸出劑循環(huán)利用。經(jīng)過浸出處理的氧化 鋅礦尾渣，并沒有破壞原有礦物組成結(jié)構(gòu)，采用制磚等方法處理礦渣，達(dá)到了經(jīng)濟(jì)環(huán)保雙重 目的，同時(shí)燒結(jié)磚產(chǎn)生的煙塵還可冷卻得到粗品氧化鋅，得到的粗品氧化鋅可以返回浸取 生產(chǎn)氧化鋅產(chǎn)品。
【附圖說明】
[0053] 附圖為本發(fā)明的具體工藝流程。
[0054] 附圖兼做摘要附圖。
【具體實(shí)施方式】
[0055] 下面對本發(fā)明作詳細(xì)的說明。
[0056] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明 進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于 限定本發(fā)明。
[0057] 實(shí)施例1
[0058] 原料：云南某氧化鋅礦1#，其成分為：Znl5.68%.Fe18.20% .Si027.94%，其鋅物相 成分為碳酸鋅