氧化鋅礦的酸浸提取工藝

????氧化鋅礦的酸浸主要以硫酸、鹽酸等無機(jī)酸或者廢電解液作為浸出劑，浸出液經(jīng)凈化除雜后進(jìn)行電積工序提取鋅。酸浸處理尤其是硫酸浸出處理氧化鋅礦石是目前研究得較多且生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的方法，主要包括浸出、凈化和電積或者轉(zhuǎn)化制取其它鋅產(chǎn)品等工序。氧化鋅礦中不同鋅物相的常規(guī)酸浸反應(yīng)機(jī)理一般如下:

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但一般硅酸鹽型氧化鋅礦中硅含量都較高，酸浸過程中，礦石中異極礦和硅鋅礦易溶于硫酸，進(jìn)入溶液的硅酸不穩(wěn)定，分子間容易發(fā)生聚合作用形成多聚硅酸、硅溶膠和水凝膠，對(duì)礦漿的過濾性能有重大影響。為了得到過濾性良好的礦漿，除硅是必要的，設(shè)法使硅在形成溶膠或凝膠之前形成易于過濾的形態(tài)，從而減小對(duì)礦漿液固分離的影響。目前在工業(yè)上應(yīng)用的方法有老山法、瑞底諾法、中和凝聚法和順流連續(xù)浸出法。

????采用酸浸的方法來浸出氧化鋅礦，一般可獲得較高的鋅侵出率。賀某等以硫酸直接浸出含鋅32.46%的氧化鉛鋅礦，在最佳工藝條件下鋅浸出率可達(dá)97%以上;藍(lán)某對(duì)某地的低品位氧化鋅礦進(jìn)行酸浸實(shí)驗(yàn)研究，保持礦漿pH=2.0，控制加酸速度和加酸量，鋅的浸出率大于97.64%，鐵硅浸出率較低，但浸出過程酸耗較大，耗酸為1.76t/噸鋅;李某等研究了低品位氧化鋅礦的攪拌浸出行為，在初始酸度60g/L，液固比5:1，浸出時(shí)間4h的條件下，鋅浸出率在95%以上，攪拌時(shí)間的延長(zhǎng)增加了浸出液中鐵的含量，但鋅的浸出率沒有明顯變化;楊大錦等采用硫酸堆浸工藝處理低品位的氧化鋅礦(含鋅11.49%)礦堆層厚1m，堆浸過程采用間歇噴淋法，噴淋強(qiáng)度10-12L/(㎡/h)，溫度20-320G，筑堆時(shí)進(jìn)行濃酸熟化處理，形成熟化板結(jié)塊，控制浸出液pH為1.0-1.5，經(jīng)過13周的堆浸，礦石中鋅的浸出率達(dá)到93.25%，鋅浸出率高，說明堆浸工藝處理低品位的氧化鋅礦在技術(shù)上是可行的。

????此外，采用加壓酸浸技術(shù)來處理硅含量高的氧化鋅礦也具有很大的優(yōu)勢(shì)，該技術(shù)以其反應(yīng)效率高、對(duì)原料適應(yīng)性強(qiáng)和環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，在濕法冶金中應(yīng)用較為普遍。李某等采用加壓酸浸的方法處理高硅氧化鋅礦，獲得了最佳工藝條件，在礦物粒度為0.104 mm，硫酸濃度120g/L，壓力1.0 MPa，浸出90 min浸出溫度120 0C，液固比3:1的條件下，鋅浸出率大于97%,SiO2的截留率大于99%，有效地避免可溶性硅的溶出，礦漿的過濾性能良好;Xu等也研究了硅鋅礦的加壓酸浸行為，發(fā)現(xiàn)采用該技術(shù)處理高硅氧化鋅礦可獲得較高的鋅浸出率，礦石中鐵和硅的溶出率較低，優(yōu)化條件下鋅的浸出率在97%以上，該技術(shù)有效地解決了傳統(tǒng)酸浸技術(shù)中硅溶出導(dǎo)致過濾困難的問題，將為我國(guó)難處理高硅氧化鋅礦的浸出開辟新的道路。

????另外，溶劑萃取技術(shù)在氧化鋅礦的酸性浸出提取鋅方面也發(fā)揮著重要的作用。現(xiàn)代鋅的萃取技術(shù)發(fā)展起始于本世紀(jì)，據(jù)有關(guān)報(bào)道，某鋅礦的冶煉廠使用“浸出-中和一溶劑萃取一電積”工藝直接從含鋅10.6%的氧化鋅礦石中提取金屬鋅，產(chǎn)能達(dá)到15萬噸/年，成為世界上第一家使用溶劑萃取一電積工藝(SX-EVE)從氧化鋅礦石中提取鋅并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的冶煉廠。國(guó)內(nèi)也有采用溶劑萃取技術(shù)從氧化鋅礦的酸浸液中提取鋅的研究。劉某等采用“酸浸一萃取一電積”工藝來處理低品位氧化鋅礦，浸出過程采用了中性浸出和酸性浸出兩段浸出的方式，鋅的浸出率大于92%，有效地抑制了雜質(zhì)Fe. Si, Al等的溶出，萃取段使用的萃取劑為P204，經(jīng)過多級(jí)萃取和反萃，鋅得到有效的富集，電解液中微量的P204含量在低于5*10-6時(shí)才不會(huì)對(duì)陰極鋅的質(zhì)量有影響:某公司對(duì)氧化鋅礦采用浸出一凈化一電解，浸出渣采用水洗一萃取一反萃一電解工藝生產(chǎn)電鋅，在萃取過程中，以P204為萃取劑，可將洗水中的低濃度的鋅純化、富集，反萃液除油后得到的高純度硫酸鋅直接與浸出過程的凈化后液合并進(jìn)行電解，生產(chǎn)0#鋅，萃取段的加入有效地提高了鋅的回收率。該公司鋅萃取段的生產(chǎn)能力為5萬噸鋅/年，其工藝流程如圖1-1所示。

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????酸浸法處理氧化鋅礦一般可達(dá)到較高的浸出率，但雜質(zhì)硅、鐵、鈣、鎂等容易隨鋅一同浸出，后續(xù)凈化負(fù)擔(dān)較大。硅的大量溶出容易形成難過濾的膠質(zhì)SiO2致使液固分離難以進(jìn)行。酸浸過程浸出中和渣量大，增加了酸耗，溶液平衡較難控制，生產(chǎn)1t鋅約耗酸1t以上，是硫化鋅礦石耗酸的5倍，經(jīng)濟(jì)效益不明顯，只有處理品位在30%以上時(shí)才會(huì)得到較好的技術(shù)指標(biāo)。

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