CN100385026C - 从硅酸锌浓缩物中去除有机和无机总炭的方法,同时具有净化生产锌工艺中水和镁的附加效应 - Google Patents
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Abstract
在硅酸锌浓缩物中去除有机和无机的总碳的方法，及在生产锌工艺中具有净化水和镁的附加效应。该发明涉及去除硅酸锌浓缩物中含有的碳酸盐和有机物的有机和无机总炭。由于它充分利用了浮选浓缩物的中和能力，所以该方法有二个附加的优点：高效除去在生产锌的电解过程中有害的镁元素，和完全净化在湿法冶金的锌过程中引起在金属生产工艺中稀释的过量水的能力。该方法包括如下步骤：用二次溶液在高压釜中直接处理硅酸锌浓缩物，不需焙烧(600-900℃)或焙烧研磨阶段，从浓缩物浮选和富集过程得到的颗粒度足够用于高温和高压反应。
Description
本发明用于提供一种改进方法，即从硅酸锌浓缩物中完全除去有机物和碳酸盐，以及净化锌生产设备中的水和镁。
在生产锌过程有机物是有害的，尤其在净化阶段以及电解过程中，由于它们还原金属的电镀效能和引起黏附于阴极浓缩物，如此，在阴极板不利于脱附。利用常规方法除去有机物，要借助高代价的浓缩焙烧工艺，高温超过600℃。
因为在生产锌过程中必须精细地调节水平衡，所以该平衡调节常常要求以损失在锌电解中的电解池和排出低锌含量为代价，排出的锌量随后即为用石灰或石灰石添加物处理流出物的锌沉淀阶段，或者通过简单的中和，如此导致金属回收的损失。该发明用以恰当锌浓度的最大中和能力和利用合适条件为其具有高金属回收效率的最大反应动力。
镁是生产锌过程中的另一有害元素。这一元素不仅不利于杂质除去阶段而且引起锌电解池的欧姆电阻，如此降低了电镀效率。为了把镁元素留在液相的总净化和在处理浓缩物中所见大部分该元素的提取的溶液中，该发明提供了必要的选择性。
因此，这一新方法的主要优点是：
·完全去除浮选浓缩物的焙烧(600-900℃)；
·去除了随后产生的焙烧产品的粉碎；
·为必要的中和减少了流出物中的锌含量；
·在浮选的滤饼沥滤阶段去除了泡沫；
·通过获得无有机物溶液增加了锌电镀效率；
·通过极大地减少金属中和以及循环操作增加整体锌回收产量，所说的循环操作过程通常来自无效的中和。
为了对付这些目的，在硅酸锌浮选浓缩物中，申请人已经发展了一种全部有机和无机炭和镁的去除方法，并在生产锌工艺中具有除水的增加效应，其特征是压热浮选的浓缩物在高温高压下与含锌二次溶液一起的直接处理。
该方法由处理浮选硅酸锌浓缩物组成，不用任何焙烧，在高压釜中与二次或洗锌溶液一起，其温度在大约160℃-大约200℃和压力在11-19bar。高压釜的工作温度/压力条件的决定依赖于在高压釜中的有效驻留时间。驻留时间越长，满足目的要求的温度和压力越低，所说的目的即：以碳酸盐形式和/或有机物的形式的全部碳分解；对液体部分的选择锌沉淀和镁提取。压热处理后，把浆排放到闪蒸罐以便降低压力和温度直到大气压条件。增稠和过滤合成浆。低锌含量过滤物可以直接到中和或流出处理部分，并且可以用硫酸沥滤滤饼生产硫酸锌溶液。
在高压釜内通过加入蒸汽产生起始压力，但随后，随着碳酸盐和有机碳的分解压力升高，其中如这一反应所示，它们被转化为炭气和水：
ZnSO4+Zn2SiO4+6H2O+CaCo3+MgCO3→ZnSO4·2Zn(OH)2·4H2O+SiO2+Ca(OH)2+Mg(OH)2+2CO2
因为从二次溶液选择锌沉淀产生高产量，得益于高温高压下反应动力的好处，其中利用常规反应器是不可能的，使用这一技术革新处理工厂的流出物系统减少了金属处理的部分，如此促进了生产和减少了试剂消耗。
压热处理浮选浓缩物的沥滤阶段给出了优良的锌回收产量(98.5％)，具有改进沥滤浆的过滤和增稠的时间的附加优点，所说的改进为压热处理的浮选浓缩物的沥滤相对常规焙烧产品沥滤过程而言。
因为流出物处理下不存在金属循环的无效性，所以利用这一新方法可增加硅酸盐厂的整体锌回收产量。
下面是说明实施例，其中并不能认为限制本发明的范围。
为了试验这一方法，安排了使用量级在100克-2000克的原浮选浓缩物的扩大实验，以及在中试装置连续负荷试验运行200公斤/天和每天运行24小时持续60小时。
实施例1：
在实验室的扩大规模运行试验：
在2002年4月8日和4月11日期间，在实验室进行了第一次试验。
用100克样品，温度160℃，和用39克/升Zn和4克/升Mg模拟的二次合成溶液实施了工作台规模的原浮选浓缩物的压热处理试验。驻留时间设在90分钟。继原浮选浓缩物的压热处理试验后，丢弃液体和把产生的滤饼以200g/L加到硫酸溶液以模拟开始的沥滤和检查泡沫的形成。
使用硫酸锌合成溶液的原浓缩物和镁的压热处理结果见其中附图1。
把来自压热处理浓缩物过滤的滤饼按照200g/L加到硫酸溶液以模拟硅酸盐浓缩物沥滤条件；定量结果见其中附图2。
试验结论：
·利用高压釜中优良的特性沉淀二次合成溶液中的锌；
·没有任何镁沉淀发生，但是对比中提取了浓缩物中大约60％的元素；
·锌沉淀效率高达99％(试验4)；
·原浓缩物的处理去除了来自该浓缩物的碳酸盐，即在沥滤中无任何起泡现象所证实，但是，还没有任何使用沥滤的过滤物进行碳酸盐或总有机物的分析。
·沥滤中无任何泡沫形成，有机物和碳酸盐转化为CO2和水的分解证据，其中可由增高的高压釜压力所表明；
·因为用原硅锌矿浓缩物的压热处理的成功试验，所以建议第二试验阶段确证大规模试验的结果。
实施例2：
通过实验室批量试验原浓缩物处理结果的确证：
在2002年4月22和4月25期间进行试验。
用于高压釜试验的浓缩物的组合物如下：
化学分析：
| Zn(％) | MgO(％) | CaO(％) | F(％) | 碳酸盐(％) | SiO2(％) | 水汽(％) |
| 42.74 | 2.32 | 3.22 | 0.0210 | 8.72 | 27.0 | 8.6 |
颗粒测量：
| 筛子(目) | 60 | 80 | 100 | 170 | 200 | 270 | 325 |
| 筛下物(％) | 99.8 | 98.7 | 95.5 | 81.4 | 75.4 | 68.6 | 63.2 |
试验1-测定最佳高压釜操作时间：
从起始分析如下的溶液组合物合成二次溶液：
溶液分析 克/升
Ca 0.12
Mg 3.79
Mn 0.68
Si 0.25
Zn 31.7
PH 4.00
使用硅酸锌浮选浓缩物和按照20％固体的合成二次溶液制备高压釜进料浆。
为了决定最佳驻留时间，反应每隔30分钟，监测浮选浓缩物的压热处理试验结果。使用的操作参数以及试验结果见其中附图3。
试验2-加入石灰石(碳酸钙)改进二次溶液中的锌沉淀和中和的效率：
试验条件和结果见其中附图4。
从结果可见，已有证据锌沉淀效率上升到99.9％。无任何镁沉淀发生，但是它在浓缩物中的溶解可达大约60％，对于除去这一有害元素，生产锌过程就是强有力的证据。
在标号2的试验下，试验了得到滤饼的沥滤，以及其表明无任何泡沫形成的结果。总有机碳分析(TOC)确证不存在任何有机碳，和对此的化学分析表明含量低于分析装置的探测范围，如，4毫克/升，如在其中附图5所示。
结论：
·通过使用大量加入材料的批量试验显示了锌沉淀效率和镁提取的证据。
·在高压釜有机物分解为CO2和水，其中实际上不仅由起泡和成泡的去除而且由总有机物-化学分析所表明，当沥滤压热处理的滤饼时，所说的有机物不是可探测的。在原浓缩物沥滤试验下，没有任何处理时，这是80ppm(百万分之一)。
实施例3：
无任何焙烧，在实验室高压釜的中试中，浮选浓缩物的连续处理试验：
在重复结果的目的中，对原浮选浓缩物进行了连续的处理试验，所说的结果已经是在2002年6月12日和6月17日内由批量处理得到的。
连续试验流程图-见其中附图6。
结果见附图7-9。
试验时间是60小时，利用连续负荷与旋转移动一起。该结果表明：
·用25％的固体浓缩物锌沉淀和镁效率最好。
·最佳驻留时间在200℃是90分钟，其中导致沥滤的压热处理的滤饼无任何泡沫形成。
实施例4：
在实验室底流过滤下来自增稠器的滤饼的沥滤试验：
这由连续中试试验组成，所说的试验用于测定高压釜滤饼的沥滤性能，所说的性能考虑如下：泡沫进化，过滤时间，沉积，和沥滤产量。
试验使用压热处理的浓缩物和具有196克/升酸性的沥滤溶液，65-70℃温度，和07:00小时的驻留时间。
结果可见附图10-12以及如下：
·在来自使用压热处理的浓缩物沥滤的溶液中，Mg浓度减少1克/升；
·沥滤产量很好：锌提取大约98.5％；
·氟化物含量减少7毫克/升(见附图14)；
·在压热处理浮选浓缩物的沥滤中增稠和过滤效率比在硅酸盐焙烧产品的沥滤中的相应性能好，其中允许减少如增稠器这种项目设备的体积以及在过滤范围也如是；
·试验显示在压热处理的浓缩物的沥滤中没有发生任何泡沫形成。
·附图13表明了在250毫升试验管中(按33％稀释)对于压热处理浮选浓缩物的比较沉积效率。
Claims (4)
1.一种去除在硅酸锌浓缩物中有机和无机的总碳的方法，而且在生产锌工艺中具有净化水和镁的附加效应，其特征在于，不用焙烧在高压釜中用二次锌溶液，在温度在160℃～200℃，压力在11bar-19bar下直接处理压热浮选的硅酸锌浓缩物。
2.按照权利要求1的从硅酸锌浓缩物中去除有机和无机的总碳的方法，而且在生产锌工艺中具有净化水和镁的附加效应，其特征在于，继压热处理后，把浆料排放到闪蒸罐，从而将压力和温度减小到大气压条件。
3.按照权利要求1的从硅酸锌浓缩物中去除有机和无机的总碳的方法，而且在生产锌工艺中具有净化水和镁的附加效应，其特征在于，可以增稠和过滤得到的浆料。
4.按照权利要求1的从硅酸锌浓缩物中去除有机和无机的总碳的方法，而且在生产锌工艺中具有净化水和镁的附加效应，其特征在于，低锌含量过滤物可被导入中和或流出物处理阶段，及使用硫酸沥滤滤饼以生产硫酸锌溶液。
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