CN104962755A - 浮选氧化锌精矿预处理浸出工艺 - Google Patents

Abstract

一种浮选氧化锌精矿预处理浸出工艺，包括以下步骤：首先加入少量浓硫酸到浮选氧化锌精矿中拌匀；将所得的矿粉在低温下进行保温熟化以部分分解浮选氧化锌精矿表面的浮选药剂；再将所得熟料用废电解液浸出，并过滤分离；最后往过滤分离后的硫酸锌溶液中加入少量活性炭进行吸附，再进行过滤分离，得到氧化锌精矿浸出液。本发明具有工艺简单、绿色环保等优点，可优化精矿浸出条件、并解决浮选药剂等残留问题。

Description

浮选氧化锌精矿预处理浸出工艺

技术领域

本发明属于湿法冶金技术领域，尤其涉及一种浮选氧化锌精矿的湿法冶金工艺。

背景技术

锌是重要的有色金属原材料，目前锌在有色金属的消费中仅次于铜和铝，锌金属具有良好的压延性、耐磨性和抗腐性。锌和许多金属能组成性能优良的各种合金。最主要的是锌与铜、锡、铅等制成黄铜，用于机械制造业；锌与铝、镁、铜等制成压铸合金，用于制造各种精密铸件；钢铁及各种铸铁表面镀锌能防止腐蚀，含锌喷涂材料和各种抗腐蚀材料已得到广泛应用；锌加工材是制造干电池的主要材料。锌的化合物，如氧化锌和立德粉是医药、橡胶、颜料和油漆等行业不可缺少的原材料。

较常见的含锌矿物是闪锌矿、磁闪锌矿、菱锌矿、硅锌矿和异级矿，通常可将锌矿石分为硫化矿和氧化矿两种。炼锌方法归结起来仍分为火法和湿法两类，全世界湿法炼锌的产量占金属锌总产量的85％以上。炼锌原料主要是硫化矿，但由于含锌硫化矿日益减少，菱锌矿等含锌氧化矿得到开发用于提锌。传统处理硫化矿工艺中，火法和湿法都需要焙烧，浮选药剂在焙烧过程中挥发分解，基本不会影响后续的电积过程。氧化锌精矿是指采用低品位的氧化锌矿，经过浮选生产出高品位的氧化锌矿，这种氧化锌精矿直接酸浸，浮选药剂在浸出过程中产生难以破裂的泡沫层，严重影响生产操作，同时部分残留的浮选药剂也会进入浸出液中，致使后续电积生产过程中发生“烧板”现象。因此，研究氧化锌精矿浮选药剂的脱除方法，已成为当前氧化锌矿提取锌工业中亟待解决的重大技术课题。

目前国内外锌厂脱药方案主要为机械脱药法，包括再磨、搅拌、过滤洗涤、多次精选等方式，这些方法脱药不彻底，成本高，效果有限。

CN1733948A号中国专利文献公开了“浮选氧化锌精矿湿法冶炼工艺”，在浸出过程中加入高锰酸盐和四价锰离子混合物，解决了泡沫层和浮选药剂残留问题，但其引入了新杂质，且对设备腐蚀较严重。非专利文献公开了“矿石中锌的浓酸熟化浸出”(范斌《湿法冶金》，1999年第3期，P60-P62)，此工艺虽然也采用了熟化的方法浸出矿石中锌，但其原料为氧化锌精矿，且无法利用电解废酸，酸难以平衡。

因此，如何清洁合理地消除浮选氧化锌精矿中浮选药剂的影响是开发利用低品位氧化锌矿资源的发展关键。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种工艺简单、绿色环保、可优化精矿浸出条件、并解决浮选药剂残留问题的浮选氧化锌精矿预处理浸出工艺。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种浮选氧化锌精矿预处理浸出工艺，包括以下步骤：

(1)首先加入少量浓硫酸到浮选氧化锌精矿中拌匀；

(2)将步骤(1)后所得的矿粉在低温下进行保温熟化以部分分解浮选氧化锌精矿表面的浮选药剂；

(3)将步骤(2)后所得熟料用废电解液浸出，并过滤分离；

(4)往步骤(3)后得到的硫酸锌溶液中加入少量活性炭进行吸附，再进行过滤分离，得到氧化锌精矿浸出液。

上述的浮选氧化锌精矿预处理浸出工艺，优选的：所述步骤(1)中，作为处理对象的浮选氧化锌精矿的水分含湿量≤15％(特别优选≤5％)，所述浓硫酸的用量为浮选氧化锌精矿质量的5％～10％。通过控制水分含湿量是为了保持酸的高浓度，水分越低，酸的浓度越高，则越有利进行脱除。

上述的浮选氧化锌精矿预处理浸出工艺，优选的：所述步骤(2)中，所述低温是指熟化温度为20℃～100℃，保温熟化时间为2h～10h。更优选的，熟化温度为20℃～80℃，保温熟化时间为4h～10h。我们特别优选非常规的低温熟化方式，主要是因为温度过高，水分挥发的更快，同时拌酸过程中也会放热，如果控制过高的熟化温度会在很大程度上影响到酸的扩散，不利于熟化的有效推进。

上述的浮选氧化锌精矿预处理浸出工艺，优选的：所述步骤(3)中，浸出时缓慢加入废电解液以控制矿浆的pH＝2.0左右，浸出温度≥60℃，浸出液固比≥3:1，浸出时间≥2h。

上述的浮选氧化锌精矿预处理浸出工艺，优选的：所述步骤(4)中，吸附时的温度≥45℃，吸附时间≥2h，作为吸附剂的活性炭的用量≥6g/L。

上述的浮选氧化锌精矿预处理浸出工艺，优选的：所述浮选氧化锌精矿是通过硫化-胺盐浮选法获得的氧化锌精矿。

上述的浮选氧化锌精矿预处理浸出工艺，优选的：所述浮选氧化锌精矿中锌的含量在25％以上，且浮选药剂的残留量在10g/t以上。

本发明的技术方案主要基于以下原理：低品位氧化锌矿浮选过程中浮选药剂吸附在矿物表面进入精矿，在浸出过程中，在矿浆表面会形成难以破裂的泡沫层，严重影响生产操作，浸出锌的同时，用于浮选过程中的药剂也同时进入浸出液中，在后续电积处理工序中，残留过高浓度的浮选药剂会严重影响锌的电积析出，甚至烧板；我们经过反复研究，利用浓酸熟化过程可分解掉矿物中有机物这一特性，将其巧妙地转用于浮选氧化锌精矿的浸出中，但考虑全部分解残留浮选药剂所需酸量较大，而浮选氧化锌精矿浸出时为了酸平衡，不浪费电解废酸，所以我们在工艺开始前仅用很少量的酸进行低温熟化，在不引入新杂质的情况下，部分分解浮选药剂并改变药剂特性，这可有效抑制浸出过程中形成的泡沫层；与此同时，后续的保温熟化预处理又可对后续浸出起到辅助作用，对矿物结构有一定破坏作用，使浸出过程更容易进行，同时抑制部分硅的浸出；最后为了消除浮选药剂对电积的影响，我们在溶液中采用活性炭吸附法脱除多余的残留浮选药剂，进而彻底解决了现有工艺中浮选药剂残留给后续锌的浸出所带来的消极影响。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明针对浮选氧化锌精矿采用预处理浸出工艺，低温熟化消除了浸出过程中泡沫层的产生，活性炭吸附脱除了溶液中过高的浮选药剂，很好地解决了现有工艺中浮选药剂残留给后续锌的浸出所带来的消极影响；

(2)本发明的浮选氧化锌精矿采用预处理浸出工艺，浓酸熟化没有引入新的杂质，同时对矿物有一定活化作用，利于后续的酸性浸出，降低了溶液中硅含量，过程清洁环保。

总的来说，本发明解决了浮选氧化锌精矿在浸出过程中产生难以破裂的泡沫层及硫酸锌浸出液中残留浮选药剂过高等问题；同时采用本发明的工艺还优化了精矿的浸出条件，减少了溶液中硅含量，具有良好的工业应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为具体实施方式中本发明方法的工艺流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例：

南方某地浮选氧化锌精矿，水分含湿量为9.7％，特别优选将精矿的水分含湿量控制在≤5％，该浮选氧化锌精矿是通过硫化-胺盐浮选法获得的氧化锌精矿，其中锌的含量在25％以上，且浮选药剂的残留量在10g/t以上，其主要化学成分见下表1。

表1：原料的主要化学成分/％

Zn	Fe	Cd	Pb	Cu	Mn	Ca	S	Mg
									27.30	7.96	0.26	1.87	0.02	0.19	4.10	1.95	0.36

采用如图1所示本发明的工艺对浮选氧化锌精矿进行处理，具体包括以下步骤：先往浮选氧化锌精矿中加入少量浓硫酸拌匀，在80℃下熟化4h，然后将熟料以起始3∶1的液固比进行浸出，浸出过程中缓慢加入废电解液(电解废酸)，以控制矿浆的pH＝2.0左右，浸出温度80℃，浸出时间2h，浸出完成后进行液固分离，得到的硫酸锌溶液再加入一定量的活性炭进行吸附，脱除残留浮选药剂，吸附温度为60℃，吸附时间2h，再过滤分离得到浸出液，并计算硫酸锌的浸出率，同时测浸出液中TOC，以此数据考察硫酸锌浸出液中残留浮选药剂含量，实验测试结果如下表2所示。

表2：浮选氧化锌精矿预处理浸出实验结果

从上表2的实验结果可知，预处理的酸用量少时，浸出液中TOC较高，说明氧化锌精矿浓酸熟化时可部分破坏硫酸锌中残留浮选药剂，起到预处理作用，消除浸出过程中泡沫层的影响；在相同量酸用量处理后，加大活性炭用量对浸出液中TOC残留量影响不是很大，但均达到了工业上一般TOC低于50mg/L的指标要求。

Claims (10)

1.一种浮选氧化锌精矿预处理浸出工艺，包括以下步骤：

(1)首先加入少量浓硫酸到浮选氧化锌精矿中拌匀；

(2)将步骤(1)后所得的矿粉在低温下进行保温熟化以部分分解浮选氧化锌精矿表面的浮选药剂；

(3)将步骤(2)后所得熟料用废电解液浸出，并过滤分离；

(4)往步骤(3)后得到的硫酸锌溶液中加入少量活性炭进行吸附，再进行过滤分离，得到氧化锌精矿浸出液。

2.根据权利要求1所述的浮选氧化锌精矿预处理浸出工艺，其特征在于：所述步骤(1)中，作为处理对象的浮选氧化锌精矿的水分含湿量≤15％。

3.根据权利要求2所述的浮选氧化锌精矿预处理浸出工艺，其特征在于：所述步骤(1)中，作为处理对象的浮选氧化锌精矿的水分含湿量≤5％。

4.根据权利要求1所述的浮选氧化锌精矿预处理浸出工艺，其特征在于：所述少量浓硫酸是指其用量为浮选氧化锌精矿质量的5％～10％。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的浮选氧化锌精矿预处理浸出工艺，其特征在于：所述步骤(2)中，所述低温是指熟化温度为20℃～100℃，保温熟化时间为2h～10h。

6.根据权利要求5所述的浮选氧化锌精矿预处理浸出工艺，其特征在于：所述步骤(2)中，所述熟化温度为20℃～80℃，保温熟化时间为4h～10h。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的浮选氧化锌精矿预处理浸出工艺，其特征在于：所述步骤(3)中，浸出时缓慢加入废电解液以控制矿浆的pH＝2.0左右，浸出温度≥60℃，浸出液固比≥3:1，浸出时间≥2h。

8.根据权利要求1～4中任一项所述的浮选氧化锌精矿预处理浸出工艺，其特征在于：所述步骤(4)中，吸附时的温度≥45℃，吸附时间≥2h，作为吸附剂的活性炭的用量≥6g/L。

9.根据权利要求1～4中任一项所述的浮选氧化锌精矿预处理浸出工艺，其特征在于：所述浮选氧化锌精矿是通过硫化-胺盐浮选法获得的氧化锌精矿。

10.根据权利要求1～4中任一项所述的浮选氧化锌精矿预处理浸出工艺，其特征在于：所述浮选氧化锌精矿中锌的含量在25％以上，且浮选药剂的残留量在10g/t以上。