CN111097203B - 一种消泡剂及其在氧化锌精矿浸出中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种消泡剂及其在氧化锌精矿浸出中的应用，属于冶金技术领域。所述消泡剂，按重量百分含量计，包括碳数为6‑10的醇15～40％、阴离子表面活性剂60～85％。本发明的消泡剂是一种非水溶性、密度低的消泡剂，可以有效抑制和消除氧化锌精矿浸出调酸过程产生的连续的高粘度、难消掉的泡沫，能够有效降低氧化锌浆液的表面张力，使气泡迅速破裂，消除调酸过程产生的连续的高粘度、难消掉的泡沫，并且用量少，安全无毒，物化性质稳定，不影响起泡体系的基本性质。本发明的氧化锌精矿的浸出方法简单、经济、易操作，而且安全环保，锌浸出率高，对生产正常进行和降低生产成本具有重大的现实意义。

Description

一种消泡剂及其在氧化锌精矿浸出中的应用
技术领域
本发明实施例涉及冶金技术领域，具体涉及一种消泡剂及其在氧化锌精矿浸出中的应用。
背景技术
锌是重要的有色金属原材料，主要应用于镀锌和电池工业。炼锌原料主要是硫化矿，但由于含锌硫化矿日益减少，氧化锌矿的开发利用越来越受到重视。氧化锌矿是硫化锌矿经过长期氧化风化的产物，含锌物相主要有菱锌矿、异极矿及硅酸锌。氧化锌矿原矿品位一般较低，若直接进行冶炼，浸出药剂消耗量大，流程复杂，成本较高。因此，低品位氧化锌矿必须通过浮选方法进行选矿富集，获得的高品位氧化锌精矿进行冶金是降低冶炼成本的有效途径。
工业上大多采用以硫酸为浸出剂直接处理氧化锌精矿，使锌以硫酸锌的形式进入溶液中并生产大量二氧化碳气体，同时氧化锌精矿中含有的少量浮选药剂使浆液粘度增加、表面张力增大，产生的气泡不易消除，使矿浆的液固分离困难，容易引发冒槽事故，对正常生产造成严重影响甚至中断生产。
现有氧化锌精矿浸出工艺中，消泡方法包括以下几种方式：1、采用锰粉与高锰酸盐去除调酸过程产生的泡沫，但该方法使用的锰粉与高锰酸盐价格高昂且引入杂质，不利于后续脱杂及降低成本。2、采用浆料熟化工艺，该工艺会产生大量二氧化硫气体，需配套废气收集处理设施，设备投资高，生产环境差。此外，有资料表明采用氧化锌原矿浆稀释精矿可以减少冒槽事故，但该方法目前尚未在生产企业大范围应用，因为该方法降低了氧化锌精矿品位，导致产能降低、生产成本增加。
因此，对氧化锌精矿浸出工艺中的消泡方法进行研究，已成为当前氧化锌精矿提取锌工业中亟待解决的首要问题。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种消泡剂及其在氧化锌精矿浸出中的应用，以解决现有氧化锌精矿浸出工艺中采用的消泡方法存在的价格高昂且引入杂质，或需配套废气收集处理设施，生产环境差等的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
根据本发明实施例的第一方面，本发明实施例提供了一种消泡剂，按重量百分含量计，包括碳数为6-10的醇15～40％、阴离子表面活性剂60～85％。
进一步地，所述碳数为6-10的醇包括正辛醇、仲辛醇、异辛醇、正壬醇、正癸醇、异癸醇中的一种或多种，所述阴离子表面活性剂为木质素磺酸钠。
根据本发明实施例的第二方面，本发明实施例提供了一种氧化锌精矿的浸出方法，包括以下步骤：
1)氧化锌精矿中加水调浆获得氧化锌浆液，向所述氧化锌浆液中添加上述的消泡剂，进行中低温中性浸出，得到的浸出矿浆进行氧化除铁，除铁完成后，经固液分离得到中上清和底流，所述中上清依次经净化、电积、熔铸产出产品锌锭；
2)步骤1得到的底流中添加上述的消泡剂，进行中高温高酸浸出，浸出完成后，经固液分离得到滤渣和第一滤液，所述滤渣进入渣库；
3)步骤2得到的第一滤液采用黄钠铁矾法除铁，除铁完成后，经固液分离得到铁渣和第二滤液，所述滤渣进入渣库，所述第二滤液作为工业水返回至步骤1进行氧化锌精矿调浆。
进一步地，步骤1中，所述消泡剂的添加重量为氧化锌精矿质量的0.05～1.50％。
进一步地，步骤2中，所述消泡剂的添加重量为底流重量的0.05～1.50％。
进一步地，步骤1中，所述中低温中性浸出是指：以浓硫酸和废电解液的混合液为浸出液，液固比3～6：1，浸出温度20～50℃，浸出时间2～5h，调整酸浓度满足锌浸出率在45～60％。
进一步地，步骤1中，所述氧化除铁是指：采用包括空气、氧气、锰粉、高锰酸钾、锌阳极泥或双氧水的氧化剂进行除铁，氧化除铁处理时间20～60min。
进一步地，步骤2中，所述中高温高酸浸出是指：以浓硫酸和废电解液的混合液为浸出液，液固比6～10：1，浸出温度60～80℃，浸出时间3～5h，调整终酸浓度在10～30g/L。
进一步地，步骤3中，所述黄钠铁矾法除铁是指，将第一滤液的pH值调整到2.0～4.0，并加热至80～90℃时，加入硫酸钠，析出浅黄色的黄钠铁矾晶体，中和剂采用氧化锌原矿，除铁率在85～95％。
本发明实施例具有如下优点：
本发明的消泡剂以6-10的醇和阴离子表面活性剂为原料，是一种非水溶性、密度低的消泡剂，本发明的消泡剂能够有效降低氧化锌浆液的表面张力，使气泡迅速破裂，消除调酸过程产生的连续的高粘度、难消掉的泡沫，并且用量少，安全无毒，物化性质稳定，不影响起泡体系的基本性质。
本发明的氧化锌精矿采用两段浸出，其中一段为添加消泡剂的中低温中性浸出，浸出矿浆经氧化除铁、净化、电积、熔铸产出产品锌锭；二段为添加消泡剂的中高温高酸浸出，浸出液中和除铁，浸出渣与铁渣洗水返氧化锌精矿调浆，高酸浸出液联合废液返回一段低温中性浸出。该方法简单、经济、易操作，而且安全环保，锌浸出率高，对生产正常进行和降低生产成本具有重大的现实意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明实施例提供的一种氧化锌精矿浸出方法的工艺流程图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。
实施例1
一种消泡剂，按重量百分含量计，包括异辛醇25％、木质素磺酸钠75％。
实施例2
一种消泡剂，按重量百分含量计，包括异辛醇40％、木质素磺酸钠60％。
实施例3
一种消泡剂，按重量百分含量计，包括仲辛醇15％、木质素磺酸钠85％。
实施例4
一种消泡剂，按重量百分含量计，包括仲辛醇35％、木质素磺酸钠65％。
实施例5
一种消泡剂，按重量百分含量计，包括异癸醇40％、木质素磺酸钠60％。
实施例6
一种消泡剂，按重量百分含量计，包括正癸醇20％、木质素磺酸钠80％。
实施例7
一种氧化锌精矿的浸出方法包括以下步骤：
1)水分28％的浮选氧化锌精矿280g加水调浆获得氧化锌浆液，向氧化锌浆液中添加2.8g实施例1的消泡剂，搅拌均匀后，添加浓硫酸23mL和废电解液200mL的混合液，调节液固比4：1(液体不足部分用水补足)，浸出温度30℃，浸出时间2.5h，调整酸浓度满足锌浸出率在55％，浸出液pH不小于4.5。向得到的浸出矿浆中添加双氧水氧化除铁30min，经浓密机分离得到中上清(pH 5.0、Zn 60g/L，Fe 11mg/L)以及底流，中上清依次经净化、电积、熔铸产出锌锭。
2)底流中采用少量的水浆化，添加占底流1.0％重量的实施例1的消泡剂，搅拌均匀后，添加浓硫酸23mL和废电解液500mL的混合液，调节液固比8：1(液体不足部分用水补足)，浸出温度70℃，浸出时间3h，调整终酸浓度在15g/L，经压滤分离得到滤渣(Zn 5.05％，滤渣进入渣库)和第一滤液(Zn 56g/L，H2SO433g/L)，锌浸出率91.14％。
3)第一滤液采用黄钠铁矾法除铁，经压滤分离得到铁渣和第二滤液，铁渣进入渣库，第二滤液作为水返回至步骤1进行氧化锌精矿调浆。
实施例8
一种氧化锌精矿的浸出方法包括以下步骤：
1)水分30％的浮选氧化锌精矿290g加水调浆获得氧化锌浆液，向氧化锌浆液中添加3.48g实施例2的消泡剂，搅拌均匀后，添加浓硫酸23mL和废电解液200mL的混合液，调节液固比4：1(液体不足部分用水补足)，浸出温度40℃，浸出时间3.5h，调整酸浓度满足锌浸出率在50％，浸出液pH不小于4.5。向得到的浸出矿浆中添加双氧水氧化除铁30min，经浓密机分离得到中上清(pH 4.8，Zn 65g/L，Fe 13mg/L)以及底流，中上清依次经净化、电积、熔铸产出锌锭。
2)底流中采用少量的水浆化，添加底流0.08％重量的实施例2的消泡剂，搅拌均匀后，添加浓硫酸23mL和废电解液500mL的混合液，液固比6：1(液体不足部分用水补足)，浸出温度70℃，浸出时间2h，调整终酸浓度在18g/L，经压滤分离得到滤渣(Zn 4.35％，进入渣库)和第一滤液(Zn 52g/L，H2SO438g/L)，锌浸出率91.87％。
3)第一滤液采用黄钠铁矾法除铁，经压滤分离得到铁渣和第二滤液，铁渣进入渣库，第二滤液作为水返回至步骤1进行氧化锌精矿调浆。
实施例9
一种氧化锌精矿的浸出方法包括以下步骤：
1)水分28％的浮选氧化锌精矿280g加水调浆获得氧化锌浆液，向氧化锌浆液中添加2.8g实施例3的消泡剂，搅拌均匀后，添加浓硫酸23mL和废电解液200mL的混合液，调节液固比3：1(液体不足部分用工业水补足)，浸出温度30℃，浸出时间4h，调整酸浓度满足锌浸出率在55％，浸出液pH不小于4.5。向得到的浸出矿浆中添加双氧水氧化除铁30min，经浓密机分离得到中上清(pH 5.0，Zn 79g/L，Fe 13mg/L)以及底流，中上清依次经净化、电积、熔铸产出锌锭。
2)底流中采用少量的水浆化，添加占底流1.0％重量的实施例3的消泡剂，添加浓硫酸34mL和废电解液300mL的混合液，液固比6：1(液体不足部分用水补足)，浸出温度60℃，浸出时间2h，调整终酸浓度在28g/L，经压滤分离得到滤渣(Zn 4.85％，进入渣库)和第一滤液(Zn 68g/L，H2SO447g/L)，锌浸出率91.43％。
3)第一滤液采用黄钠铁矾法除铁，经压滤分离得到铁渣和第二滤液，铁渣进入渣库，第二滤液作为水返回至步骤1进行氧化锌精矿调浆。
实施例10
一种氧化锌精矿的浸出方法包括以下步骤：
1)水分28％的浮选氧化锌精矿280g中加生产水调浆获得氧化锌浆液，向氧化锌浆液中添加2.24g实施例4的消泡剂，搅拌均匀后，添加浓硫酸23mL和废电解液200mL的混合液，调节液固比4：1(液体不足部分用工业水补足)，浸出温度50℃，浸出时间2h，调整酸浓度满足锌浸出率在48％，浸出液pH不小于4.5。向得到的浸出矿浆中添加双氧水氧化除铁30min，除铁完成后，经浓密机分离得到中上清(pH 4.9，Zn 66g/L，Fe 16mg/L)以及底流，中上清依次经净化、电积、熔铸产出产品锌锭。
2)步骤1得到的底流中采用少量的水浆化，添加占底流0.8％重量的实施例4的消泡剂，搅拌均匀后，添加浓硫酸23mL和废电解液500mL的混合液，液固比10：1(液体不足部分用工业水补足)，浸出温度70℃，浸出时间2.5h，调整终酸浓度在25g/L，经压滤分离得到滤渣(Zn 4.95％，进入渣库)和第一滤液(Zn 54g/L，H2SO434 g/L)，锌浸出率91.01％。
3)步骤2得到的第一滤液采用黄钠铁矾法除铁，经压滤分离得到铁渣和第二滤液，铁渣进入渣库，第二滤液作为水返回至步骤1进行氧化锌精矿调浆。
对比例1
本对比例的消泡剂为仲辛醇。
对比例2
本对比例的消泡剂为木质素磺酸钠。
对比例3
本对比例的消泡剂，按重量百分含量计，包括正十二醇25％、木质素磺酸钠75％。
对比例4
本对比例的氧化锌精矿的浸出方法与实施例7的区别仅在于，本对比例采用的是对比例1的消泡剂。添加对比例1的消泡剂后仍有少量泡沫未清除，锌浸出率仅为76.11％，小于实施例7的锌浸出率91.14％。
对比例5
本对比例的氧化锌精矿的浸出方法与实施例7的区别仅在于，本对比例采用的是对比例2的消泡剂。添加对比例2的消泡剂后，泡沫未清除，无法开展后续生产。
对比例6
本对比例的氧化锌精矿的浸出方法与实施例7的区别仅在于，本对比例采用的是对比例3的消泡剂。添加对比例3的消泡剂后有少量泡沫未清除，锌浸出率仅为67.49％，小于实施例7的锌浸出率91.14％。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种氧化锌精矿的浸出方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）氧化锌精矿加水调浆获得氧化锌浆液，向所述氧化锌浆液中添加消泡剂，进行中低温中性浸出，得到的浸出矿浆进行氧化除铁，经固液分离得到中上清和底流，所述中上清依次经净化、电积、熔铸产出锌锭；
所述中低温中性浸出是指：以浓硫酸和废电解液的混合液为浸出液，液固比3~6：1，浸出温度20~50℃，浸出时间2~5h，调整酸浓度满足锌浸出率在45~60%，浸出液pH不小于4.5；
2）底流中添加消泡剂，进行中高温高酸浸出，经固液分离得到滤渣和第一滤液，所述滤渣进入渣库；
所述中高温高酸浸出是指：以浓硫酸和废电解液的混合液为浸出液，液固比6~10：1，浸出温度60~80℃，浸出时间2~3h，调整终酸浓度在10~30g/L；
3）第一滤液采用黄钠铁矾法除铁，经固液分离得到铁渣和第二滤液，所述铁渣进入渣库，所述第二滤液作为工业水返回至步骤1进行氧化锌精矿调浆；
所述的消泡剂，按重量百分含量计，由碳数为6-10的醇15~40%、阴离子表面活性剂60~85%组成，所述碳数为6-10的醇包括正辛醇、仲辛醇、异辛醇、正壬醇、正癸醇、异癸醇中的一种或多种，所述阴离子表面活性剂为木质素磺酸钠。
2.根据权利要求1所述的氧化锌精矿的浸出方法，其特征在于，步骤1中，所述消泡剂的添加重量为氧化锌精矿质量的0.05~1.50%。
3.根据权利要求1所述的氧化锌精矿的浸出方法，其特征在于，步骤2中，所述消泡剂的添加重量为底流重量的0.05~1.50%。
4.根据权利要求1所述的氧化锌精矿的浸出方法，其特征在于，步骤1中，所述氧化除铁是指：采用包括空气、氧气、锰粉、高锰酸钾、锌阳极泥或双氧水的氧化剂进行除铁，氧化除铁处理时间20~60min。
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