采用氯化铵溶液高温选择性浸出复杂氧化锌物料中锌的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种有色冶金湿法冶炼提取锌的方法，特别涉及一种从高碱性脉石、 多物相的复杂氧化锌物料中选择性浸出锌的方法。
【背景技术】
[0002] 我国氧化锌矿储量丰富，主要特点品位低、难选、高硅、高碱性脉石，且含锌矿物组 成复杂，主要含有菱锌矿、水锌矿、异极矿、硅锌矿和铁酸锌矿等多种难冶锌资源。氧化锌矿 的处理分为火法和湿法两种处理方法，火法由于金属回收率低，能耗高，环境污染严重而慢 慢被淘汰。湿法处理主要有酸浸、碱浸和氨浸等工艺。酸浸过程由于会生成大量的硅胶导 致固液分离困难，且碱性脉石高的矿石会出现酸耗大的问题。虽然研发了中和絮凝法或抑 制硅的溶解等方法解决了固液分离的问题，但其仍不适合处理含高碱性脉石的矿石。碱浸 工艺由于浸出液中硅、错、铅含量高，除杂困难；浸出液难以进行有效电积，或者电积只能产 出树枝状锌粉，并且碱再生困难，而没有广泛使用。氨法、氨-铵盐法浸出选择性强、原料适 应性广、工艺简单，适宜处理高碱性脉石的氧化锌矿、菱锌矿，但研宄表明，当矿石中锌以异 极矿、硅锌矿、铁酸锌形式存在时，氨、氨-铵盐浸出时，这些物相存在的锌无法浸出。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术中传统的处理锌矿物的方法存在难以处理异极矿、硅锌矿、铁酸锌 等复杂氧化锌矿的问题，本发明的目的是在于提供一种以中性氯化铵溶液为浸出剂，在高 温条件下从复杂氧化锌物料中高效选择性浸出锌的方法，该方法操作简单，条件温和，易满 足工业生产要求。
[0004] 为了实现本发明的技术目的，本发明提供了一种采用氯化铵溶液高温选择性浸出 复杂氧化锌物料中锌的方法，该方法是于密封容器中，以浓度为3mol/L~7mol/L、pH在 5. 5~8. 5之间的氯化铵溶液作为浸出剂，在105~160°C温度下对复杂氧化锌物料中的锌 进行选择性浸出。
[0005] 本发明的技术方法通过选择适当浓度的氯化铵溶液作为浸出剂，在105~160°C 高温下对复杂氧化锌物料进行浸出处理，氯化铵溶液为近中性环境，杂质钙、镁、铁和硅等 元素在近中性氯化铵溶液中并不溶出，均残留在渣中，而物料中的锌选择性进入氯化铵溶 液，实现了锌与钙、镁、铁和硅的有效分离。
[0006] 本发明的采用氯化铵溶液高温选择性浸出复杂氧化锌物料中锌的方法还包括以 下优选方案：
[0007] 优选的方案中复杂氧化锌物料中钙和/或镁的总质量含量多2%，锌品位在6%~ 50 %之间。
[0008] 优选的方案中复杂氧化锌物料包括氧化锌、氢氧化锌和菱锌矿中的至少一种物相 以及异极矿、硅锌矿、铁酸锌、水锌矿中的至少一种物相。
[0009] 本发明的技术方案适合氧化锌、氢氧化锌和菱锌矿等易浸出锌物料的处理，特别 适用于对异极矿、硅锌矿、铁酸锌和水锌矿等难处理锌物料的处理。
[0010] 优选的方案中浸出剂与复杂氧化锌物料的液固比为3:1~20: lmL/g。
[0011] 优选的方案中浸出时间为0. 5~10h。
[0012] 优选的方案中浸出是在搅拌条件下进行，搅拌速率维持在150r/min~1000r/min 范围内。
[0013] 优选的方案中复杂氧化锌物料粒度< 300 μm。
[0014] 本发明优选的方案中通过控制浸出温度、氯化铵溶液浓度、浸出时间、复杂氧化锌 物料的粒度及搅拌强度来强化锌的浸出。
[0015] 相对现有技术，本发明技术方案带来的有益效果：本发明采用氯化铵溶液作为浸 出剂，氯化铵溶液呈近中性，在适当的温度条件下对复杂氧化锌物料浸出，能有效抑制碳酸 钙和碳酸镁等溶解，且在该高温条件下cr与锌的结合能力显著提高，使低温条件下不能通 过氯化铵溶液浸出的复杂氧化锌物料（异极锌矿、硅锌矿、铁酸锌等物料）中的锌能够有效 浸出，实现了复杂氧化锌物料中锌的浸出及与钙、镁、铁和硅等杂质的分离。避免了复杂氧 化锌物料酸浸过程易产生硅胶，耗酸大等难题；解决了氨水、氨-铵盐法浸出复杂氧化锌矿 时，尤其是含有硅锌矿、异极矿、铁锌矿等矿相时，锌浸出率低的问题。
【附图说明】
[0016] 【图1】为实施例1中低品位氧化锌矿和浸出渣的XRD对比图谱；A为低品位氧化 锌矿XRD图谱；B为浸出渣XRD图谱；1为Zn4(H2O) [Si2O7] (OH)2相，2为CaCO 3相，3为SiO 2相，4 为 PbCO3相，5 为 Pb 2(：120)3相。
[0017] 【图2】为对比实施例1中低品位氧化锌矿和浸出渣的XRD对比图谱；C为低品位 氧化锌矿XRD图谱；D为浸出渣XRD图谱；1为Zn4(H2O) [Si2O7] (OH)2相，2为CaCO 3相，3为 SiO2相，4 为 PbCO3相。
[0018] 【图3】为实施例3中硅酸锌原料及浸出渣的XRD对比图谱，E为硅酸锌矿XRD图 谱，F为浸出渣XRD图谱，1为Zn2SiO4相，2为SiO 2相。
[0019] 【图4】为对比实施例3中硅酸锌原料及浸出渣的XRD对比图谱，G为硅酸锌矿XRD 图谱，H为浸出渣XRD图谱，1为Zn2SiO4相。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合实例进一步说明，以下实例旨在进一步说明本
【发明内容】
，而并非对发明 权利要求保护的范围进一步限定。
[0021] 实施例1
[0022] 取某一低品位氧化锌矿200g (其成分如表1及物相如表2)，配5mol/L的氯化铵 溶液作为浸出剂，按液固比5: lmL/g将它们一同加入高压釜中，搅拌速度300r/min，在温度 150°C下浸出时间lh，锌的浸出率为94. 83%。图1(A)、（B)分别为该矿及150°C浸出渣XRD 图谱，脉石杂质在浸出澄中王要是由Si02、CaCC^ii成。
[0023] 表1氧化锌矿化学成分分析/ %
[0024]
[0025] 表2氧化锌矿锌物相分析/ %
[0026]
[0027] 对比实施例1
[0028] 取某一低品位氧化锌矿200g (其成分如表1及物相如表2)，配5mol/L的氯化铵 溶液作为浸出剂，按液固比5: lmL/g将它们一同加入高压釜中，搅拌速度300r/min，在温度 180°C下浸出时间lh，锌的浸出率为96. 94%。图2(C)、（D)为该矿及180°C浸出渣XRD图 谱。
[0029] 当温度高于180°C时，钙离子进入溶液，钙的浸出率为37%，溶液中钙离子浓度达 到12. 50g/L。因此对于高碱性脉石的物料该方法浸出温度不宜过高。
[0030] 实施例2
[0031] 取某一低品位氧化锌矿200g (其成分如表1及物相如表2)，配5mol/L的氯化铵 溶液作为浸出剂，按液固比5: lmL/g将它们一同加入高压釜中，搅拌速度500r/min，在温度 ll〇°C下浸出时间5h，锌的浸出率为92. 19%。
[0032] 对比实施例2
[0033] 取某一低品位氧化锌矿200g (其成分如表1及物相如表2)，配5mol/L的氯化铵 溶液作为浸出剂，按液固比5: lmL/g将它们一同加入高压釜中，搅拌速度500r/min，在温度 l〇〇°C下浸出时间5h，锌的浸出率为65. 86%。
[0034] 当温度过低，锌的浸出率偏低，因此浸出温度不宜低于KKTC。
[0035] 实施例3
[0036] 取硅酸锌200g (成分如表3)，配6mol/L的氯化铵溶液作为浸出剂lOOOmL，将它们 一同加入高压釜中，搅拌速度700r/min，在温度140°C浸出时间lh，锌的浸出率为96. 87%， 图3(E)、（F)为硅酸锌及其浸出渣的XRD图谱。由该图可知，对于氨法、氨-铵盐法难以浸 出的硅酸锌，在该体系中可以浸出。
[0037] 表3硅酸锌元素分析结果/ %
[0038]
[0039] 对比实施例3
[0040] 取硅酸锌200g (成分如表3)，配6mol/L的氯化铵溶液作为浸出剂lOOOmL，将它们 一同加入高压釜中，搅拌速度700r/min，在温度100°C浸出时间lh，锌的浸出率为23. 95%， 图4(G)、（H)为硅酸锌及其100°C浸出渣的XRD图谱。由该图可知，当温度过低，即使延长 时间锌的浸出率偏低，因此浸出温度不宜过低。
【主权项】
1. 采用氯化铵溶液高温选择性浸出复杂氧化锌物料中锌的方法，其特征在于：于密封 容器中，以浓度为3mol/L~7mol/L、pH在5. 5~8. 5之间的氯化铵溶液作为浸出剂，在 105~160°C温度下对复杂氧化锌物料中的锌进行选择性浸出。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的复杂氧化锌物料中钙和/或镁的 总质量含量彡2%，锌品位在6%~50%之间。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的复杂氧化锌物料包括氧化锌、氢氧 化锌和菱锌矿中的至少一种物相以及异极矿、硅锌矿、铁酸锌、水锌矿中的至少一种物相。4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：浸出剂与复杂氧化锌物料的液固比为 3:1~20:lmL/g;浸出时间为0? 5~10h。5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的浸出是在搅拌条件下进行，搅拌速 率维持在150r/min~1000r/min范围内。6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的复杂氧化锌物料粒度< 300ym。
【专利摘要】本发明公开了一种采用氯化铵溶液高温选择性浸出复杂氧化锌物料中锌的方法，该方法是于密封容器中，以近中性氯化铵溶液作为浸出剂，在高温下对复杂氧化锌物料中的锌进行选择性浸出。该方法可以选择性浸出复杂氧化锌物料中的锌，锌浸出率高于90％，实现了锌与硅、铁、钙、镁等杂质元素的有效分离。避免了复杂氧化锌物料传统酸浸过程易产生硅胶，耗酸大等难题；解决了氨水、氨-铵盐法浸出复杂氧化锌矿，尤其是含有硅锌矿、异极矿、铁锌矿等矿相时，锌浸出率低的问题；该方法特别适合含高硅、钙、镁、铁的复杂氧化锌物料的处理。
【IPC分类】C22B3/14, C22B19/00
【公开号】CN104928470
【申请号】CN201510385656
【发明人】杨声海, 李 浩, 王长红, 孙彦伟, 陈永明, 何静, 唐朝波, 杨建广
【申请人】中南大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月30日