一種maca體系處理高堿性脈石型低品位氧化鋅礦制取電鋅的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種MACA體系處理高堿性脈石型低品位氧化鋅礦制取電鋅的工藝，包括以下步驟：（1）浸出和凈化除SO42-、CO32-；（2）凈化除As和Sb；（3）鋅粉置換除Cu,Cd,Co,Ni,Pb等；（4）電積。所述工藝具有原料適應(yīng)性廣、工藝流程短、凈化負擔輕、環(huán)境污染小、投資少等特點。
【專利說明】—種MACA體系處理高堿性脈石型低品位氧化鋅礦制取電鋅的工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域，具體涉及一種MACA體系處理高堿性脈石型低品位氧化鋅礦制取電鋅的工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)煉鋅方法處理低品位氧化鋅礦的方法有:
[0003]( I)選礦法處理。氧化鋅礦所含礦物種類多，結(jié)構(gòu)復雜，并含有大量的粘土和褐鐵礦，可溶性鹽含量高，選別指標很低，鋅回收率低，尾礦和礦泥含鋅接近10%，回收困難，迄今為止氧化鋅礦的浮選工藝還不能達到令人滿意的結(jié)果。
[0004](2)火法處理。采用火法冶金方法處理中低品位氧化鋅礦在技術(shù)上是可行的，但該方法能耗高，需要大量的煤炭資源；煙塵大，環(huán)境污染嚴重；鋅回收率低，僅能得到粗氧化鋅產(chǎn)品，同時要求鉛、鎘、砷、銻等揮發(fā)性雜質(zhì)要低，故入爐前，礦石還需進行脫雜焙燒處理，金、銀、銅等回收率低。因此，采用火法冶金方法處理低品位氧化鋅礦在經(jīng)濟上是不合算的。
[0005](3)傳統(tǒng)濕法煉鋅方法。傳統(tǒng)濕法煉鋅都采用ZnS04-H2S04-H20體系，從高品位氧化鋅或鋅焙砂中浸出鋅，經(jīng)沉鐵除雜凈化后，再電積鋅。對于含氯高的鋅物料要經(jīng)水洗或堿洗脫氯；對于含鐵很高的鋅物料，經(jīng)高溫揮發(fā)，生產(chǎn)粗氧化鋅后，再進行回收。因此傳統(tǒng)工藝在處理低品位氧化鋅礦方面存在一些不足:(I)酸浸只適合于處理堿性物質(zhì)(CaO和MgO)含量較低而鋅較高的礦石；(2)凈化過程復雜；(3)電解液嚴格要求Cl—含量很低。
[0006]我國具有極其豐富的氧化鋅礦資源，例如云南蘭坪鉛鋅礦的氧化鋅礦中鋅金屬含量約4800kt，但因堿性脈石含量高，含鋅小于15%的氧化鋅礦不能用傳統(tǒng)方法處理，目前己有20000kt以上廢棄礦石，平均品位7%左右，鋅金屬量約1500kt。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種MACA體系處理高堿性脈石型低品位氧化鋅礦制取電鋅。所述工藝具有原料適應(yīng)性廣、工藝流程短、凈化負擔輕、環(huán)境污染小、投資少等特點。
[0008]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0009]一種MACA體系處理高堿性脈石型低品位氧化鋅礦制取電鋅的工藝，包括以下步驟:
[0010]( I)浸出和凈化除SO42'⑶廣
[0011]浸出和凈化除SO42' C032_工藝為:浸出是采用總氨濃度7-8mo/L、NH4Cl/NH3=L 5-2.5: 1、液固體積質(zhì)量比3-5:1 (g/ml)、常溫、攪拌、浸出時間50_70min、礦樣粒度75um進行浸出；浸出反應(yīng)結(jié)束前30min加入理論量1.1-1.3倍的CaCl2、過1min后加入理論量1.1-1.3倍的BaCl2，浸出反應(yīng)結(jié)束前1min加入絮凝劑，過濾時用與浸出劑成分相同的溶液洗滌浸出渣，洗液量以維持浸出液體積與浸出劑相同為準；
[0012](2)凈化除 As 和 Sb
[0013]向浸出液中添加FeCl2、同時添加H2O2, FeCl2和H2O2用量是每升浸出液添加1.8-2.2gFeCl2 和 1.1-1.3ml/H202,常溫攪拌 40min ；
[0014](3)鋅粉置換除 Cu，Cd, Co, Ni，Pb 等
[0015]除砷銻后液采用鋅粉置換除Cu，Cd, Co, Ni, Pb，采用兩段逆流凈化，第一段凈化后過濾，除去銅鉻(鉛)渣的凈化液進入第二段用新鮮鋅粉凈化，第二段凈化的濾渣返回第一段凈化，以盡可能地利用和節(jié)約鋅粉；鋅粉置換凈化最佳工藝條件為:常溫、鋅粉用量是每升浸出液添加1.8-2.2g、時間為50-70min。
[0016](4)電積
[0017]采用石墨陽極、鈦板陰極、電流密度380-420A/m2，溫度35_45°C，添加劑骨膠為90-110mg/L、廢電解液鋅離子濃度>15g/L ;電鋅質(zhì)量達到GB470-19971#電鋅標準，鋅含量>99.99%, Cu, Cd, Co, Ni, Sb, As, Pb 等雜質(zhì)元素含量〈0.001%。
[0018]其中優(yōu)選的工藝條件為:
[0019]( I)浸出和凈化除 SO42' CO32-
[0020]浸出和凈化除S042_、C032_工藝為:浸出是采用總氨濃度7.5mo/L、NH4Cl/NH3=2: 1、液固體積質(zhì)量比4:1 (g/ml)、常溫、攪拌、浸出時間60min、礦樣粒度75um進行浸出；浸出反應(yīng)結(jié)束前30min加入理論量1.2倍的CaCl2、過1min后加入理論量1.2倍的BaCl2，浸出反應(yīng)結(jié)束前1min加入絮凝劑，過濾時用與浸出劑成分相同的溶液洗滌浸出渣，洗液量以維持浸出液體積與浸出劑相同為準；
[0021](2)凈化除 As 和 Sb
[0022]向浸出液中添加FeCl2、同時添加H2O2, FeCl2和H2O2用量是每升浸出液添加2gFeCl2 和 1.2ml/H202,常溫攪拌 40min ；
[0023](3)鋅粉置換除 Cu，Cd, Co, Ni，Pb 等
[0024]除砷銻后液采用鋅粉置換除Cu，Cd, Co, Ni, Pb，采用兩段逆流凈化，第一段凈化后過濾，除去銅鉻(鉛)渣的凈化液進入第二段用新鮮鋅粉凈化，第二段凈化的濾渣返回第一段凈化，以盡可能地利用和節(jié)約鋅粉；鋅粉置換凈化最佳工藝條件為:常溫、鋅粉用量是每升浸出液添加2g、時間為60min。
[0025](4)電積
[0026]采用石墨陽極、鈦板陰極、電流密度400A/m2，溫度40°C，添加劑骨膠為10mg/L、廢電解液鋅離子濃度>15g/L ;電鋅質(zhì)量達到GB470-19971#電鋅標準，鋅含量>99.99%，Cu, Cd, Co, Ni, Sb, As, Pb 等雜質(zhì)元素含量〈0.001%。
[0027]所述高堿性脈石型低品位氧化鋅礦為蘭坪低品位鉛鋅礦。
[0028]以下對本發(fā)明進行詳細說明:
[0029](I)浸出
[0030]采用NH4C1-NH3-H20體系浸出氧化鋅礦過程中，氧化鋅、碳酸鋅和硫酸鋅等物料與氨及氯按下列反應(yīng)式發(fā)生反應(yīng)，生成鋅氨和鋅氯配合物。雜質(zhì)元素銅、鎘、鈷、鎳、鉛、鈣、鎂等部分或全部溶解進入溶液，鐵、錳等元素不溶解留在渣中。
[0031](2)凈化除 S042_、C032_
[0032]通過加入CaCljP BaCl2來除去SO42'CO廣。浸出液中的S042_、C032_含量均較高。若只加CaCl2時，CO/—可以基本除凈，但SO42-除去效果不明顯。如果只加BaCl2, SO42'C032—均可以除凈。從經(jīng)濟上考慮，采用CaCl2和BaCl2相結(jié)合的辦法，當CaCl2和BaCl2加入量為理論量的1.1-1.3倍時，SO42'⑶廣在溶液中的含量幾乎為。因此，凈化除SO42'⑶廣時，CaCl2和BaCl2的加入量為理論量的1.1-1.3倍。
[0033](3)凈化除 As 和 Sb
[0034]As,Sb的存在不僅會降低電流效率，甚至引起陰極鋅燒板，因此在電解前必須先除去 As、Sb。
[0035]凈化除As，Sb的原理與酸法煉鋅除銻相似。都是通過向浸出液中加入亞鐵離子，保證溶液含鐵量達到物料中砷銻含量的20倍以上，同時加入氧化劑，把Fe2+氧化成Fe3+，同時把As3+、Sb3+氧化成帶負電的Sb043_、As043_膠體。鐵水解生成帶正電的Fe (OH) 3膠體，正、負電膠體中和共同沉淀。達到脫除As、Sb的目的。
[0036](4)鋅粉置換除 Cu，Cd, Co, Ni，Pb 等
[0037]浸出液經(jīng)過除As，Sb后，采用鋅粉兩段逆流置換法除Cu，Cd, Co, Ni, Pb等雜質(zhì)。鋅粉置換對除去Cu，Cd, Ni效果較好，Co雖然較難除去，但其在浸出液中總量較少，鋅粉加入量達到0.8/L后，Co含量降到lmg/L以下。相比Pb為最難除去雜質(zhì),鋅粉用量達到1.6g/L時，其含量降到0.42mg/L。繼續(xù)增加鋅粉用量，Pb含量幾乎不變。經(jīng)50min置換，可以將溶液中的Pb降到lmg/L以下，到60min時Pb含量降到0.42mg/L,繼續(xù)延長置換時間，Pb含量幾乎不變，因此選定鋅粉置換凈化最佳工藝條件為:常溫、鋅粉用量2g/L、時間為60min。
[0038](5)電積
[0039]凈化后液在電流密度400A/m2、骨膠為100mg/L的條件下電積鋅，控制廢電解液鋅離子濃度>15g/L，所得電鋅質(zhì)量達到國標1#電鋅標準，平均電流效率>90%，電能消耗為2882kwh/t鋅，每電解It鋅消耗氨約0.2。
[0040]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0041 ] (I)在Zn (II) -NH4Cl-NH3-H2O體系中，鋅與Cl_和NH3具有很強的配位性，鋅的溶出速度很快，且其離子在溶液中很穩(wěn)定。
[0042](2)雜質(zhì)元素如鈣、砷和硅等在Zn (II)-NH4Cl-NH3-H2O體系中基本不溶，這是由于該體系是堿性體系，而且鈣和硅與Cr和NH3基本不形成配合物。與H2S伍體系浸出相比，不但大大降低試劑消耗，還減輕了后續(xù)凈化工藝的負擔。因此可以處理堿性脈石成分(CaO和MgO)含量高的氧化鋅礦。
[0043](3)可以處理含鐵高的氧化鋅礦，因為浸出體系呈弱堿性，只有極微量的亞鐵進入溶液(約0.lg/L)，浸出液鐵含量很低，即使如此，只要稍加氧化劑就可除盡溶液中的鐵。因此凈化、除鐵負擔輕，過程簡單，這樣設(shè)備省，投資少；
[0044](4)對F_，Cl—含量沒有要求，不需要單獨的F_，Cl—脫除過程，而且鋅物料帶來的氯可以在溶液中循環(huán)利用，可以補償流程中氯的損失；
[0045](5)浸出過程為微弱的放熱反應(yīng)，溫度維持在25_30°C，鋅粉凈化也可以在常溫下進行，電解過程溫度升高，需要冷卻，因此操作溫度低，不需要加熱，能耗低，設(shè)備投資少；
[0046](6)凈化除雜簡單，浸出液經(jīng)過除Fe，As，Sb后，采用鋅粉兩段逆流置換法除Cu, Cd, Co, Ni, Pb等雜質(zhì)，凈化液滿足制取電鋅的要求；
[0047](7)浸出液無需經(jīng)過萃取等富集過程，采用“浸出-凈化-電積”短流程就可以從含鋅低于40g/L的溶液中提取鋅，電解廢液中鋅離子濃度低至10g/L，仍能得到致密鋅板，電解廢液補充氨后，返回浸出過程。
[0048](8)Zn(II)-NH4Cl-NH3-H2O體系中的氯化錢呈弱酸性，氨呈堿性，并與金屬離子形成配合物，且浸出劑中氨濃度低，因而氨的揮發(fā)損失將大大降低。同時NH4Cl (含氮24%-25%).氨水(含氮量一般為15-18%)，可以作為氮肥使用。由此可見，Zn (II) -NH4Cl-NH3-H2O體系環(huán)境友好，不會象氰化物、硫代硫酸鹽或是硫酸一樣對環(huán)境造成危害。

【具體實施方式】
[0049]為便于理解本發(fā)明，本發(fā)明列舉實施例如下。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實施例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對本發(fā)明的具體限制。
[0050]實施例一
[0051]一種MACA體系處理高堿性脈石型低品位氧化鋅礦制取電鋅的工藝，包括以下步驟:
[0052](I)浸出和凈化除 SO42' CO32-
[0053]浸出和凈化除S042_、C032_工藝為:浸出是采用總氨濃度7.5mo/L、NH4Cl/NH3=2: 1、液固體積質(zhì)量比4:1 (g/ml)、常溫、攪拌、浸出時間60min、礦樣粒度75um進行浸出；浸出反應(yīng)結(jié)束前30min加入理論量1.2倍的CaCl2、過1min后加入理論量1.2倍的BaCl2，浸出反應(yīng)結(jié)束前1min加入絮凝劑，過濾時用與浸出劑成分相同的溶液洗滌浸出渣，洗液量以維持浸出液體積與浸出劑相同為準；
[0054](2)凈化除 As 和 Sb
[0055]向浸出液中添加FeCl2、同時添加H2O2, FeCl2和H2O2用量是每升浸出液添加2gFeCl2 和 1.2ml/H202,常溫攪拌 40min ；
[0056](3)鋅粉置換除 Cu，Cd, Co, Ni，Pb 等
[0057]除砷銻后液采用鋅粉置換除Cu，Cd, Co, Ni, Pb，采用兩段逆流凈化，第一段凈化后過濾，除去銅鉻(鉛)渣的凈化液進入第二段用新鮮鋅粉凈化，第二段凈化的濾渣返回第一段凈化，以盡可能地利用和節(jié)約鋅粉；鋅粉置換凈化最佳工藝條件為:常溫、鋅粉用量是每升浸出液添加2g、時間為60min。
[0058](4)電積
[0059]采用石墨陽極、鈦板陰極、電流密度400A/m2，溫度40°C，添加劑骨膠為10mg/L、廢電解液鋅離子濃度>15g/L ;電鋅質(zhì)量達到GB470-19971#電鋅標準，鋅含量>99.99%，Cu, Cd, Co, Ni, Sb, As, Pb 等雜質(zhì)元素含量〈0.001%。
[0060]所述高堿性脈石型低品位氧化鋅礦為蘭坪低品位鉛鋅礦。
[0061] 申請人:聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細工藝設(shè)備和工藝流程才能實施。所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進，對本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種MACA體系處理高堿性脈石型低品位氧化鋅礦制取電鋅的工藝，包括以下步驟: (1)浸出和凈化除S042_、C032_ 浸出和凈化除SO42' C032_工藝為:浸出是采用總氨濃度7-8mo/L、NH4Cl/NH3=L 5-2.5: 1、液固體積質(zhì)量比3-5:1 (g/ml)、常溫、攪拌、浸出時間50_70min、礦樣粒度75um進行浸出；浸出反應(yīng)結(jié)束前30min加入理論量1.1-1.3倍的CaCl2、過1min后加入理論量1.1-1.3倍的BaCl2，浸出反應(yīng)結(jié)束前1min加入絮凝劑，過濾時用與浸出劑成分相同的溶液洗滌浸出渣，洗液量以維持浸出液體積與浸出劑相同為準； (2)凈化除As和Sb 向浸出液中添加FeCl2、同時添加H2O2, FeCl2和H2O2用量是每升浸出液添加1.8-2.2gFeCl2 和 1.1-1.3ml/H202,常溫攪拌 40min ； (3)鋅粉置換除Cu,Cd, Co, Ni，Pb等 除砷銻后液采用鋅粉置換除Cu，Cd, Co, Ni, Pb，采用兩段逆流凈化，第一段凈化后過濾，除去銅鉻(鉛)渣的凈化液進入第二段用新鮮鋅粉凈化，第二段凈化的濾渣返回第一段凈化，以盡可能地利用和節(jié)約鋅粉；鋅粉置換凈化最佳工藝條件為:常溫、鋅粉用量是每升浸出液添加1.8-2.2g、時間為50-70min ； (4)電積 采用石墨陽極、鈦板陰極、電流密度380-420A/m2，溫度35-45 V，添加劑骨膠為90-110mg/L、廢電解液鋅離子濃度>15g/L。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其中優(yōu)選，浸出和凈化除SO42'⑶廣工藝為:浸出是采用總氨濃度7.5mo/L、NH4C1/NH3=2:1、液固體積質(zhì)量比4:1 (g/ml)、常溫、攪拌、浸出時間60min、礦樣粒度75um進行浸出；浸出反應(yīng)結(jié)束前30min加入理論量1.2倍的CaCl2、過1min后加入理論量1.2倍的BaCl2，浸出反應(yīng)結(jié)束前1min加入絮凝劑，過濾時用與浸出劑成分相同的溶液洗滌浸出渣，洗液量以維持浸出液體積與浸出劑相同為準。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其中優(yōu)選，向浸出液中添加FeCl2、同時添加H2O2,FeCl2和H2O2用量是每升浸出液添加2gFeCl2和1.2ml/H202,常溫攪拌40min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其中優(yōu)選，除砷銻后液采用鋅粉置換除Cu，Cd，Co，Ni，Pb，采用兩段逆流凈化，第一段凈化后過濾，除去銅鉻(鉛)渣的凈化液進入第二段用新鮮鋅粉凈化，第二段凈化的濾渣返回第一段凈化，以盡可能地利用和節(jié)約鋅粉；鋅粉置換凈化最佳工藝條件為:常溫、鋅粉用量是每升浸出液添加2g、時間為60min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其中優(yōu)選，采用石墨陽極、鈦板陰極、電流密度400A/m2,溫度40°C，添加劑骨膠為100mg/L、廢電解液鋅離子濃度>15g/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，所述高堿性脈石型低品位氧化鋅礦為蘭坪低品位鉛鋅礦。
【文檔編號】C25C1/16GK104294060SQ201310308375
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年7月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月19日
【發(fā)明者】石明 申請人:無錫永發(fā)電鍍有限公司