CN1023870C

CN1023870C - 从锌浮渣中提取锌的方法

Info

Publication number: CN1023870C
Application number: CN91105757A
Authority: CN
Inventors: 王恒全; 黄孝祥; 亢树勋; 杨刘祥; 杨兰; 严小陵; 周强
Original assignee: KUNMING RESEARCH INST OF METALLURGY
Current assignee: KUNMING RESEARCH INST OF METALLURGY
Priority date: 1991-08-15
Filing date: 1991-08-15
Publication date: 1994-02-23
Anticipated expiration: 2006-08-15
Also published as: CN1058809A

Abstract

本发明提供了一种用磨矿机、分级机、振动筛、摇床和熔化炉从锌浮渣中提取锌的方法。该方法完全是一物理过程，含Zn75-78%的锌浮渣经过磨细、分级、筛分、选别、熔铸，产出金属锌锭或锌粉、优质氧化锌。产出的二次浮渣和摇床中间产品返回磨矿机继续处理，进一步回收金属锌和氧化锌，锌的总回收率大于98%。用本发明提供的方法处理锌浮渣，流程短，设备简单，产品单一，锌回收率高，经济效益好。

Description

本发明涉及有色冶金从锌浮渣中提取锌的方法，它包括：研磨、筛分和选别等步骤。

电解所得到的阴极锌片在熔铸时，锌很容易被氧化，并以下列反应生成氧化锌：

由此所形成的氧化锌包裹一些锌粒，就成为浮渣。

浮渣是一种氧化锌与金属锌的混合物。据1978年11月冶金工业出版社出版的《锌冶金》第468-475页介绍，熔化阴极锌时的浮渣产出率要看阴极沉积物的紧密程度，此紧密程度主要决定于电解液的纯度和技术条件。在较好的情况下所得浮渣有3.6-4.7%，有时还要多，例如有的工厂电解液含钴80毫克/升，所得的阴极锌表面很不平，熔化这种阴极锌时浮渣产出率超过17%。这种浮渣一般含锌85%左右。通常处理浮渣的方法有湿法和干法。湿法是将浮渣冷却后用球磨分离金属锌粒与氧化锌。分离出来的金属锌粒，或者单独熔化铸锭，或者与阴极锌一起熔化铸锭。球磨后的泥浆以沉清法分离固液体，回收氧化锌。干法是将浮渣送入干式球磨机，此球磨机系有孔壳，壳的四周有圆筒形筛网。球磨机与水平线略成倾斜装置。物料装入其中后由高端向低端移动。浮渣的大块在球磨机内被破坏，金属锌与氧化锌分开。这样金属锌的大粒由球磨机的下部轴颈排出，细小金属锌粒与氧化锌一起落入下面的筛网，此筛网又分开金属锌粒与氧化锌粉。

另据1961年中国工业出版社出版的《重金属冶金学》下册第223页介绍，某些工厂是将浮渣装入加热的旋转筒内进行良好的混合，包裹在金属锌上面的氧化膜被破坏，使锌粒汇合成液体锌，从圆筒流入一个小炉子中，然后定期地将锌铸成锌锭。经过转筒处理后的浮渣，经过振动筛，筛下的细小浮渣润湿后返回焙烧炉料仓中，筛上大颗粒浮渣送至破碎机破碎，破碎后的浮渣又经过筛子分离出金属锌小块，闭路循环若干次，直到浮渣不能再被破碎为止。上述处理锌浮渣的方法，它的目的是为了回收锌浮渣中的锌。主要步骤是研磨、筛分。设备简单，操作方便。对处理块状或者颗粒较大的锌浮渣是有效的，可直接回收金属锌。但是，不足之处是对于颗粒较细的，特别是小于0.833mm（20目）的浮渣中的锌，用上述处理方法，锌的回收率低，一般不能直接回收金属锌，而是作为生产氧化锌或者生产其它锌品的原料，产品价值比较低。为了有效的回收细粒级浮渣中的锌，冶金工作者对此作了进一步的研究。

据《Hydrometallurgy》1981.6（3+4）261-267报道，印度斯坦锌业有限公司锌冶炼厂阴极炉产出的锌浮渣，经过研磨分成三部分，第一部份是富含锌的＞0.25mm（＞50目），直接送回阴极炉中重新熔铸成锌锭;第三部份是富含氧化锌的＜0.074mm（＜-200目），经焙烧炉焙烧返回生产流程;第二部份，即中间的那部份0.25mm-0.074mm（50目-200目）是金属锌与氧化锌的混合物。经鉴定，含锌量为85-90%，其中金属锌为55-65%，氯化锌0.3-0.4%，余为氧化锌。在这部份混合物中有金属锌、氧化锌以及被一层氧化锌薄膜包裹的金属锌微粒，此混合物不宜进入阴极炉熔铸，也不宜进入焙烧炉焙烧，需要进行处理才能回收其中的锌和氧化锌。处理的方法是将经过研磨的第二部份混合物筛析成0.25mm、-0.25mm+0.18mm和-0.18mm+0.074mm（50目、-50目+70目和-70目+200目）三种筛析物，分别用5%硫酸溶液浸出30分钟，释放出不含氧化物而含＞99%Zn的金属锌微粒，浸出后的溶液含Zn25-28g/l，含氯化物0.25g/l。含氯化物的硫酸锌溶液经过处理后返回生产流程。对经过5%硫酸浸出的+0.25mm、-0.25mm+0.18mm和-0.18mm+0.074mm（50目、-50+70和-70+200目）的三种筛析物分别进行熔化铸锭，发现粒度越细的熔铸回放率越低。锌的熔铸回收率平均为85%，锌的总回收率为45.15%。为了提高熔铸回收率，将0.25mm和-0.25mm+0.18mm（50目和-50+70目）的金属锌微粒送阴极炉熔铸成锌锭，熔铸回收率分别为90.6%和88.5%，-0.18mm+0.074mm（-70+200目）的金属锌粉的熔铸回收率仅76%，因此，把-0.18mm+0.074mm（-70目+200目）的金属锌粉用于置换沉淀镉才是适宜的。该方法的优点是流程简单，特别适合处理细粒级锌浮渣，锌回收率高。其缺点是，一部份锌呈金属锌粒或者金属锌粉，熔铸成锌锭或者用于置换沉淀镉;一部份锌进入溶液形成含Cl0.25克/升、Zn25-28克/升的低浓度硫酸锌溶液;一部份锌进入-0.074mm的锌渣中。致使浮渣中的锌分散，金属锌的直接回收率低，只有45.15%。另外，含Cl0.25克/升、Zn25-28克/升的低浓度硫酸锌溶液，如果直接返回生产流程，给生产工艺带来困难。

为了克服上述锌浮渣处理方法中存在的缺点，本发明的目的在于提供一种简单易行、经营费低，锌的直接回收率高、锌的损失小，能使锌产品增值的从锌浮渣中提取锌产品的方法。

本发明的目的可通过如下措施来达到：由熔铸阴极锌片时产出的含锌75-85%的锌浮渣冷却后，先在磨矿机内加入水再加入锌浮渣进行湿式研磨，在研磨过程中，擦去锌粒表面的氧化锌薄膜，释放出金属锌，排出球磨机后，经分级机和振动筛，分离出＞0.05mm的金属锌粒，送熔化炉直接熔铸成锌锭，并产出二次浮渣。这部份锌占浮渣重量的36%，熔铸回收率＞87%。筛下的＜0.5mm的细粒物料，送摇床进行选别，分别产出金属锌粉和氧化锌粉（称尾砂）以及由氧化锌薄膜包裹着的锌粒（称中间产品），产出的金属锌粉的锌占浮渣重量的28%，金属锌粉经干燥、包装后，可以作为成使用，例如用于锌粉置换沉淀净化硫酸锌溶液或者送熔化炉熔化铸成锌锭，并产出二次浮渣。摇床产出的尾砂是含Zn70%±的优质氧化锌，经干燥、包装后作为成品出售。摇床产出的中间产品是由氧化锌薄膜包裹着的锌粒。此中间产品返回磨矿机，再进行磨细、擦去表面的氧化锌薄膜，释放出金属锌、送分级机、振动筛、球磨机进行分级、筛分、选别，分别产出金属锌粉和氧化锌粉以及由氧化锌薄膜包裹着的金属锌粒，即二次中间产品。此二次中间产品再返回磨矿机，再磨细，再分级、筛分1选别组成一闭路循环，进一步回收金属锌和氧化锌。在送熔化炉熔铸过程中产出的二次浮渣，返回磨矿机继续处理，经磨细、分级、筛分、选别、分别产出金属锌粉和氧化锌粉以及由氧化锌薄膜包裹着的金属锌粒，即二次中间产品，此二次中间产品再返回磨矿机，再磨细、再分级、筛分、选别组成一闭路循环。进一步回收金属锌和氧化锌粉。

图1是本发明从锌浮渣中提取锌产品的工艺流程图。

下面结合图1作详细描述

锌浮渣主要是-5mm的锌粒、氧化锌薄膜包裹着的锌粒、氧化锌粉以及少量的Zns、MnO2、ZnCl2、NH4Cl混合粒子。一般锌浮渣含锌75-85%。

磨矿机，可以是球磨机或者是棒磨机，其内可以装锌块作为研磨介质。锌浮渣送入磨矿机后锌浮渣内的块状金属成为自磨介质。在加水的情况下进行湿式研磨。金属锌的韧性好，不致在湿磨过程中被粉碎，只会将氧化锌薄膜擦去，氧化锌和NH4Cl、ZnCl₂。

形成的胶结粒子被粉碎。

分级机，可以是水力分级机或者是机械分级机。研磨后的固液体浆料进入分级机分级，氧化锌呈细粒溢流与金属锌粒分开。

振动筛，一般指的是机械振动筛。从分级机出来的金属细粒，经振动筛筛分，筛分得出＞1mm、0.5-1mm，＜0.5mm三种粒级的产物。前两种主要是金属锌粒，直接送熔化炉熔铸成金属锌锭，产出的二次锌浮渣返回磨矿机继续处理，组成一闭路循环，进一步回收金属锌和氧化锌。第三种产物送摇床处理。

摇床，可以是细砂摇床或者是粗砂摇床，也可以是刻槽摇床。＜0.5mm的细粒物料进入摇床进行选别，得出三种产品，第一种是摇床产出的细粒金属锌粉、经干燥、包装后可以作为成品使用，例如，用于锌粉置换沉淀，净化硫酸锌溶液。也可以送熔化炉熔铸成锌锭，产出的二次浮渣返回磨矿机继续处理，组成一闭路循环，进一步回收金属锌和氧化锌。第三种是摇床产出的尾砂，此尾砂与分级机出来的细粒溢流合并，经脱水后，是含Zn70%±的优质氧化锌，可直接作为氧化锌成品出售。第二种是摇床产出的中间产品，主要是仍被氧化锌薄膜包裹着的金属锌粒，这种中间产品返回磨矿机再磨细、擦去表面的氧化锌薄膜，释放出金属锌，再进行分级、筛分、摇床选别组成一闭路循环，可将浮渣中的几乎全部金属状态的锌粒或者锌粉选别出来加以回收。

采用本发明锌浮渣的处理方法，相比现有技术具有如下优点：其工艺流程完全是一物理过程，可以直接得到产品金属锌锭或者金属锌粉和成品氧化锌。工艺流程中的二次浮渣和中间产品均返回磨矿机继续处理，组成一闭路循环，无需另行处理。也无需进入其它流程。提高了锌的总回收率。锌的回收由三部份组成，一是金属锌锭或者金属锌粉，二是优质氧化锌，三是返回磨矿机处理的二次浮渣和摇床中间产品。按金属锌锭算，其锌的回收率可用公式计算：

η＝ab+a²b（1-b）+a³b（1-b）²…+aⁿb（1-b）^n-1

公式中，η代表锌的回收率，

a代表选别回收率，

b代表熔铸回收率，

n代表循环的次数，

经三次反复回收，用上述公式计算，从锌浮渣（含Zn75%）到金属锌锭锌的回收率大于80%，加上氧化锌的回收，锌的总回收率将＞98%。

用本发明提供的方法处理锌浮渣，流程短，采用的设备均为一般的常规设备，容易制作，也容易在市场上买到。该方法对处理的锌浮渣适应性强，产品单一，只有金属锌锭（或者金属锌粉）和氧化锌两类成品，金属回收集中。熔铸后的二次浮渣和摇床选别后的中间产品均返回磨矿机继续处理，组成一闭路循环。从锌浮渣到成品金属锌锭和成品氧化锌锌的总回收率大于98%，锌的损耗仅仅是机械损失。在处理锌浮渣过程中，NH4CL、ZNCL2等氯化物在与水接触时会溶解入水，由于研磨过程中的水量较大，溶液中的氯离子浓度低，不致腐蚀设备，浮渣中的有害氯离子得以开路。

用本发明提供的方法，处理含锌1吨的浮渣，原料费和加工费为3528元，锌的总回收率取98%，锌锭售价取7280元/吨锌，氧化锌售价取3200元/吨锌，那么，处理含锌1吨的锌浮渣将增值2872元。效益是比较好的。

实施例

熔铸阴极锌产出的锌浮渣，先经过拣锌块和筛分，提出＞5mm的锌粒后，＜5mm的锌浮渣一般含Zn75-85%。

取含Zn75%的锌浮渣72.88Kg进行筛析，筛析结果见表1

将上述锌浮渣送入磨矿机加水进行湿式研磨，擦去氧化锌薄膜，加水量按研磨浓度50-60%（重量百分数）控制，研磨后流入分级机进行分级，分级时氧化锌呈细粒溢流与金属锌粒分开，含水的金属锌粒流入振动筛筛分得出＞1mm、0.5-1mm、＜0.5mm三种粒级的产物，前两种为金属锌粒产品。＜0.5mm的细粒物料送摇床选别产出三种产品：第一种是摇床产出的细粒金属锌粉;第三种是摇床产出的尾砂，此尾砂与分级机出来的细粒溢流合并，是含Zn70%±的优质氧化锌;第二种是摇床产出的中间产品，主要是仍被氧化锌薄膜包裹着的金属锌粒，这种中间产品返回磨矿机继续处理。上述的金属锌粒和金属锌粉返回熔化炉熔铸成锌锭，产出的二次浮渣返回磨矿机磨细，经分级、筛分、选别又产出细粒溢流、金属锌粉、氧化锌（尾砂）和中间产品循环往复，产出的二次浮渣和二次中间产品经过不少于三次反复处理后，对含Zn75%的锌浮渣经过研磨、分级、筛分、选别和熔铸，从锌浮渣到金属锌锭和氧化锌粉的综合技术指示列如表2。

从表2中知，从浮渣到金属锌锌回收率为84.70%，到氧化锌回收率为6.01+7.12＝13.13%，到中间产品锌回收率为1.01%，损失1.16%。

表1

筛析粒径（mm）

+1 0.5-1 -0.5 合计

重量（kg） 21.07 17.18 34.63 72.88

分布率（%） 28.92 23.56 47.52 100.00

累计（%） 52.48 100.0

表2

分级筛分摇床选别

名称 +1 0.5-1 金属中间尾砂细粒损失合计

mm mm 细粒产品溢流

锌浮渣重量（kg）12.09 14.51 21.22 0.76 11.09 12.37 0.84 72.88

分布率（%） 16.59 19.91 29.12 1.04 15.22 16.92 1.20 100.0

累计（%） 36.50 65.62 66.66 81.88 98.80 100.0

锌重量（kg） 11.86 14.07 20.37 0.55 3.29 3.89 0.63 54.66

锌回收率（%） 21.69 25.75 37.26 1.01 6.01 7.12 1.16 100.0

累计（%） 47.44 84.70 85.71 91.27 98.84 100.0

Claims

1、一种从锌浮渣中提取锌的方法，是将含Zn75-85%的锌浮渣冷却后，经磨矿机研磨分离出金属锌和氧化锌，其特征在于先在磨矿机内加入水再加入锌浮渣进行湿式研磨，在研磨过程中，擦去锌粒表面的氧化锌薄膜，释放出金属锌，排除磨机后经分级机和振动筛分离出＞0.5mm的金属锌粒送熔化炉直接熔铸成锌锭，并产生出二次浮渣，筛下的＜0.5mm的细粒物料，送摇床进行选别，分别产出金属锌粉和氧化锌粉(称尾砂)以及由氧化锌薄膜包裹着的金属锌粒(称中间产品)，金属锌粉经干燥，包装作为成品使用或者送熔化炉熔铸成锌锭，并产出二次浮渣，摇床产出的尾砂，即氧化锌经干燥，包装作为成品，摇床产出的中间产品，即由氧化锌薄膜包裹着的金属锌粒与二次浮渣一起合并返回磨矿机磨细，经分级、筛分、选别，分别产出金属锌粉和氧化锌粉以及由氧化锌薄膜包裹着的金属锌粒，即二次中间产品，此二次中间产品再与金属锌粉熔化铸锭时产出的浮渣一起，合并再返回磨在匡机再磨细，再分级、筛分、选别，组成一闭路循环，进一步回收金属锌和氧化锌。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所说的磨矿机是捧磨机或者是球磨机，分级机是水力分级机或者是机械分级机，振动筛是机械振动筛。

3、根据权利要求1和2之一所述的方法，其特征在于所说的磨矿机，其内装锌块作为研磨介质或者以被研磨的块状浮渣作为自磨介质。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所说的摇床可以是细砂摇床或者是粗砂摇床，也可以是刻槽摇床。