專利名稱：從鋅浸出渣洗滌液中回收鋅的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于鋅礦的濕法處理工藝，特別是對濕法煉鋅系統(tǒng)中產(chǎn)出的含鋅渣進一步 回收鋅的工藝方法。
背景技術(shù)：
氧化鋅礦一種重要的含鋅礦產(chǎn)資源，但這種礦的結(jié)構(gòu)復雜，易碎泥量大，選別指標 低，使用藥劑多，成本高，選礦至今還是難題，過去大多擇富礦直接冶煉。國外處理氧化鋅礦 的企業(yè)較少，直接處理的氧化鋅礦含鋅通常> 35%。泰國巴達里恩鋅冶煉廠直接處理含Si > 35%的氧化鋅礦，伊朗處理氧化鋅礦含Si為40%左右。多年來國內(nèi)外對氧化鋅礦的處理進行了大量研究，分別研究了硫酸法、亞硫酸法、 氫氧化鈉法、硝酸法、氨浸法、二乙撐三胺法、烷基磷酸酯法、鹽酸法以及威爾茲法等。其中 威爾茲法(回轉(zhuǎn)窯揮發(fā))是成熟的技術(shù)，能耗高、成本高，據(jù)國內(nèi)一些廠多年生產(chǎn)經(jīng)驗，一噸 礦的處理耗煤或焦粉500千克，如果用此種方法處理品位低于10 20%的氧化鋅礦，則每 揮發(fā)一噸鋅的耗費量就將高達5000千克左右，這顯然在經(jīng)濟上沒有太大競爭力。近年來，在處理低品位氧化鋅礦方面國外有重大進展。納米比亞斯科皮昂鋅礦冶 煉廠于2003年5月建成了世界上第一家用酸浸-萃取-電積工藝從氧化鋅礦提取鋅的生 產(chǎn)線，鋅礦品位為10.6%。對含Si ^ 20%的氧化鋅礦用濕法冶金工藝回收鋅在經(jīng)濟上是 可行的，國內(nèi)，特別是云南已有廠家實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。濕法處理含Si在20 10%之間的氧化 鋅礦的工藝在云南已開發(fā)成功，本申請人曾申請了該項工藝的專利并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，鋅的 生產(chǎn)能力達到了 8萬噸/年，證明在技術(shù)上與經(jīng)濟上是可行的。全國很多省有低品位氧化礦，雖然品位低，但分布廣，總儲量大，這是一種潛力很 大的鋅資源，也是一筆巨大的財富。但是濕法處理低品位氧化鋅礦也帶來一個問題，就是渣量大，特別是對采用槽浸 處理氧化鋅礦的冶煉廠來說，所用氧化鋅礦品位越低產(chǎn)生的鋅浸出渣量也就越大。處理含 鋅10 20%的低品位氧化鋅礦時，每產(chǎn)1噸鋅會產(chǎn)出5 IOt浸出渣(以干渣量計)。這 些鋅浸出渣過濾后濾渣中通常還會夾帶一般為干渣量30%以上的浸出液，而且這部分溶液 鋅濃度高，一般在100g/L以上，所以渣夾帶了數(shù)量可觀的鋅，降低了金屬的回收率，造成金 屬損失同時也會造成對環(huán)境的污染。渣中夾帶的鋅主要為水溶鋅，雖然可以用水(或稀酸)將其洗出來，但該洗水不能 直接返回流程，因為返回流程會破壞系統(tǒng)的水平衡，使生產(chǎn)無法正常進行。通過中和將洗水 中的鋅水解沉淀，所得沉淀主要為氫氧化鋅，同樣含水量高，作為原料加入系統(tǒng)也會帶入水 份，因此也不能直接返回流程。隨著氧化礦處理能力的增加以及原料金屬品位的降低，每年 會有幾百萬噸的浸出渣被排放，如果渣中夾帶的鋅不回收，就會造成數(shù)萬噸的金屬損失，這 不僅僅是資源上的浪費，同時也給環(huán)境造成嚴重的污染。本申請人曾在中國專利申請文獻200610010819. 1中提出了 “回收鋅浸出渣中夾 帶鋅的濕法工藝”，該技術(shù)方案可以較好地解決上述從鋅浸出渣洗滌渣中回收鋅工藝中存在的金屬回收率低、浪費資源、造成環(huán)境污染等問題。但是在實際的操作中有時會出現(xiàn)效果 不穩(wěn)定的現(xiàn)象，甚至使生產(chǎn)無法進行進行，經(jīng)過大量的研究發(fā)現(xiàn)有以下原因由于鐵離子和 其他三價離子在有機相中的積累會大大影響金屬的回收率；萃取前液中Ca2+的存在也會大 大增加后續(xù)的生產(chǎn)成本，降低了該技術(shù)方案的進一步推廣的價值；萃取的負荷有機相在進 行洗滌除雜時增加了操作工藝，并且會產(chǎn)生洗雜廢水，從而導致生產(chǎn)成本上升；反萃液經(jīng)除 油后并入現(xiàn)有濕法煉鋅流程的浸出系統(tǒng)，利用常規(guī)流程的凈化工序除雜，也會增加操作工 藝，使成本上升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種從鋅浸出渣洗滌渣中回收鋅的濕法工藝， 其操作簡單，金屬回收率高，可有效回收鋅浸出渣中夾帶的鋅，節(jié)約資源，避免環(huán)境污染，且 可很好地與濕法處理氧化鋅礦工藝銜接，減少氧化礦浸出用酸量，降低成本。解決本發(fā)明的技術(shù)問題采用了浸出渣水洗、萃取、反萃、脫油和電積，這幾項工藝 步驟，其改進的技術(shù)方案是1在洗滌鋅浸出渣時，使洗后溶液的PH值為4. 0 5. 2 ；2在萃取鋅時，萃取前用鋅粉除去洗滌液中的Cd2+，控制溶液含Cd2+ ( 50mg/L ；3在反萃時，首先將萃取得到的有機相和水相進行澄清分離，有機相直接反萃；4將反萃脫油后的水相直接并入電解液進行電解，產(chǎn)出高純鋅片。本發(fā)明的具體技術(shù)方案還包括①在洗滌鋅時，根據(jù)鋅浸出渣中夾帶的浸出液pH值的高度，采用水洗或稀酸浸洗 浸出渣，使浸后的溶液Si含量為10 30g/L ；②在萃取時，采用P2tl4做萃取劑，煤油做稀釋劑，配成含P2tl4的萃取有機相，與洗滌 液浸出渣和洗滌液混合萃取，使鋅進入有機相；③使用電鋅系統(tǒng)的廢電解液和硫酸對負載有機相進行反萃，將有機相中的鋅重新 轉(zhuǎn)入水相中。上述萃取是以260#煤油作為萃取劑P2tl4的稀釋劑，配成含P2tl4 = 20wt % 40wt % 的有機相，有機相比水相的萃取容積相比為1/5 5/1 ；在進行反萃的廢電解液和硫酸溶液 中，酸濃度為150g/L 250g/L，&i為40 60g/L，有機相比水相的反萃容積相比為5/1 15/1，反萃取后負載有機相含鋅小于lg/L ；對反萃的所有水相的脫油處理采用活性炭吸附 脫油，或超聲波氣浮，纖維球吸附。在上述的工藝過程中，用有機相用P2tl4萃取時，萃取混合時間為0. 5 5分鐘，萃 取溫度在10 50°C之間，混合相的澄清分離時間在1分鐘以上；在對有機相反萃時，反萃 時間為1 5分鐘，澄清分離時間1分鐘以上，操作溫度在10 50°C ；脫油吸附是在10 50°C溫度下進行，應將水相中的有機物含量降低到Ippm以下。 隨著過程的進行，萃取劑P2tl4中的氫離子與提鋅溶液中的鋅離子發(fā)生交換，萃余液 中的PH會逐漸降低，因此要用石灰或者氧化鋅礦來中和萃余液中的酸，使水溶液pH達到 2 5. 2，才能返回對鋅浸出渣的水洗浸出流程。工作一段時間后，會有狗逐漸進入有機相， 對有機相中的狗雜質(zhì)可采用濃度為6mol的HCl清除。浸出渣中的鎘含量若高到影響電積 的程度時，鎘的脫除采用鋅粉置換，鋅粉用量在理論置換用量倍數(shù)1. 5 2倍，并且應控制溶液中含Cd2+彡50mg/L。本發(fā)明的有益效果是(1)較好地解決了原來工藝中效果不穩(wěn)定的現(xiàn)象，減少了脫雜環(huán)節(jié)，降低了處理 成本；( 利用渣中所含金屬鋅大部分是以水溶性的硫酸鋅形式存在這一特點，用水洗或 含稀酸的萃余液將浸出渣中的余鋅提取出來，既節(jié)約了資源，又避免了環(huán)境污染，且操作簡 單，成本低；C3)萃取劑采用I32tl4，具有鋅的負載程度高，對金屬具有選擇性，價格便宜，無毒 無害等優(yōu)點，并且經(jīng)過反萃后P2tl4及煤油可循環(huán)利用，？2(14消耗僅在1公斤/噸鋅左右，損耗 較小，處理成本較低；(4)與現(xiàn)有的濕法處理氧化鋅礦工藝可很好地銜接，廢電解液、萃余 液、有機萃取劑等物料可在整個工藝中循環(huán)使用，因此，生產(chǎn)成本低，萃取段的處理成本只 有300元/噸鋅左右，具有很高的競爭力；利用含鋅低于10%低品位氧化鋅礦濕法冶煉的 中和萃余液中的酸，可以使資源得以充分利用，萃余液中的酸參與了金屬的浸出，減少了氧 化礦浸出用酸量，減少了費用，而不是被白白中和消耗；由于洗渣是在非氧化弱酸性條件下 進行，因此，溶液含狗很低，有利于萃取和有機相的處理。
具體實施例方式實例1 采用含鋅5 %的氧化鋅礦浸出渣，過濾后不需要干燥，直接用水洗，洗后的溶液中 Si含量約為10g/L，pH值為4. 5 5. 2，水洗提鋅后渣中剩余鋅1.2%，所得洗水成分列于
下表
元素Zn (^L)Mn (^L)Fe (mg/L)Cd (mg/L)Co (mg/L)Cu (mg/L)Ni (mg/L)Pb (mg/L)Ca (mg/L)pH含量10.670.980.75132.61.455.21.541.23524.25.0由于洗水中鎘含量較高，并且在萃取過程中它也會部分萃入有機相，最終會影響 電積鋅的質(zhì)量，因此，首先要進行除鎘。鎘的脫除采用鋅粉置換，鋅粉用量在理論置換用量 倍數(shù)1. 5 2倍時，鎘含量控制到彡50mg/L。除鎘后液進行萃取，采用P2tl4,即二 -2-乙基己基磷酸做萃取劑，用沈0#煤油作為 稀釋劑，配成的有機相中含I32tl4 = 20% 40%，有機相比水相的萃取相比為1/1，三級逆流 萃取，混合1分鐘，溫度在10 50°C之間，混合相澄清分離時間1. 5分鐘，鋅萃取率達72% 以上，負載有機相含鋅在10g/L左右。進行反萃，反萃使用廢電解液，Si = 40 60g/L，還 加入一定濃硫酸，使溶液硫酸濃度達到180g/L以上，5/1有機相比水相的相比，二級逆流反 萃，反萃時間1分鐘，澄清分離時間1分鐘，操作溫度在20°C，反萃率達99%以上，反萃后液 中Si = 100g/L左右，H2SO4 = 120g/L左右，Cd = 1. Omg/L左右，其它雜質(zhì)含量變化不大。
各步水相主要元素分析列于下表
權(quán)利要求
1. 一種從鋅浸出渣洗滌液中回收鋅的的方法，其中包含了，鋅浸出渣洗滌、萃取鋅、反 萃、脫油和電積的工藝步驟，其特征在于1. 1在洗滌鋅浸出渣時，使洗后溶液的PH值為4. (Γ5. 2 ；1. 2在萃取鋅時，萃取前用鋅粉除去洗滌液中的Cd2+，控制溶液含Cd2+彡50mg/L ；1.3在反萃時，首先將萃取得到的有機相和水相進行澄清分離，有機相直接反萃；1.4將反萃脫油后的水相直接并入電解液進行電解，產(chǎn)出高純鋅片。
2.根據(jù)權(quán)利1所述從鋅浸出渣洗滌液中回收鋅的方法，其特征在于2. 1在洗滌鋅時，根據(jù)鋅浸出渣中夾帶的浸出液PH值的高度，采用水洗或稀酸浸洗浸 出渣，使浸后的溶液Si含量為10 30g/L ；2. 2在萃取時，采用P2tl4做萃取劑，煤油做稀釋劑，配成含P2tl4的萃取有機相，與洗滌液 浸出渣和洗滌液混合萃取，使鋅進入有機相；2.3使用電鋅系統(tǒng)的廢電解液和硫酸對負載有機相進行反萃，將有機相中的鋅重新轉(zhuǎn) 入水相中。
3.根據(jù)權(quán)利2所述從鋅浸出渣洗滌液中回收鋅的方法，其特征在于3. 1在萃取時，以沈0 #煤油作為萃取劑P2tl4的稀釋劑，配成含P2tl4 = 20wt%^40wt%的 有機相，有機相比水相的萃取容積相比為1/5飛/1 ；3. 2在進行反萃的廢電解液和硫酸溶液中，酸濃度為150g/L 250g/L，Zn為4(T60g/L， 有機相比水相的反萃容積相比為5/廣15/1，反萃取后負載有機相含鋅小于lg/L;3.3對反萃的所有水相的脫油處理采用活性炭吸附脫油，或超聲波氣浮，纖維球吸附。
4.根據(jù)權(quán)利3所述從鋅浸出渣洗滌液中回收鋅的方法，其特征在于4. 1用P2tl4萃取時，萃取混合時間為0. 5飛分鐘，萃取溫度在1(T50°C之間，混合相的澄 清分離時間在1分鐘以上；4. 2對有機相反萃時，反萃時間廣5分鐘，澄清分離時間1分鐘以上，操作溫度在 10^50 0C ；4.3脫油吸附是在1(T50°C溫度下進行，將水相中的有機物濃度降到Ippm以下。
5.根據(jù)權(quán)利4所述從鋅浸出渣洗滌液中回收鋅的方法，其特征在于對用有機相萃取 后的萃余液使用石灰或者氧化鋅礦來中和其中的酸，使水溶液PH達到2、. 2，并返回對鋅 浸出渣的水洗浸出流程。
6.根據(jù)權(quán)利4或5所述從鋅浸出渣洗滌液中回收鋅的方法，其特征在于浸出渣中鎘 的脫除是在機械攪拌槽中用鋅粉置換，鋅粉用量在理論置換用量倍數(shù)1. 5^2倍。
全文摘要
從鋅浸出渣洗滌液中回收鋅的濕法工藝。本發(fā)明屬于鋅礦的濕法處理工藝，特別是對濕法煉鋅系統(tǒng)中產(chǎn)出的含鋅渣中進一步回收鋅的工藝方法。本工藝采用水洗或稀酸浸洗浸出渣，再采用P204做萃取劑，煤油做稀釋劑配成有機相，對水相萃取，配置含有鋅和硫酸的溶液，洗脫負載有機相中的雜質(zhì)，使用廢電解液和硫酸對負載有機相進行反萃，將有機相中的鋅重新轉(zhuǎn)入水相中，對所有與有機相發(fā)生過接觸的水相進行脫油處理，最后將反萃后液作為新液添加到鋅電積系統(tǒng)中。本發(fā)明操作簡單，金屬回收率高，可有效回收鋅浸出渣中夾帶的鋅，節(jié)約資源，避免環(huán)境污染，且可很好地與濕法煉鋅工藝銜接，提高鋅的回收率。
文檔編號C22B3/08GK102061382SQ201110004449
公開日2011年5月18日 申請日期2011年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月11日
發(fā)明者楊顯萬, 楊龍, 沈慶峰, 童曉忠, 舒毓璋 申請人:云南祥云飛龍有色金屬股份有限公司, 昆明理工大學