专利名称：一种氧化锌矿的碱浸出方法
技术领域：
本发明属于有色金属湿法冶金领域，特别涉及一种以菱锌矿为主的氧化锌矿的碱浸出方法。
背景技术：
随着硫化锌矿的日益减少，氧化锌矿越来越受到锌冶金工业的关注。氧化锌矿 是锌的次生矿，是硫化锌矿氧化分解后，与围岩中碳酸盐或硅酸盐交代而成，包括菱锌矿 (ZnCO3)、硅锌矿(Zn2SiO4)、水锌矿(2ZnC03 · 3Zn (OH)2)、异极矿(Zn4(H2O) [Si2O7] (OH)2)等。 氧化锌矿品位较低，一般都在10 25%，且物相复杂，矿泥含量大，表面改性比较困难，难 以选别富集。对于低品位氧化锌矿的处理方法，通常都是采用先高温火法富集后经湿法提取锌 金属的工艺，但是该工艺对原矿的品位要求较高，一般要大于20%才会有较高的效益，同时 锌的回收率也不高。以硫酸作浸出剂直接处理氧化锌矿是近几十年来研究的炼锌工艺，但仍存在着众 多不足，例如控制浸出液中硅存在形态的问题，酸溶解时，矿中的硅如果形成了胶体硅酸， 则会使浸出液与浸出渣难以有效分离；氧化锌矿中含有大量的碳酸盐脉石，这种矿遇到酸 即放出二氧化碳气体，影响反应进行，恶化工作环境，同时也增加了耗酸量；氧化锌矿中的 金属杂质元素也与酸反应，溶解在浸出液中，使浸出液中杂质种类多、含量大，进而加大了 后期净化工序的负担；浸出设备腐蚀严重等。近些年来，氧化锌矿的碱浸出工艺备受关注，以碱溶液作浸出剂，氧化锌矿中的菱 锌矿有如下反应ZnC03+40H- — Zn(OH)42_+C032_，这种碱性溶液的直接浸出尽管可行，但是 锌的浸出率普遍较低，通常只可达到80%左右，不能有效回收矿物中的锌。
发明内容
本发明的目的在于提供一种针对以菱锌矿为主的氧化锌矿碱浸出的有效方法，以 提高锌的浸出率。本发明的目的通过以下方式实现1)对氧化锌矿做煅烧预处理，使其中的菱锌矿(ZnCO3)分解，生成反应活性更高的 氧化锌(ZnO)；2)以NaOH溶液为浸出剂，控制反应温度及反应时间；3)高速离心固液分离，得到含锌溶液。本发明的具体步骤是以氧化锌矿为原料，其主要含锌矿物为菱锌矿。先做煅烧预 处理，将氧化锌原矿细磨成-100目占90%以上的矿粉，即直径小于150微米的颗粒占90% 以上，然后在350 650°C煅烧1 3小时，得到煅烧矿，然后进行碱浸出处理，将冷却后的 煅烧矿浸入质量分数为15 20%的NaOH溶液中，每吨煅烧矿对应的NaOH溶液用量为10 80立方米，控制温度为80 100°C，搅拌时间为3 4个小时，冷却后利用高速离心来实现固液分离，滤渣排放，浸出液经净化后进行电解。本发明中涉及的化学反应为1)煅烧预处理ZnC03 = Zn0+C02 个2)碱浸出Zn0+2Na0H+H20 = Na2 [Zn (OH)4]本发明与其他工艺相比较，优点在于1)本发明以氧化锌矿作为原料，尤其适用于品位低于30%、主要载锌成分为菱锌 矿的氧化锌矿，这种氧化锌矿在我国西南地区矿藏丰富、价格低廉，与硫化矿相比，可以降 低锌冶金的生产成本；
2)本发明使用NaOH溶液作为浸出剂，与硫酸浸出相比，浸出条件容易控制，对原 矿中的众多金属杂质元素具有很好的选择性，浸出液中的杂质种类少、含量低，后期净化简 便；3)本发明对氧化锌矿进行煅烧预处理，使其中的菱锌矿分解，得到氧化锌，与原矿 中碳酸锌相比，浸出反应的活性更高，锌的浸出率更高；4)本发明采用高速离心来实现固液分离，与过滤方法相比，能有效减少浸出液在 滤渣中的残留，提高锌的回收率。
图1是本发明的工艺流程图；图2是本发明氧化锌原矿不同温度煅烧后，矿相变化的X射线衍射图谱；图3是本发明氧化锌原矿不同温度煅烧预处理后，锌的碱浸出浸出率。
具体实施例方式选择云南兰坪铅锌矿产的低品位氧化锌矿，该氧化锌矿氧化程度深，锌平均氧化 率达90% ；矿石中矿物组成复杂，矿物种类多。氧化锌矿各元素成分(%) =Zn 10. 15，Pb 2. 37，Fe 6. 14，CaO 25. 78，Si0215 . 79， MgO 0. 67，Al2O3O. 49，S 0. 81，Cu 0. 01，Ni 0. 06。锌物相分布率为菱锌矿(ZnCO3) 76. 19 %，硅锌矿(ZnSiO4) 14. 56 %，闪锌矿 (ZnS)8. 69%,锌铁尖晶石及其他0. 56%。对比实验1 将氧化锌原矿细磨至-100目，取1克浸入80毫升质量分数为20% (浓度为 6. 25mol/L)的NaOH溶液中，控制温度为100°C，搅拌4个小时，冷却后利用高速离心来实现 固液分离，得到含锌溶液。浸出液定容250毫升，经酸化稀释后检测其中锌浓度，算出氧化锌原矿直接碱浸 出的锌浸出率为80. 69%。实施例1 将氧化锌原矿细磨至-100目，在400°C煅烧2小时，冷却后取1克浸入80毫升质 量分数为20% (浓度为6. 25mol/L)的NaOH溶液中，控制温度为100°C，搅拌4个小时，冷 却后利用高速离心来实现固液分离，得到含锌溶液。浸出液定容250毫升，经酸化稀释后检测其中锌浓度，算出氧化锌原矿经400°C煅烧之后，碱浸出的锌浸出率为92. 88%。实施例2 将氧化锌原矿细磨至-100目，在500°C煅烧2小时，冷却后取1克浸入80毫升质 量分数为15% (浓度为4. 41mol/L)的NaOH溶液中，控制温度为100°C，搅拌4个小时，冷 却后利用高速离心来实现固液分离，得到含锌溶液。浸出液定容250毫升，经酸化稀释后检测其中锌浓度，算出氧化锌原矿经500°C煅 烧之后，碱浸出的锌浸出率为87. 55%。实施例3 将氧化锌原矿细磨至-100目，在600°C煅烧2小时，冷却后取1克浸入80毫升质量分数为17% (浓度为5. 12mol/L)的NaOH溶液中，控制温度为80°C，搅拌4个小时，冷却 后利用高速离心来实现固液分离，得到含锌溶液。浸出液定容250毫升，经酸化稀释后检测其中锌浓度，算出氧化锌原矿经600°C煅烧之后，碱浸出的锌浸出率为87. 33%。从实施例和对比试验效果来看，氧化锌原矿细磨、煅烧后的效果明显好于未煅烧的效果，碱浸出的锌浸出率高出7% -12%。
权利要求
一种氧化锌矿的碱浸出方法，其特征在于在碱浸出处理前，将氧化锌矿粉在350～650℃煅烧1～3小时，具体工艺如下(1)煅烧预处理将氧化锌原矿细磨成-100目占90％以上的矿粉，然后在350～650℃煅烧1～3小时，使氧化锌原矿中的碳酸锌成分完全分解，得到煅烧矿；(2)碱浸出处理以质量分数15～20％的NaOH溶液为浸出剂，用量为每吨煅烧矿对应的NaOH溶液用量为10～80立方米，控制浸出温度为80～100℃，慢速搅拌3～4小时；(3)冷却后，通过高速离心实现固液分离，得到含锌溶液。
全文摘要
一种氧化锌矿的碱浸出方法，本发明属于有色金属湿法冶金领域。本发明以氧化锌矿为原料，先将其做煅烧预处理，使其中的菱锌矿分解出氧化锌，再以NaOH溶液为浸出剂，控制反应温度及反应时间，将锌溶解在浸出液中，通过高速离心来实现固液分离，得到含锌溶液。本发明条件易控制，锌的浸出率高，回收效果好，浸出液中杂质的种类少、含量低，后期净化简便，且生产成本低，无环境污染，可有效利用我国西南地区丰富的低品位氧化锌矿。
文档编号C22B19/00GK101831545SQ20101019450
公开日2010年9月15日 申请日期2010年5月28日 优先权日2010年5月28日
发明者于然波, 张玉成, 邓金侠, 邢献然, 陈骏 申请人:北京科技大学