CN107502738A - 一种高硅氧化锌矿直接浸出制取硫酸锌溶液的方法 - Google Patents

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Abstract

一种高硅氧化锌矿直接浸出制取硫酸锌溶液的方法，包括以下步骤：（1）氧化锌矿球磨；（2）浆化，将氧化锌矿调制成矿浆；（3）升温浸出；（4）过滤；其中，在步骤（3）中，向步骤（2）获得的矿浆中缓慢加入电解废液，保持浸出过程中矿浆的pH值稳定在0.5~2.5，浸出酸度不再降低时（浸出终点）即停止加入电解废液，浸出终点酸度控制在1.5~15g/L。本发明采用通过控制浸出过程的酸度条件，降低硅的浸出，且浸出硅在后续过程中得到有效沉淀，改善了矿浆的澄清与过滤问题，且无需添加絮凝剂、氧化剂，亦无需专业设备，浸出工艺简单易操作。

Description

一种高硅氧化锌矿直接浸出制取硫酸锌溶液的方法
技术领域
本发明涉及矿物加工技术领域，尤其是涉及一种氧化矿制取硫酸锌溶液的方法。
背景技术
随着矿产资源的日益匮乏，在湿法炼锌企业中，炼锌原料日益供应不足，原料成本比重日益增加，造成炼锌加工费区间缩小，因此，高硅氧化锌矿的开采利用对优化原料结构，充分利用有限的锌矿产资源，有着重要的意义。
几十年来人们围绕着高硅氧化锌矿的开发利用做了大量的工作，从而对矿浆中硅的危害取得突破，已有一些处理硅酸锌矿的酸浸技术用于工业生产。
公开号为CN 101418377 A的发明专利申请公开了一种高硅氧化锌原矿湿法冶炼工艺，用湿法炼锌流程的废电解液进行酸性浸出，根据溶液中二价铁离子含量，在浸出段加入氧化剂（高锰酸钾和/或二氧化锰），浸出后的矿浆加入絮凝剂进行絮凝和浓缩。
公开号为CN 1477217 A的发明专利申请公开了一种氧化锌矿的浸出工艺，控制浸出液的pH值，先中性浸出，继而低酸浸出以控制硅铁杂质进入溶液。
公开号为CN 101285117 A的发明专利申请公开了一种高硅氧化锌矿的加压浸出方法，采用纯氧或富氧空气加压、高温、高速搅拌，在酸性条件下得到锌浸出溶液。
现有氧化锌矿浸出的技术通常需投入氧化剂、中和剂、专业压力反应釜、氧气等，或者浸出过程需多步实现，工艺较为复杂，安全性能降低，成本相应较高，不符合于企业生产效益。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种无需添加絮凝剂、氧化剂，亦无需专业设备，浸出工艺简单易操作的高硅氧化锌矿浸出制取硫酸锌溶液的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
提供一种高硅氧化锌矿直接浸出制取硫酸锌溶液的方法，包括以下步骤：（1）氧化锌矿球磨；（2）浆化，将氧化锌矿调制成矿浆；（3）升温浸出；（4）过滤；其中，在步骤（3）中，向步骤（2）获得的矿浆中缓慢加入电解废液，保持浸出过程中矿浆的pH值稳定在0.5~2.5，浸出酸度不再降低时（浸出终点）即停止加入电解废液，浸出终点酸度控制在1.5~15g/L。
优选地，所述步骤（3）加入电解废液的持续时间不少于3h。
优选地，所述步骤（2）用氧化锌酸浸液按液固比（质量体积比）4:1对氧化锌矿进行浆化，获得矿浆。
进一步，所述步骤（3）中，停止加入电解废液后，对矿浆在保温条件下进行搅拌。
本发明的有益效果：
本发明采用通过控制浸出过程的酸度条件，降低硅的浸出，且浸出硅在后续过程中得到有效沉淀，改善了矿浆的澄清与过滤问题，且无需添加絮凝剂、氧化剂，亦无需专业设备，浸出工艺简单易操作。
附图说明
图1—具体实施方式提供的一种高硅氧化锌矿直接浸出制取硫酸锌溶液的方法示意图。
具体实施方式
一种高硅氧化锌矿直接浸出制取硫酸锌溶液的方法，包括以下步骤：
a、球磨，氧化锌矿加水湿式球磨，球磨粒度为200-80μm；
b、浆化，用氧化锌酸浸液按液固比（质量体积比）4:1进行浆化；
c、升温浸出，升温至浸出温度70~90℃，缓慢加入电解废液（不少于3h），保持浸出过程中矿浆的pH值稳定在0.5~2.5，浸出酸度不再降低时即停止加入电解废液，此时即为浸出终点，终点酸度控制在1.5~15g/L；
d、随后保持温度继续搅拌2~4h以便浸出的硅酸胶体絮凝为沉淀；
e、过滤，分离浸出渣，获得硫酸锌溶液。
本发明浸出后硫酸锌溶液杂质含量低，同时锌浸出率高达92%以上，回收率达85%以上。
本发明的工作原理：
本发明的原理是利用低酸条件下二氧化硅较难浸出，且在酸液内原硅酸与一价阳离子聚合作用形成硅胶的特点，采用合适的聚集条件就可以使硅胶絮凝成胶体颗粒紧密堆积的沉淀物，保证生成二氧化硅沉淀而不发生胶凝，从而改善矿浆的澄清与过滤问题，达到固液分离的目的。因此，本发明的关键在于控制矿浆的酸度。
电解废液用于向矿浆提供H+，加入电解废液前，先通过浆化将氧化锌矿调制成矿浆，增加液固比，防止加入电解废液后因酸度过高而影响锌的浸出率。优选地，液固比（质量体积比）为4:1。
通过浆化与电解废液缓慢加入的方式，将矿浆的pH值控制在0.5~2.5。由于电解废液的加入过程不是一次性的，是在浸出过程中一直持续加入，即浸出起始酸度与终点酸度变化不大。此电解废液加入方法能保证高硅氧化锌在浸出过程中保持低酸。在低酸条件下，按金属活动性顺序表中的次序，锌会优先浸入浸出液（即硫酸锌溶液），即发生以下反应：
Zn2SiO4＋2H2SO4→2ZnSO4＋H4SiO4 （1）
Zn4(Si2O7)(OH)2·H2O＋4H2SO4→4ZnSO4＋2H4SiO4＋H2O （2）
ZnCO3＋H2SO4→ZnSO4＋CO2↑＋H2O （3）
在此过程中，仅有极少量的硅以原硅酸的形式进入浸出液（即硫酸锌溶液），而在低酸条件下，原硅酸在溶液中不稳定，与一价阳离子发生聚合作用形成硅胶，且浸出过程中硅胶絮凝成胶体颗粒紧密堆积的沉淀物（即二氧化硅沉淀），与浸出渣结合，可通过过滤分离浸出渣和浸出液，达到固液分离的目的。分离后的浸出液即为制得的硫酸锌溶液。
加入电解废液，此过程不少于3h，具有足够的浸出反应时间，提高锌的浸出率。
在电解废液添加完成后，继续搅拌，有利于硅胶的聚合，进一步除去浸出液内的原硅酸。

Claims (8)

1.一种高硅氧化锌矿直接浸出制取硫酸锌溶液的方法，包括以下步骤：（1）氧化锌矿球磨；（2）浆化，将氧化锌矿调制成矿浆；（3）升温浸出；（4）过滤；其特征在于，在步骤（3）中，向步骤（2）获得的矿浆中缓慢加入电解废液，保持浸出过程中矿浆的pH值稳定在0.5~2.5，浸出酸度不再降低时（浸出终点）即停止加入电解废液，浸出终点酸度控制在1.5~15g/L。
2.如权利要求1所述高硅氧化锌矿直接浸出制取硫酸锌溶液的方法，其特征在于，加入电解废液的持续时间不少于3h。
3.如权利要求1或2所述高硅氧化锌矿直接浸出制取硫酸锌溶液的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，氧化锌矿加水湿式球磨。
4.如权利要求3所述高硅氧化锌矿直接浸出制取硫酸锌溶液的方法，其特征在于，氧化锌矿的球磨粒度为80~200μm。
5.如权利要求1或2所述高硅氧化锌矿直接浸出制取硫酸锌溶液的方法，其特征在于，所述步骤（2）用氧化锌酸浸液按液固比（质量体积比）4:1对氧化锌矿进行浆化，获得矿浆。
6.如权利要求5所述高硅氧化锌矿直接浸出制取硫酸锌溶液的方法，其特征在于，步骤（3）中升温浸出的温度70~90℃。
7.如权利要求5所述高硅氧化锌矿直接浸出制取硫酸锌溶液的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，停止加入电解废液后，对矿浆在保温条件下进行搅拌。
8.如权利要求7所述高硅氧化锌矿直接浸出制取硫酸锌溶液的方法，其特征在于，步骤（3）中保温搅拌时间为2~4h。
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