[發明專利]一種基于自蔓延反應處理硫化鋅精礦的方法

有效

• 申請號: 201610204724.7
• 申請日: 2016-04-01
• 公開（公告）號: CN105755281B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 殷曉飛;吳玉鋒;李彬;章啟軍;譚哲
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C22B3/04
• 分類號: C22B3/04;C22B3/12;C22B19/20;C22B19/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 張慧

1.一種基于自蔓延反應處理硫化鋅精礦的方法，其特征在于，硫化鋅與合適的氧化劑過氧化鈉在混合均勻的情況下，經引燃后會發生自蔓延反應，反應生成極易溶于水或堿性溶液的鋅鹽，而-2價的硫在自蔓延高溫反應中轉化為硫酸鹽；包括以下步驟：

步驟一：預處理除硅鋁

將分選后的硫化鋅精礦粉在氫氧化鈉堿性溶液中浸泡除雜，以除去硫化鋅精礦中少量的包括硅、鋁的雜質；反應后過濾，以堿液沖洗濾渣，濾液用以回收硅鋁，濾渣收集干燥用于后續工序；

步驟二：自蔓延反應

將預處理后的硫化鋅精礦粉充分干燥后破碎細磨，然后將礦粉與過氧化鈉粉充分攪拌混合均勻，壓實，置于耐高溫反應容器中；引燃引發自蔓延反應，反應一經引燃將以燃燒波形式自發進行，無需提供附加能量，直至反應結束；

步驟三：浸出

將步驟二中反應后產物冷卻后置于耐堿性反應容器中，以水或氫氧化鈉溶液作為浸出劑進行鋅的浸出，浸出過程不斷攪拌；浸出液進行過濾，得含雜質濾液并以堿液沖洗濾渣A，洗液并入浸出液進行浸出，洗濾渣A回收用于回收其他金屬；

步驟四：凈化除雜

向步驟三中的含雜質濾液中加入硫化鈉，加熱攪拌，使溶液中鉛及銅以硫化物形式充分沉淀，實現雜質元素的分離；沉淀完成后過濾，得濾渣B以及含鋅的濾液，濾渣B以熱水沖洗后回收，洗液并入含鋅的濾液中；

步驟五：回收制備氧化鋅

步驟四中的含鋅的濾液中含有高濃度的Zn(OH)₄^2-，通過加酸調節pH為9～11使鋅以Zn(OH)₂形式充分沉淀，雜質元素Na⁺和SO₄^2-留在濾液中，過濾后濾渣煅燒回收制備ZnO粉末，濾液用于回收制備硫酸鈉。

2.按照權利要求1所述的一種基于自蔓延反應處理硫化鋅精礦的方法，其特征在于，步驟一：預處理除硅鋁，浸泡除雜條件為：浸出液pH控制在9.5～11.5，固液比控制在1:20～1:100g/mL，反應溫度30～80℃，反應時間1～4h。

3.按照權利要求1所述的一種基于自蔓延反應處理硫化鋅精礦的方法，其特征在于，步驟二硫化鋅精礦粉與過氧化鈉質量比為1:0.5～1:5，要求在干燥環境中進行物料混合及壓實工序。

4.按照權利要求1所述的一種基于自蔓延反應處理硫化鋅精礦的方法，其特征在于，步驟三浸出條件為：反應產物與水按固液比控制在1:20～1:100g/mL，浸出溫度20～80℃，浸出時間0.5～2h。

5.按照權利要求1所述的一種基于自蔓延反應處理硫化鋅精礦的方法，其特征在于，步驟三通過補加NaOH控制浸出過程浸出液中氫氧化鈉質量濃度為0.1～5％，以保證鋅的高效溶解浸出。

6.按照權利要求1所述的一種基于自蔓延反應處理硫化鋅精礦的方法，其特征在于，步驟四沉淀條件：溶液中鉛與硫化鈉質量比控制在1:1～1:2，沉淀溫度50～80℃，沉淀時間1～4h。

7.按照權利要求1所述的一種基于自蔓延反應處理硫化鋅精礦的方法，其特征在于，采用化學點火、燃燒波點火、激光點火、熱爆點火或微波點火方法中的一種或幾種引燃引發自蔓延反應。