CN101418377A - 高硅氧化锌原矿湿法冶炼工艺 - Google Patents

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杨丽周
杨晓冬
杨再兴
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Abstract

高硅氧化锌原矿湿法冶炼工艺。本发明属于湿法冶炼领域，是对高硅、高铁氧化锌原矿直接浸出的方法。在本发明中，先对高硅、高铁氧化锌原矿进行破碎、湿式球磨，用湿法炼锌流程的废电解液对其进行酸性浸出，酸浸时根据二价铁离子含量，在浸出段加入高锰酸钾和/或二氧化锰，且投入量控制在矿石总量的1％～10％；浸出中，控制温度为40℃～90℃，酸度pH值为0.5～5.2；浸出后的矿浆加入絮凝剂进行絮凝和浓缩。本发明在高硅氧化锌矿的直接浸出时可避免硅溶胶的形成，使高硅氧化锌矿资源得到有效利用。本发明与其他高硅矿处理工艺相比具有酸耗低、生产成本低、工艺简单等优点。

Description

高硅氧化锌原矿湿法冶炼工艺
技术领域
本发明属于湿法冶炼领域，是对高硅、高铁氧化锌原矿直接浸出的方法。
背景技术
随着锌用途范围的扩大，世界各国锌产品消耗量逐年增加，硫化锌矿日趋供应不足，氧化锌矿开采利用逐渐引起人们的重视。我国氧化锌矿储量十分丰富，分布较广，其中以云南、贵州两省居首位。但这类矿石的品位较低，其含硅量也高，难以用选矿方法加以分离，用火法直接处理原矿，需要加入大量脉石，费用高，并由于其低熔点与高还原温度之间的矛盾无法从根本上得到解决，从而使回收率低，因而高硅氧化锌矿未能得到大规模工业应用。若用湿法处理高硅氧化锌矿，其技术上的主要障碍是酸浸时会产生硅胶，严重影响矿浆了的沉降与过滤，严重时还将会导致生产的停滞。因此，硅酸锌矿床一直未能获得有效的开发利用。
有色金属冶金是典型的资源型产业，国民经济对有色金属的需求量也越来越大，为了延长矿山的服务年限，使矿产资源得到有效综合利用，探索大规模开发利用高硅氧化锌矿的工艺技术是十分重要和有意义的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高硅氧化锌原矿湿法冶炼工艺，它可利用含锌品位低，而且含高铁和高硅的氧化锌原矿，其工艺简单，可以有效地解决现有生产在浸出过程中溶液含铁高，容易形成硅凝胶等问题。
解决本发明的技术问题所采用的方案是：
(1)对高铁、高硅氧化锌原矿进行酸浸时，根据二价铁离子含量，在浸出段加入高锰酸钾和/或二氧化锰，且投入量控制在矿石总量的1％～10％。；
(2)在浸出作业时，控制温度为40℃～90℃，酸度pH值为0.5～5.2；
(3)浸出后的矿浆加入絮凝剂进行絮凝和浓缩。
本发明的具体工艺技术还包括：高锰酸钾和二氧化锰同时投入时，二氧化锰的加入量是矿石总量的0.5％～5％，高锰酸钾的投入量是矿石总量的0.01％～0.5％；浸出时原矿先在酸度为pH0.5～2.5条件下浸出，浸出完成后加入含锌物料中和至pH5.2；浸出后的矿浆加入聚丙烯酰胺进行絮凝后再浓缩10分钟～60分钟，上清液返净化作业，底流进行二段酸浸，二段酸浸矿浆进行酸性浓缩，二段上清液返原矿的调浆工序，二段底流进行压滤，含水溶锌的滤渣返锌回收车间再处理。
在对高硅、高铁氧化锌原矿酸浸前，应先破碎到粒度140目～160目，再加入浸出段的酸性压滤液，按2～10:1的液固比进行调浆，又用泵输送到浸出车间进行浸出作业；本发明酸浸工序所采用的酸液主要为湿法炼锌流程的废电解酸液，酸浸工序的时间为1小时～4小时。
本发明的有益效果是：
(1)可利用矿山高铁、高硅氧化锌原矿替代高品位氧化锌原矿，使成分复杂，有害杂质高的低晶位资源得到很好地利用，对于含铁在10～25％，铁超过25％、硅超出45％的氧化锌原矿，本发明也能取得很好的效果。
(2)解决了在浸出工序中出现的硅凝胶、高铁的情况，无需单独进行脱硅，除铁工序，达到生产简化、使工艺更具有操作性，达到降低生产成本的目的。
解决了高硅氧化锌矿酸浸时产生硅胶和矿浆沉降过滤困难等问题，为锌冶炼高硅氧化锌矿直接冶炼探索出了新工艺，拓宽了锌冶炼的工艺技术领域。
具体实施方式
实例1：
取含锌20％、铁20％、硅40％的氧化锌原矿，经球磨制浆，按氧化锌原矿与酸浸液4∶1的液固比来浆化，加入酸浸液浸出3小时，浸出温度70℃，同时投入矿石重量的2.5％高锰酸钾和二氧化锰，将矿石中的铁脱出，浸出后的矿浆加入聚丙烯酰胺絮凝剂进行中性浓缩，浓缩时间40分钟，中性上清送净化；浓缩底流作二段酸浸作业，作业温度为60℃，二段酸浸矿浆加入酸性矿浆进行酸性浓缩，酸性上清液返调浆，底流全矿浆压滤，压滤液送调浆，滤渣返锌回收车间。二段酸浸矿浆经压滤后，渣中仍有3％～6％的水溶锌，需返回锌回收车间再经过浆化、沉锌等工序回收渣含锌。
实例2：
取含锌20％、铁25％、硅45％的氧化锌原矿经球磨制浆，按3:1的液固比来浆比，加入酸溶物浸出2.5小时，浸出温度65℃，同时投入占矿石重量3％的高锰酸钾和二氧化锰，将矿石中的铁脱出，浸出后的矿浆加入中性聚丙烯酰胺絮凝剂进行浓缩，浓缩时间30分钟，中性上清液送净化作业，浓缩底流进行二段酸浸作业，作业温度65℃，二段酸浸矿浆加入酸性聚丙烯酰胺絮凝剂酸性浓缩，酸性上清液返球磨制浆，酸性底流全矿浆压滤，压滤液送球磨制浆，滤渣返锌回收车间。
实例3：
取含锌20％、铁30％、硅50％的氧化锌原矿经球磨制浆，按5:1的液固比宋浆比，加入酸溶物浸出2小时，浸出温度60℃，同时投入占矿石重量3.5％的高锰酸钾和二氧化锰，将矿石中的铁脱出，浸出后的矿浆加入中性聚丙烯酰胺絮凝剂进行浓缩，浓缩时间25分钟，中性上清液送净化作业，浓缩底流进行二段酸浸作业，作业温度70℃，二段酸浸矿浆加入酸性聚丙烯酰胺絮凝剂酸性浓缩，所产酸性上清返球磨制浆，酸性矿浆进行压滤，压滤液返球磨制浆，滤渣返锌回收车间。
以下为本发明的高硅氧化锌原矿与常规氧化锌原矿生产对比：
1、锌矿原料成分(％百分含量)
 
类别 Zn Fe SiO2 CaO MgO 含泥量
氧化锌原矿 21.16 7.96 22.43 7.99 1.29 45.35
高硅氧化锌原矿 19.85 26.75 49.95 1.20 1.15 48.75
2、浸出过程中的生产性对比
 
类别 Zn(g/L) Fe(g/L) Pb(mg/L) SiO2(mg/L) 上清沉降 过滤速度(kg/m2.h)
氧化锌原矿 121.50 14.21 16.23 260.60 良好 112.35
高硅氧化锌原矿 120.70 18.50 13.25 540.25 良好 103.75
3、净化过程中新液生产性分析对比
 
类别 Zn(g/L) Fe(g/L) SiO2(mg/L) Co(mg/L) Cd(mg/L) As(mg/L) 锌粉单耗Kg/t.Zn
氧化锌原矿 124.66 16.61 137.20 1.13 0.36 0.03 65.32
高硅氧化锌原矿 122.75 17.69 275.76 0.25 0.26 10.02 70.25
4、电解过程中的生产性对比
 
类别 酸锌比 电流效率(％) 锌片质量
氧化锌原矿 2.3：1 87.75 国标0#、1#
高硅氧化锌原矿 2.6：1 87.76 国标0#、1#

Claims (3)

1、一种高硅氧化锌原矿湿法冶炼工艺，其特征在于：
(1)对高铁、高硅氧化锌原矿进行酸浸时，根据二价铁离子含量，在浸出段加入高锰酸钾和/或二氧化锰，且投入量控制在矿石总量的1％～10％。；
(2)在浸出作业时，控制温度为40℃～90℃，酸度pH值为0.5～5.2；
(3)浸出后的矿浆加入絮凝剂进行絮凝和浓缩。
2、按权利要求1所述的高硅氧化锌原矿湿法冶炼工艺，其特征在于：
(1)高锰酸钾和二氧化锰同时投入时，二氧化锰的加入量是矿石总量的0.5％～5％，高锰酸钾的投入量是矿石总量的0.01％～0.5％；
(2)浸出时原矿先在酸度为pH0.5～2.5条件下浸出，浸出完成后加入含锌物料中和至pH5.2；
(3)浸出后的矿浆加入聚丙烯酰胺进行絮凝后再浓缩10分钟～60分钟，上清液返净化作业，底流进行二段酸浸，二段酸浸矿浆进行酸性浓缩，二段上清液返原矿的调浆工序，二段底流进行压滤，含水溶锌的滤渣返锌回收车间再处理。
3、按权利要求2所述的高硅氧化锌原矿湿法冶炼工艺，其特征在于：
(1)高硅、高铁氧化锌原矿酸浸前先破碎到粒度140目～160目，再加入浸出段的酸性压滤液，按2～10:1的液固比进行调浆，又用泵输送到浸出车间进行浸出作业；
(2)主要采用湿法炼锌流程的废电解酸液对原矿浆浸出，酸浸工序的时间为1小时～4小时。
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