[發明專利]用高硅氧化鋅礦生產鋅的方法

無效

• 申請號: 200910161746.X
• 申請日: 2009-08-11
• 公開（公告）號: CN101709386A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 王吉坤;閻江峰;彭建蓉;張安福;朱國幫;趙群;張紅耀;孟波
• 申請（專利權）人: 云南冶金集團股份有限公司
• 主分類號: C22B19/20
• 分類號: C22B19/20;C22B3/08
• 代理公司: 北京市立方律師事務所 11330
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明涉及高硅氧化鋅礦的冶金技術，具體說是采用空氣加壓酸浸處理高硅氧化鋅礦生產鋅的方法。

背景技術

氧化鋅礦主要是指硅酸鋅礦(Zn₂SiO₄)、異極礦[Zn₄(Si₂O₇)(OH)·H₂O]和菱鋅礦(ZnCO₃)等。我國有豐富的氧化鋅礦資源，尤其是在中國云南地區，幾乎遍布于省內各個地區，但大都屬于高硅型氧化鋅礦，即鋅礦中5％以上的Zn以硅酸鋅形態存在。

此類礦石由于含鋅品位遠遠低于硫化鋅礦，因此利用其生產鋅的工藝較為復雜。早些時候多采用火法富集處理，但由于其燃料消耗指標高、勞動條件惡劣、環境污染嚴重、基建投資大等問題受到限制。

目前，濕法煉鋅技術因其流程短、操作簡單等優點逐漸成為開發利用研究的主要方向。濕法冶金就是金屬礦物原料在酸性介質或堿性介質的水溶液進行化學處理或有機溶劑萃取、分離雜質、提取金屬及其化合物的過程。以氧化鋅礦石、利用濕法工藝煉鋅的主要問題是氧化鋅礦石中含有大量與氧化鋅結合的硅元素，二氧化硅在礦石浸出時溶出，容易形成溶膠，甚至凝膠，這給沉降和過濾操作帶來極大的困難。

幾十年來人們圍繞著如何獲得易于過濾的礦漿，做了大量的工作，而解決這一問題的根本原則可歸結為兩方面：即礦石浸出時如何避免或盡量阻止硅溶膠的形成；以及當礦漿中溶膠形成后，怎樣促使其有效沉降分離，改善過濾性能。目前工業上常用稀硫酸溶液(廢電解液)直接浸出高硅氧化鋅礦，使鋅和硅分別以硫酸鋅和硅酸形態進入溶液。而解決礦漿過濾問題則分別采取不同的措施，如使二氧化硅中和絮凝沉淀、或用結晶法使二氧化硅形成結晶狀沉淀、或采用預先沉淀的晶形硅做晶種促使二氧化硅沉淀析出、或控制礦石浸出過程中的pH使硅不溶或少溶解，從而改善了礦漿的過濾性能。

中國專利申請CN200810233609.8“高硅氧化鋅原礦濕法冶煉工藝”公開了一種高硅氧化鋅原礦濕法冶煉工藝，用濕法煉鋅流程的廢電解液進行酸性浸出，同時根據二價鐵離子含量，在浸出段加入高錳酸鉀/或二氧化錳，浸出后的礦漿加入絮凝劑進行絮凝和濃縮。中國專利CN02133663.6“氧化鋅礦的浸出工藝”提供了一種氧化鋅礦的中性浸出工藝，控制了浸出液的pH值，采用中性浸出、繼而低酸浸出的方法，使得礦石中的鋅被浸出，同時避免了硅、鐵等雜質進入溶液。該發明硫酸耗量少，不需要中和劑，浸出液可循環使用，降低了生產成本。但上述方法處理高硅氧化鋅礦時，料漿液固分離仍不能獲得滿意的過濾速度。

中國專利申請CN200810058404.0“一種高硅氧化鋅礦的加壓浸出方法”采用純氧或富氧空氣加壓、高溫和以500～750r/min的高速攪拌條件下，采用酸性溶液得到含鋅浸出溶液，經常規成熟工藝處理后產出電鋅。但該方法浸出時控制的攪拌速度過高，工業上如此高的轉速難以解決高壓密封問題，且轉速過高會導致電機過熱而被燒壞，因此實踐中難以實現；此外使用工業氧氣或富氧空氣維持反應釜內壓力，需要單獨生產氧氣，而且反應釜內的壓力在0.8MPa以上，從而也導致密封困難，安全性降低，這必然增大投資和增加生產成本。

發明內容

由此，本發明需要提供一種利用高硅氧化鋅礦冶煉鋅的方法，該煉鋅方法的工藝簡單、生產成本低、安全性能高、礦漿過濾性能好、鋅浸出率高且工業上容易實現。

為實現上述目的中的至少一個，本發明提供了一種利用高硅氧化鋅礦生產鋅的方法，包括如下步驟：(1)研磨高硅氧化鋅礦并與水混合，混合質量比0.7～0.8∶1，并預熱到40～60℃，制成熱礦漿；(2)將濃度為150～220g/L的H2SO4溶液預熱到40～90℃；(3)將步驟(1)所得熱礦漿和步驟(2)所得熱硫酸溶液按體積比1∶3～5連續輸送到反應容器中，通入空氣使得反應容器內壓力為0.4MPa-0.8MPa，溫度維持在80℃～130℃，攪拌速度200～300轉/min，反應時間30min～180min，進行鋅的浸出；(4)從反應容器內排出的浸出漿液，經液固分離形成浸出溶液，后采用常規濕法煉鋅工藝處理所述浸出溶液，以除鐵、凈化、電積、熔鑄，產出金屬鋅。

根據本發明的利用高硅氧化鋅礦生產鋅的方法，礦漿和硫酸溶液都預熱，便于后續浸出，反應容器內的壓力維持在0.8MPa以下，反應容器內的壓力較低，密封容易，安全性高，而且攪拌速度維持在200-300轉/分鐘以下，密封更加容易，而且通入反應容器內的是空氣，無需制氧，因此成本較低，在工業上易于實現。