一種通過全氨性體系從低濃度鋅氨溶液中回收鋅的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于低品位鋅回收技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種通過全氨性體系從低濃度鋅氨 溶液中回收鋅的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國鋅資源大多為難選難冶氧化礦或混合礦，具有堿性脈石含量高、礦物組成復(fù) 雜、多金屬共生和不易選別等特點(diǎn)，中低品位礦床占總儲(chǔ)量的77. 32%，主要分布在西南和 西北地區(qū)，如云南省的鋅儲(chǔ)量中76. 4%為氧化礦及復(fù)雜混合礦，鋅平均品位為5. 74%。采 用傳統(tǒng)的硫酸浸出處理低品位氧化鋅資源存在浸出過程酸耗大、浸出液雜質(zhì)含量高、凈化 除雜困難等問題，目前僅能利用含鋅15%以上的礦石，資源利用率低于50%。氨浸可以從 低品位含鋅資源中選擇性地提取鋅，可有效提高鋅的浸出率；同時(shí)，礦物中高含量的堿性脈 石不溶于氨性溶液，可有效避免硫酸浸出時(shí)的耗酸問題，目前已成為國內(nèi)外浸出氧化鋅資 源的主要方法，但對(duì)于低品位氧化鋅礦的氨性浸出液仍缺乏有效的后處理方法。
[0003] 楊聲海等（nh3-nh4ci-h2o體系浸出低品位氧化鋅礦制取電鋅.過程工程學(xué) 報(bào)，2008,S1，219-222.)采用多段凈化工藝對(duì)鋅氨浸出液除雜，然后直接在氨性溶液中 電解回收鋅，但上述流程缺乏對(duì)低濃度鋅溶液進(jìn)行有效富集的方法，只能處理含鋅高于 15%的中高品位氧化鋅礦和鋅二次資源，才能獲得可以直接氨性電解的高濃度鋅電解液， 資源利用率低，而且凈化除雜過程復(fù)雜。對(duì)此，陳啟元等（Synergisticextractionof zincfromammoniacalammoniasulfatesolutionbyamixtureofasterically hindered3-diketoneandtri-n-〇ctylphosphineoxide(T0P0),Hydrometallur gy，2010, 105(3-4) : 201-206)采用溶劑萃取對(duì)氨性浸出液中低濃度鋅進(jìn)行有效富集，為了 與傳統(tǒng)的硫酸體系鋅電解流程銜接，他們采用硫酸反萃有機(jī)相，使鋅富集到硫酸溶液中進(jìn) 行電解；雖然可以獲得電解鋅，但該工藝同時(shí)存在"浸出-萃取"過程的堿循環(huán)與"反萃-電 解"過程的酸循環(huán)，使其流程更加復(fù)雜，酸堿難以達(dá)到平衡，增大了氨耗和酸耗，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生 大量廢液，帶來很大的環(huán)境壓力。如果將低濃度鋅氨溶液直接富集為高濃度鋅氨溶液，然后 進(jìn)行氨性電解，不僅可以實(shí)現(xiàn)全氨體系短流程回收低濃度鋅氨溶液并獲得金屬鋅，而且氨 溶液在全流程的循環(huán)可使廢水排放量大大減少。然而，基于全氨性體系的低濃度鋅回收方 法至今仍未獲得成功，其中一個(gè)重要原因在于缺乏可以同時(shí)在氨性體系進(jìn)行萃取和反萃的 方法，現(xiàn)有方法中針對(duì)氨性溶液中鋅的萃取體系基本上均采用含100_180g/L的硫酸溶液 進(jìn)行反萃，本發(fā)明通過對(duì)萃取-反萃過程溶液組成及參數(shù)的合理調(diào)節(jié)，可有效實(shí)現(xiàn)全氨體 系回收低濃度鋅離子的短流程方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種操作簡單，成本降低，環(huán)保，體系中的溶液均能夠循環(huán) 使用，廢水排放量大大減少的通過全氨性體系、從低濃度鋅氨溶液中回收鋅含量小于2. 5g/ L的低品位鋅的方法。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過以下方法實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種通過全氨性體系從低濃度鋅氨溶液中回收鋅的方法，包括以下步驟：
[0007] (1)萃取：使用萃取劑從含低濃度鋅離子的氨性溶液中萃取低濃度鋅離子，獲得 負(fù)載鋅的有機(jī)相和萃余液，萃余液返回用于氨性浸出；
[0008] (2)反萃：使用氨性反萃溶液反萃負(fù)載鋅的有機(jī)相，實(shí)現(xiàn)鋅離子的富集，得到氨反 萃富集液和再生有機(jī)相，再生有機(jī)相返回步驟（1)中用于萃?。?br>[0009] (3)電解：直接電解氨反萃富集液，制得金屬鋅，剩余的電解貧液返回步驟（2)中 用于反萃；
[0010] 其中，步驟（1)中含低濃度鋅離子的氨性溶液中鋅離子濃度小于2. 5g/L，總氨濃 度為 10-50g/L;
[0011] 步驟⑴中萃取劑為I-苯基-4-乙基-1，3-辛二酮，萃取體系的初始pH值為 10.5-12 ；
[0012] 步驟（2)中的氨性反萃溶液為硫酸銨、氯化銨、硝酸銨、碳酸銨中的一種或幾種 銨鹽與氨水的混合液；氨性反萃溶液的pH范圍為8. 5-9. 5 ;氨性反萃溶液的總氨濃度為 50-80g/L；
[0013] 步驟（3)中使用氨反萃富集液作為電解液，在電壓為2.5-3. 5V，電流密度為 150-250A/m2的條件下電解。
[0014] 步驟（2)的反萃過程中負(fù)載鋅的有機(jī)相與氨性反萃溶液的體積比優(yōu)選為4-5。
[0015] 含低濃度鋅離子的氨性溶液通過將含鋅低于9%的低品位氧化鋅礦、尾礦、廢渣或 多金屬復(fù)雜礦加入硫酸銨、氯化銨、硝酸銨、碳酸銨中的一種或幾種銨鹽與氨水組成的氨性 溶液中浸漬得到。
[0016] 步驟（1)的萃取過程中除使用萃取劑以外，有機(jī)相中還可以加入添加劑，其中添 加劑為磷酸三丁酯、三丁基磷、三正辛基氧膦或長碳鏈醇中的一種或幾種。
[0017] 步驟（1)的萃取過程中有機(jī)相中可以添加磺化煤油或甲苯等稀釋劑。
[0018] 上述步驟⑴（2)⑶實(shí)現(xiàn)了全氨性體系的溶液循環(huán)，同時(shí)回收了氨性溶液中的低 濃度鋅。步驟（1)萃取過程的萃余液返回氨浸過程，鋅負(fù)載有機(jī)相進(jìn)入步驟（2)的氨反萃 過程；步驟（2)的反萃富集液用于氨性電解過程，再生有機(jī)相返回進(jìn)行萃取；步驟（3)電解 制得金屬鋅后，氨性電解貧液用于步驟（2)的反萃過程。
[0019] 本發(fā)明首次實(shí)現(xiàn)了通過全氨性體系從含低濃度鋅離子的氨性溶液中回收鋅。首 先，發(fā)明人通過對(duì)萃取、反萃過程中萃取劑、反萃溶液的選取，以及總氨濃度、溶液pH等參 數(shù)控制的協(xié)同配合，使本發(fā)明的各個(gè)反應(yīng)過程均在氨性體系中進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)全氨體系循環(huán)處 理低濃度含鋅氨溶液，各個(gè)步驟的溶液均能夠得到循環(huán)使用，使廢水排放量大大減少，使得 本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的成本大大降低，并采用此流程首次從含鋅低于2. 5g/L的氨性溶液 中回收得到了致密鋅片，這是現(xiàn)有技術(shù)根本無法實(shí)現(xiàn)的。通過本發(fā)明的全氨性體系回收，也 可以從很大程度上降低氨法處理含鋅資源的品位要求，提高低品位資源的利用率。本發(fā)明 的各個(gè)過程均在氨性體系中進(jìn)行，降低了氨法處理含鋅資源的品位要求，縮短了工藝流程， 可有效減少廢水排放，降低生產(chǎn)成本，提高低品位資源的利用率。本發(fā)明的操作簡單，易于 實(shí)現(xiàn)，適合大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用，環(huán)保，因而具有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明的回收工藝流程圖。
[0021] 圖2為實(shí)施例1制備得到的金屬鋅片，從圖中可以看出得到的金屬鋅片結(jié)構(gòu)致密， 純度高。
[0022] 圖3為實(shí)施例2制備得到的金屬鋅片，從圖中可以看出得到的金屬鋅片結(jié)構(gòu)致密， 純度高。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，以下實(shí)施例旨在說明本發(fā)明而不是對(duì) 本發(fā)明的進(jìn)一步限定。
[0024] 實(shí)施例1
[0025] 第一步：萃取
[0026] 以含不同總氨濃度的低濃度鋅氨溶液（含鋅lg/L)作為水相，有機(jī)相中萃取劑為 1-苯基-4-乙基-1，3-辛二酮，稀釋劑為煤油，萃取劑與稀釋劑體積比為3:7,無添加劑，萃 取水相與有機(jī)相的體積比為4,鋅萃取率及有機(jī)相鋅濃度如下表1所示：
[0027]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種通過全氨性體系從低濃度鋅氨溶液中回收鋅的方法，其特征在于，包括以下步 驟： (1) 萃?。菏褂幂腿暮蜐舛蠕\離子的氨性溶液中萃取低濃度鋅離子，獲得負(fù)載 鋅的有機(jī)相和萃余液，萃余液返回用于氨性浸出； (2) 反萃：使用氨性反萃溶液反萃負(fù)載鋅的有機(jī)相，實(shí)現(xiàn)鋅離子的富集，得到氨反萃富 集液和再生有機(jī)相，再生有機(jī)相返回步驟（1)中用于萃??； (3) 電解：直接電解氨反萃富集液，制得金屬鋅，剩余的電解貧液返回步驟（2)中用于 反萃； 其中，步驟（1)中含低濃度鋅離子的氨性溶液中鋅離子濃度小于2. 5g/L，總氨濃度為 10-50g/L ； 步驟（1)中萃取劑為1-苯基-4-乙基-1，3-辛二酮，萃取體系的初始pH值為10. 5-12 ; 步驟（2)中的氨性反萃溶液為硫酸銨、氯化銨、硝酸銨、碳酸銨中的一種或幾種銨鹽與 氨水的混合液；氨性反萃溶液的pH范圍為8. 5-9. 5 ;氨性反萃溶液的總氨濃度為50-80g/ L； 步驟（3)中使用氨反萃富集液作為電解液，在電壓為2. 5-3. 5V，電流密度為150-250A/ m2的條件下電解。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（1)的萃取過程中含低濃度鋅離子的 氨性溶液與有機(jī)相的體積比為4-5。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟⑴的萃取過程中有機(jī)相還加入添加 劑，其中添加劑為磷酸三丁酯、三丁基磷、三正辛基氧膦或長碳鏈醇中的一種或幾種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟（1)的萃取過程中有機(jī)相添 加稀釋劑，稀釋劑為磺化煤油或甲苯。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（2)的反萃過程中負(fù)載鋅的有機(jī)相與 氨性反萃溶液的體積比為4-5。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，含低濃度鋅離子的氨性溶液通過將含鋅 低于9%的低品位氧化鋅礦、尾礦、廢渣或多金屬復(fù)雜礦加入硫酸銨、氯化銨、硝酸銨、碳酸 銨中的一種或幾種銨鹽與氨水組成的氨性溶液中浸漬得到。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種通過全氨性體系從低濃度鋅氨溶液中回收鋅的方法，具體步驟為：1)使用萃取劑從含低濃度鋅離子的氨性溶液中萃取低濃度鋅離子，獲得負(fù)載鋅的有機(jī)相和萃余液，萃余液返回用于氨性浸出過程；2)使用氨性溶液反萃負(fù)載鋅的有機(jī)相，實(shí)現(xiàn)鋅離子的富集，得到氨反萃富集液和再生有機(jī)相，再生有機(jī)相返回進(jìn)行萃取；3)從氨反萃的富集液直接電解制得金屬鋅，氨性電解貧液返回進(jìn)行鋅反萃，從而實(shí)現(xiàn)在全氨性體系回收低濃度鋅的目的。本發(fā)明通過控制反應(yīng)參數(shù)，使各個(gè)過程均在氨性體系中進(jìn)行，降低了氨法處理含鋅資源的品位要求，縮短了工藝流程，可有效減少廢水排放，降低生產(chǎn)成本，提高低品位資源的利用率。
【IPC分類】C25C1-16
【公開號(hào)】CN104674300
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510114821
【發(fā)明人】胡久剛, 付明波, 劉常青, 陳啟元
【申請(qǐng)人】中南大學(xué)
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年3月16日