低品位氧化锌矿石的碱法浸出

第!"卷第#期!总第$%期"
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低品位氧化锌矿石的碱法浸出
刘三军!欧乐明!冯其明!张国范!卢毅屏
!中南大学资源加工与生物工程学院#湖南长沙"#&&:%
"摘要!研究了云南兰坪氧化锌矿石的碱法浸出$浸出剂为氢氧化钠和氨+碳酸铵溶液$在氢氧化钠浓度为"I H K %P &浸出温度为-&R &液固质量比为#&U #时#锌浸出率为$!O 6Q ’在氨+碳酸铵浓度为’I H K %P &温度!’R &液固质量比为#’U #时#锌的浸出率可达$#O %Q $关键词(氧化锌矿石’碱法浸出’锌
中图分类号!@B :&%O !#!!文献标识码!)!!文章编号!#&&$4!6#-!!&&’"&#4&&!%4&%
收稿日期!!&&"4&64&-
作者简介!刘三军!#$-$4"
#男#湖南郴州人#硕士研究生#主要研究方向为铅锌矿&铝土矿的资源研究$!氧化锌是锌的次生矿物$氧化锌矿石中的锌主要以菱锌矿!Z <(3%"&硅锌矿!Z <5N 3""等形态存在#
矿石中含有大量的金属杂质#如铅&铁&镉&铜等$锌的氧化矿物相复杂#不易选别#浮选药剂
的选择&矿物表面的改性都比较困难)#*
$
目前#氧化锌矿石的处理方式有!种(第#种是氧化锌矿石经选矿富集后进入冶炼程序得金属锌’第!种是氧化锌矿石直接入冶炼程序$直接冶锌法又分为火法和湿法!类$
火法处理中#品位较低的矿石一般先用鼓风炉化矿#再由烟化炉挥发’品位较高的矿石#一般用回转炉等设备直接挥发#两者均可获得锌质量分数’&Q "6&Q 的氧化锌粉$此种氧化锌粉采用回转炉和多膛炉等设备脱除氟&氯后#再用常规湿法冶炼产出电锌$该工艺环节多#流程长#设备庞大#耗能高#生产#J 锌要消耗#&"#’J 煤#
锌回收率仅’&Q "6&Q #
而且对环境不友好)!*
#因此#各国冶金学者都在探讨锌的直接湿法浸出法$
湿法浸出有酸法浸出)%4"*
和碱法浸出$酸法
浸出的浸出液不易净化#设备易腐蚀$锌的直接回收率在-’Q 以上#但工艺技术条件控制要求严格#技术难度大$氧化锌矿石中都有一定量的硅#而酸浸不易脱硅’浸出液中锌浓度较低#浸出中和渣量大#
溶液平衡不易控制’硫酸消耗量大#生产#J 锌要耗酸#J 以上#为硫化锌矿石酸耗的’倍$受锌矿石品位的影响#经济效益不很明显#目前只
有处理锌品位在%&Q 以上的氧化锌矿石才有较好的技术指标$
用碱浸出氧化锌矿石#设备不易腐蚀#固液分离方便#浸出液易净化#是目前研究较多和较有前
途的氧化锌矿石处理方法之一)’*
$本工作对云南
兰坪氧化锌矿石进行碱法浸出探索性试验#采用的浸出剂为氢氧化钠和氨+
碳酸铵#旨在为从氧化锌矿石中直接湿法回收锌寻找行之有效的方法$
!
碱法浸出基本原理
!!根据冶金过程动力学原理#
)!b "dV !0C )))"(!0C "
#固相外形尺寸随反应过程的进行而减小直至消
失#符合未反应核减缩模型)6*
(
#4!#4#"#%%
T +R ’-%!
.$式中##+++反应速率#Q ’.+++粒子原始半径#I ’!+++颗粒密度#/%‘I %
’-+++反应时间#b ’++++固体中锌的质量#/’’+++药剂的浓度#I H K %P $
!!氢氧化钠与氧化锌反应的方程式为(
)))!1032dZ <310!Z <3!d2!3$!!氨
+碳酸铵与氧化锌反应的方程式为(!!!!Z <3d !12""!(3%d !12)))%!!!!Z <3!12""!(3%d 2!3’!!!!Z <53"d !12""!(3%d "
12)))%!!!!Z <3!12""!(3%d 2!53"$
　万方数据
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!湿法冶金!!!!!!!!!!!!!!!&&’年%月
$试验物料与方法
!!试验矿样采自云南兰坪某大型氧化锌矿!主要金属元素化学分析结果见表#"
表!氧化锌矿石中主要金属元素分析结果W
(L B=Z<A Y &O&&$:#:O’#:O%"!O&%
矿石主要成分为Z<3!少量Z<53
"
#Z<3# !5N3!和Z<5"原矿磨细至4!&&目占$’Q!每次浸出试验样品质量为#&/"
选用氢氧化钠和氨水d碳酸铵!种浸出体系"试验中!将矿样倒入广口瓶中!按一定量加入浸出剂溶液!恒温水浴加热!机械搅拌!固液分离" %结果与讨论
%"!碱浓度对锌浸出的影响
由扩散动力学知!所用碱浓度越大!作用的因子越多!对浸出越有利"在氨+碳酸铵体系中!根据Z<3在氨水中的溶解度曲线$6%可知!当S2,"时!Z<3在氨水中的溶解度会随S2的变化而变化&当S2$"时!Z<3在氨水中的溶解度保持在"I H K’P左右"因此!试验选择浸出剂浓度%!"!’!6!-I H K’P"由于氨具有挥发性!为保证试验过程中浓度不变!选用较高的液固质量比!&U#!且氨与碳酸铵的质量比为#U!!室温下浸出%E"用氢氧化钠溶液浸出时!氢氧化钠浓度为%!"!’! 6!-I H K’P!液固质量比为#&U#!6&R下浸出% E"试验结果如图#所示"
图#浸出剂浓度对锌浸出率的影响!!试验结果表明!!种体系中!锌浸出率均随浸出剂浓度的升高而增大"对于氢氧化钠体系!当浸出剂浓度为’I H K’P时!浸出率为$!O’Q&对于氨+碳酸铵体系!浸出剂浓度为’I H K’P时!锌浸出率为:$O’6Q"据此初步选定!种浸出剂浓度均以’I H K’P为宜"
%"$温度对锌浸出的影响
氨水为易挥发性物质!从生产环境考虑!浸出温度不宜过高!因此!用氨+碳酸铵体系浸出时以室温为宜"低温下!氢氧化钠浸出体系对氧化锌的浸出效果较差!所以浸出时需加温"在液固质量比为#&U#条件下!用’I H K’P氢氧化钠溶液浸出%E!并对浸出体系缓慢加温!考察温度对锌浸出率的影响!结果如图!所示"
图!温度对锌浸出率的影响
结果表明!在氢氧化钠浸出体系中!锌浸出率受温度影响较大"随温度升高!锌浸出率升高!但6&R后!浸出率增加减慢"综合考虑成本因素!可确定氢氧化钠浸出体系的最佳温度为-&R" %"%浸出时间对锌浸出的影响
在室温(液固质量比为!&U#条件下!用’I H K’P的氨+碳酸铵溶液浸出&在-&R(液固质量比#&U#条件下!用’I H K’P的氢氧化钠溶液浸出!试验结果如图%所示"
!!从图%可以看出!氨+碳酸铵体系浸出速率较快!#E后锌浸出率即达$&Q!以后再延长时间!浸出率变化不大&而氢氧化钠体系在浸出!E后!锌浸出率才趋于平衡"
#
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!
#
　万方数据
第!"卷第#期!!!!!!!刘三军!等"低品位氧化锌矿石的碱法浸出!!!!!!!图%
浸出时间对锌浸出率的影响
%"&
液固质量比对氨I
碳酸铵体系浸出锌的影响其它条件不变!改变液固质量比!考察其对锌
浸出率的影响!结果如图"所示#可以看出!对于氨+碳酸铵体系!液固质量比在#’U #较为合适#
图"
液固质量比对锌浸出率的影响
为确定氨与碳酸铵的最佳质量比!在上述确定的最佳试验条件下进行浸出试验!结果$图’%表明!氨与碳酸铵的质量比以#U !为宜#
图’!碳酸铵与氨的质量比对锌浸出率的影响
%
结论
!!碱法浸出是处理氧化锌矿石的有效方法之
一!它具有浸出率高和对环境友好等优点#对云南兰坪氧化锌矿石的碱法浸出试验表明!氢氧化钠和氨+碳酸铵溶液都是处理氧化锌矿石的有效浸出剂!锌浸出率均可达$&Q 以上#该方法可用于处理同类矿石#参考文献!
&#’!蒋继穆!
王忠实O 中国冶锌现状&*’O 有色冶炼!#$$6!$6%"#4’O
&!’黄仲权O 云南铅锌资源现状与合理利用&*’O
矿产保护与利用!#$$!!$#%"#64#$O
&%’!李军旗O
湿法处理高硅氧化锌矿的工艺研究&*’O 湿法冶金!#$$6!$"%"%!4%’O
&"’!范斌O
矿石中锌的浓酸熟化浸出&*’O 湿法冶金!#$$$!$%%"6&46!O
&’’王凤琴O 国内外氧化锌矿的处理方法&*’O 有色矿冶!#$$"!
$#%"%#4%’O
&6’杨显万!邱定璠O 湿法冶金&.’O
北京"冶金工业出版社!#$$:!#-&4#-"O
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低品位氧化锌矿石的碱法浸出
作者：刘三军， 欧乐明， 冯其明， 张国范， 卢毅屏， LIU San-jun， OU Le-ming， FENG Qi-ming， ZHANG Guo-fan， LU Yi-ping
作者单位：中南大学,资源加工与生物工程学院,湖南,长沙,410083
刊名：
湿法冶金
英文刊名：HYDROMETALLURGY OF CHINA
年，卷(期)：2005，24(1)
被引用次数：8次
参考文献(6条)
1.蒋继穆.王忠实中国冶锌现状 1996(06)
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引证文献(7条)
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本文链接：/Periodical_sfyj200501007.aspx
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下载时间：2011年3月7日。