CN113528816B - 一种直接酸浸浮选氧化锌精矿的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直接酸浸浮选氧化锌精矿的方法,所述的直接酸浸浮选氧化锌精矿的方法包括调浆、直接酸浸、中和浸出和后处理步骤,具体包括:将待处理浮选氧化锌精矿进行调浆得到调浆液a;将调浆液a在压缩气和机械搅拌状态下升温至10~90℃通入硫酸进行酸性浸出得到物料b;将物料b中加入含锌物质进行中和浸出得到矿浆c,矿浆c经压滤后得到滤液d和滤渣e;将滤液d经净化、电积、熔铸得到锌锭;滤渣e经水洗涤后得到洗渣h和洗液i,洗渣h进行堆存;洗液i返回调浆步骤。本发明浸出效果好,成本低、耗时少、铁杂质含量低,且对后续净化、电积等工序无影响。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域,具体涉及一种直接酸浸浮选氧化锌精矿的方法。
背景技术
浮选氧化锌精矿中,锌以菱锌矿、硅锌矿、异极矿、锌铁尖晶石和闪锌矿等多种组分存在,氧化率只能达到90%~95%,且矿石中含有大量的方解石、菱镁矿、菱铁矿、白铅矿,还含有由氧化锌原矿或氧硫混合铅锌矿经采矿、破碎、脱泥、分选后带入的大量粘性有机物。
长期以来,国内外锌冶炼厂一直都以闪锌矿为原料,经沸腾焙烧、中性浸出、高温高酸浸出、净化、电积、熔铸的传统工艺生产金属锌,而2003年国内采用的加压氧浸技术也是用来处理高铁闪锌矿。对氧化锌精矿或氧硫混合矿的利用这一世界级的技术难题,一直也只是停留在研究阶段,还未实现工业化生产应用。
浮选氧化锌精矿采用湿法碱浸时,环保压力大,浸出液杂质含量高且难脱除,工艺长,成本高;采用火法预处理与酸性浸出共同处理方式,需在400℃以上的中高温度下脱除矿石中的有机物,但矿石中的闪锌矿仍不能达到氧化的目的,该过程由于矿石含水率高(15%~50%)、矿石比热大,因此能耗高、设备投资大,工艺复杂。目前我国尚未有较经济、合理、环保的处理氧化锌精矿的工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种直接酸浸浮选氧化锌精矿的方法。
本发明的目的是这样实现的,所述的直接酸浸浮选氧化锌精矿的方法包括调浆、直接酸浸、中和浸出和后处理步骤,具体包括:
A、调浆:将待处理浮选氧化锌精矿进行调浆得到调浆液a;
B、直接酸浸:将调浆液a在压缩气和机械搅拌状态下升温至10~90℃通入硫酸进行酸性浸出得到物料b;
C、中和浸出:将物料b中加入含锌物质进行中和浸出得到矿浆c,矿浆c经压滤后得到滤液d和滤渣e;
D、后处理:
1)将滤液d经净化、电积、熔铸得到锌锭;
2)滤渣e经水洗涤后得到洗渣h和洗液i,洗渣h进行堆存;洗液i返回调浆步骤。
具体操作方法如下:
浮选氧化锌精矿经调浆、酸性搅拌浸出、中和浸出、压滤后得压滤液和滤渣,滤液经净化、电积、熔铸后得金属锌;滤渣经洗涤后堆存,洗液返回调浆。具体步骤如下:
1、浮选氧化锌精矿调浆,调浆液浓度0.1g/L~10g/L,调浆液固比为2:1~10:1,调浆温度为室温到90℃。
2、调浆结束后启动升温***、气体搅拌和机械搅拌,待温度到需求值时通入硫酸液体进行酸性浸出。其气体为N2、空气、O2、CO2之一或者多种组合,其P压缩气/P矿浆为0.1~100;浸出温度10~90℃;浸出时间0.5h~20h,加酸时间与浸出时间一致;浸出终点酸浓度大于2g/L;浸出液固比2:1~10:1;机械搅拌转速为20r/min~1000r/min,酸浓度控制在10%以上。
3、直接酸浸结束后加入锌物料进行中和浸出,浸出温度为0.5h~10h,浸出终点PH值4.5~6.0,浸出液固比2:1~20:1,搅拌转速20r/min~1000r/min。含锌物质为:浮选氧化锌精矿,品位大于15%,氧化率大于90%的矿石;或氧化锌原矿,品位大于5%,氧化率大于90%的矿石;或焙砂,品位大于45%,氧化率大于90%的闪锌矿焙烧烟尘;化学品氧化锌、碳酸锌、碱式锌、硅酸锌等化合物的纯度大于10%。
4、中和浸出结束后压滤,滤液经净化、电积、熔铸后制备锌锭;滤渣逆流洗涤后堆存,其洗涤条件为温度室温~90℃,时间0.5~5h,液固比2:1~10:1,洗涤次数2~5次,锌渣率小于4%。
本发明采用“压缩气+机械”的方式可实现氧化锌精矿不冒槽,锌渣率<4%。该工艺浸出效果好,成本低、耗时少,且对后续净化、电积等工序无影响。其原理如下:
1、压缩气由压缩空气、CO2、N2等多组气体组成,起到搅拌作用,促进酸与金属氧化物/氢氧化物的接触反应,促进对流传质,降低反应时间。
2、压缩气在反应过程中,分散在矿浆里,所形成的泡沫是细小泡沫,携带的矿石量少(矿石比重大于泡沫浮力),到达表面的泡沫为白色或者浅灰色泡沫,易于去除;没有采用压缩气的浸出,大量形成粘性大的大泡沫而携矿冒槽(矿石比重小于泡沫浮力),造成大量矿石损失。
3、矿浆表面的搅拌桨起到两个作用:一是刮开表层起泡,让多余的气体更好外逸(表层有机物相对较多,小起泡也较大);二是进一步碎泡,把上浮的起泡进一步破碎。
附图说明
图1为本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步的说明,但不以任何方式对本发明加以限制,基于本发明教导所作的任何变换或替换,均属于本发明的保护范围。
本发明所述的直接酸浸浮选氧化锌精矿的方法包括调浆、直接酸浸、中和浸出和后处理步骤,具体包括:
A、调浆:将待处理浮选氧化锌精矿进行调浆得到调浆液a;
B、直接酸浸:将调浆液a在压缩气和机械搅拌状态下升温至10~90℃通入硫酸进行酸性浸出得到物料b;
C、中和浸出:将物料b中加入含锌物质进行中和浸出得到矿浆c,矿浆c经压滤后得到滤液d和滤渣e;
D、后处理:
1)将滤液d经净化、电积、熔铸得到锌锭;
2)滤渣e经水洗涤后得到洗渣h和洗液i,洗渣h进行堆存;洗液i返回调浆步骤。
A步骤中所述的调浆液a的浓度为0.1g/L~10g/L,液固比为(2~10):1。
B步骤中所述的压缩气为氮气、空气、氧气和二氧化碳中的一种或几种。
B步骤中P压缩气/P矿浆=0.1~100。
B步骤中机械搅拌的转速为20~1000r/min。
B步骤酸浸过程中酸浓度控制在10%以上。
B步骤中酸浸的温度为10~90℃,浸出时间为0.5~20h,加酸时间与浸出时间一直,浸出终点酸浓度大于2g/L。
C步骤中所述的含锌物质为:
①浮选氧化锌精矿,品位须大于15%,氧化率大于90%的矿石;或
②氧化锌原矿,品位大于5%,氧化率大于90%的矿石;或
③焙砂,品位大于45%,氧化率大于90%的闪锌矿焙烧烟尘;或
④化学品氧化锌、碳酸锌、碱式锌或硅酸锌,纯度大于10%。
C步骤中中和浸出的温度为10~90℃,浸出时间为0.5~10h,浸出终点pH值4.5~6.0,浸出液固比2:1~20:1,搅拌转速20~1000r/min。
D步骤2)中洗涤的温度为10~90℃,时间为0.5~5h,液固比2:1~10:1,洗涤次数2~5次。
下面以具体实施案例对本发明做进一步说明:
实施例1
1、用滤渣洗液和自来水一起对浮选氧化锌精矿进行调浆,调浆后浆料L:S为6:1,调浆后浆料温度40℃。
2、矿浆在P空气/P矿浆为3,温度50℃~60℃,时间2h(加酸时间与浸出时间一致),加酸浓度98%的浓硫酸,终点酸浓度20g/L,液固比6:1,机械搅拌转速为200r/min的条件下酸性浸出。
3、酸性浸出后加品位8%的氧化锌原矿进行中和浸出,浸出条件为:浸出温度50℃~60℃,浸出时间4,浸出终点PH值4.5~6.0,浸出液固比6:1,搅拌转速300r/min。
4、中和浸出后压滤,滤液经净化、电积、熔铸后制备锌锭,其净化除Zn、Co、Cu、Fe及有机物与传统工艺流程相同,电积和熔铸工序也同传统工序。
5、中和浸出后压滤,滤渣进行3次逆流水洗,洗涤液固比为3:1,洗涤温度为50℃左右,洗涤时间2h,洗液返回调浆,洗渣堆存。
本实施例中锌浸出率为96.78%,浸出矿浆过滤性好,锌渣率为2.89%。
实施例2
1、用滤渣洗液和自来水一起对浮选氧化锌精矿进行调浆,调浆后浆料L:S为2:1,调浆后浆料温度10℃。
2、矿浆在P空气/P矿浆为100,温度50℃~60℃,时间0.8h(加酸时间与浸出时间一致),加酸浓度96%的浓硫酸,终点酸浓度6g/L,液固比10:1,机械搅拌转速为800r/min的条件下酸性浸出。
3、酸性浸出后加纯度15%的碳酸锌进行中和浸出,浸出条件为:浸出温度50℃~60℃,浸出时间10h,浸出终点PH值4.5~6.0,浸出液固比20:1,搅拌转速100r/min。
4、中和浸出后压滤,滤液经净化、电积、熔铸后制备锌锭,其净化除Zn、Co、Cu、Fe及有机物与传统工艺流程相同,电积和熔铸工序也同传统工序。
5、中和浸出后压滤,滤渣进行2次逆流水洗,洗涤液固比为10:1,洗涤温度为45℃左右,洗涤时间2h,洗液返回调浆,洗渣堆存。
本实施例中锌浸出率为97.22%,浸出矿浆过滤性好,锌渣率为3.18%。
实施例3
1、用滤渣洗液和电解废液一起对浮选氧化锌精矿进行调浆,调浆后浆料L:S为5:1,调浆后浆料温度90℃。
2、矿浆在P气体/P矿浆为60,温度70℃~80℃,时间1.5h(加酸时间与浸出时间一致),加酸浓度80%的硫酸,终点酸浓度20g/L,液固比4:1,机械搅拌转速为400r/min的条件下酸性浸出。其中气体为CO2。
3、酸性浸出后加品位51%,氧化铝95%的闪锌矿焙烧烟尘进行中和浸出,浸出条件为:浸出温度70℃~80℃,浸出时间5h,浸出终点PH值4.5~5.0,浸出液固比2:1,搅拌转速800r/min。
4、中和浸出后压滤,滤液经净化、电积、熔铸后制备锌锭,其净化除Zn、Co、Cu、Fe及有机物与传统工艺流程相同,电积和熔铸工序也同传统工序。
5、中和浸出后压滤,滤渣进行5次逆流水洗,洗涤液固比为2:1,洗涤温度为80℃左右,洗涤时间1.5h,洗液返回调浆,洗渣堆存。
实施例中锌浸出率为94.99%,浸出矿浆过滤性好,渣锌为2.83%。
Claims (9)
1.一种直接酸浸浮选氧化锌精矿的方法,其特征在于所述的直接酸浸浮选氧化锌精矿的方法包括调浆、直接酸浸、中和浸出和后处理步骤,具体包括:
A、调浆:将待处理浮选氧化锌精矿进行调浆得到调浆液a;
B、直接酸浸:将调浆液a在压缩气和机械搅拌状态下升温至10~90℃通入硫酸进行酸性浸出得到物料b;所述的压缩气为氮气、空气、氧气和二氧化碳中的一种或几种;
C、中和浸出:将物料b中加入含锌物质进行中和浸出得到矿浆c,矿浆c经压滤后得到滤液d和滤渣e;
D、后处理:
1)将滤液d经净化、电积、熔铸得到锌锭;
2)滤渣e经水洗涤后得到洗渣h和洗液i,洗渣h进行堆存;洗液i返回调浆步骤。
2.根据权利要求1所述的直接酸浸浮选氧化锌精矿的方法,其特征在于A步骤中所述的调浆液a的浓度为0.1g/L~10g/L,液固比为(2~10):1。
3.根据权利要求1所述的直接酸浸浮选氧化锌精矿的方法,其特征在于B步骤中P压缩气/P矿浆=0.1~100。
4.根据权利要求1所述的直接酸浸浮选氧化锌精矿的方法,其特征在于B步骤中机械搅拌的转速为20~1000r/min。
5.根据权利要求1所述的直接酸浸浮选氧化锌精矿的方法,其特征在于B步骤酸浸过程中酸浓度控制在10%以上。
6.根据权利要求1所述的直接酸浸浮选氧化锌精矿的方法,其特征在于B步骤中酸浸的温度为10~90℃,浸出时间为0.5~20h,加酸时间与浸出时间一直,浸出终点酸浓度大于2g/L。
7.根据权利要求1所述的直接酸浸浮选氧化锌精矿的方法,其特征在于C步骤中所述的含锌物质为:
①浮选氧化锌精矿,品位须大于15%,氧化率大于90%的矿石;或
②氧化锌原矿,品位大于5%,氧化率大于90%的矿石;或
③焙砂,品位大于45%,氧化率大于90%的闪锌矿焙烧烟尘;或
④化学品氧化锌、碳酸锌、碱式锌或硅酸锌,纯度大于10%。
8.根据权利要求1所述的直接酸浸浮选氧化锌精矿的方法,其特征在于C步骤中中和浸出的温度为10~90℃,浸出时间为0.5~10h,浸出终点pH值4.5~6.0,浸出液固比2:1~20:1,搅拌转速20~1000r/min。
9.根据权利要求1所述的直接酸浸浮选氧化锌精矿的方法,其特征在于D步骤2)中洗涤的温度为10~90℃,时间为0.5~5h,液固比2:1~10:1,洗涤次数2~5次。
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