一种通过抑制硅凝胶改善氧化锌烟尘锗回收的方法技术

本发明专利技术涉及一种通过抑制硅凝胶改善氧化锌烟尘锗回收的方法，涉及湿法冶炼技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种通过抑制硅凝胶改善氧化锌烟尘锗回收的方法


[0001]本专利技术涉及湿法冶炼
，特别是涉及一种通过抑制硅凝胶改善氧化锌烟尘锗回收的方法
。

技术介绍

[0002]锗是一种重要的稀散金属，被广泛用于航天
、
国防军工
、
电子以及半导体等领域，然而随着科技的飞速发展，全球对锗的需求量日渐增大，锗金属及其化合物对国家诸多方面的发展具有极其重要的意义
。
[0003]目前提取锗的主要原料有铅锌等金属冶炼过程中产生的副产品及褐煤燃烧产生的烟道灰，但是由于这些含锗物料锗含量过低，因此往往需要采用某种方法将锗进行富集，然后再集中分离提取
。
在锌冶炼过程中，通常采用烟化法将锗富集于氧化锌烟尘中，氧化锌烟尘中的锗含量可达
500g/t
左右
。
[0004]高硅氧化锌烟尘中锗的回收，目前国内外企业主要通过常规酸浸
、
加压酸浸
、
酸
‑
碱分步浸出以及微波处理法进行锗的回收，但这些方法都存在一定的缺陷：常压酸浸一般采用的是常规处理工艺两段浸出，操作方便，但针对高硅氧化锌烟尘时锌
、
锗的浸出率较低
。
加压酸浸采用的加压浸出技术具有金属综合回收率高
、
反应快及工艺流程短等优点，但无法解决高硅氧化锌烟尘在浸出过程中由于硅含量较高导致易产生硅胶体的问题，硅胶体在浸出时会将锗吸附或者包裹后形成共沉淀，从而导致最终浸出率降低r/>。
为了解决这一难题，有学者提出酸
‑
碱分步浸出利用硅在碱性体系下的溶解性先使部分硅在碱性溶液中被浸出，再使用酸浸法浸出其中的有价金属元素，使用该方法可以从根源上解决高硅带来的不利影响，但会加大浸出液硅锗分离的难度以及有价金属元素的损失
。
也有学者采用微波处理法利用微波加热热解烟尘中的硅酸盐后再进行浸出处理，这种方法也能有效避免浸出过程产生硅胶，但同时也有一部分锌被热解挥发导致锌的损失增大
。
[0005]高硅氧化锌烟尘是回收锌锗的重要途径
。
伴随着市场对锌锗需求量的显著增加及锗资源短缺的现状，对锌浸出渣若不加以有效利用，不但会造成资源浪费，还会严重污染环境
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种通过抑制硅凝胶改善氧化锌烟尘锗回收的方法，以解决上述现有技术存在的问题，实现高硅氧化锌烟尘中锌
、
锗的高效回收
。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0008]本专利技术提供一种超声波
‑
氧化钙强化高硅氧化锌烟尘浸出锌和
/
或锗的方法，包括以下步骤：
[0009]将高硅氧化锌烟尘加入
pH
为
0.5
～
1.5(
浓度为
1.0
～
3.0M/L)
的硫酸中，进行超声浸出，之后利用氧化钙调节浸出液的
pH
值至2，实现所述高硅氧化锌烟尘中锌和
/
或锗的浸出
。
[0010]在浸出结束后，进行真空抽滤，分离得到浸出液和浸出渣
。
[0011]高硅氧化锌烟尘中，锌主要以硫酸锌
、
氧化锌
、
硅酸锌的形态存在
。
[0012]经试验验证，硫酸初始酸度对浸出率有比较大的影响，酸度控制对高硅氧化锌烟尘起到溶解作用，通过锗的热力学分析可知较强的酸度有利用锗的浸出
。
[0013]硅酸在溶液中是带电的，通常认为原硅酸的等电点在
pH
＝2左右，当
pH
值＜2时，会形成带正电荷的硅酸二聚体，并在此基础上形成多聚硅酸，当
pH
＞2时会形成带负电荷的硅酸二聚体，在此基础上也会形成多聚硅酸，无论哪种形式的多聚硅酸都会逐步产生硅凝胶，因此控制浸出液的最终
pH
值至2左右，可以有效抑制硅凝胶的产生
。
[0014]作为本专利技术的进一步优选，所述高硅氧化锌烟尘与硫酸的固液比为
1g
：
(5
‑
8)g。
[0015]作为本专利技术的进一步优选，在超声浸出过程中，还包括搅拌的步骤，搅拌速度为
100
～
400rpm。
[0016]作为本专利技术的进一步优选，所述超声浸出时的温度为
60℃
～
90℃。
[0017]作为本专利技术的进一步优选，所述超声浸出过程的超声波功率为
200
～
600W
，超声波频率为
25KHz。
[0018]作为本专利技术的进一步优选，所述超声浸出的时间为
30
～
60min。
[0019]更优选的，在调节反应体系
pH
值至2后，还包括继续反应
30min
的步骤
。
[0020]本专利技术还提供上述方法在浸出高硅氧化锌烟尘中锌和
/
或锗的应用
。
[0021]本专利技术将氧化钙与超声联合，一方面利用超声技术的空化作用，提高整体浸出反应的反应速率，缩短浸出时间
(
常规酸浸中，一般浸出时间较长，通常为2‑
5h)
；同时利用超声波的机械效应带来的强搅拌环境在一定程度上震散硅胶体从而减小其的吸附性能；另一方面利用在经过一段时间的浸出后使用氧化钙调节浸出液的终点
pH
值至2，达到了提高酸浸反应速率，防止硅酸发生聚合反应的目的，最终起到控制硅酸形成凝胶物的作用，进而提高锌
、
锗浸出率
。
[0022]本专利技术公开了以下技术效果：
[0023]本专利技术采用超声技术与氧化钙调节
pH
值两种机制相结合产生协同效应，有利于抑制氧化锌烟尘浸出过程中硅胶体的产生，减少了被其吸附的锌
、
锗元素，提高了浸出率
。
[0024]本专利技术采用氧化钙来调节浸出液
pH
值，不会引入新的杂质离子，在浸出结束后不会在浸出液中留下有害成分，对后续过程无不良影响，反应过程中无废气产生，对环境友好
。
[0025]本专利技术采用超声波强化浸出
‑
氧化钙调节溶液
pH
值的组合方式实现含高硅氧化锌烟尘中有价金属的高效提取，能实现高硅氧化锌烟尘中锌和锗的高效浸出，锌浸出率最高可达
95
％以上，锗浸出率最高可达
85
％左右，解决了高硅氧化锌烟尘因浸出时产生硅胶体导致锌
、
锗浸出率低的问题，同时具有工艺流程简单
、
清洁高效
、
有价金属综合回收率高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种超声波
‑
氧化钙强化高硅氧化锌烟尘浸出锌和
/
或锗的方法，其特征在于，包括以下步骤：将高硅氧化锌烟尘加入
pH
为
0.5
～
1.5
的硫酸中，进行超声浸出，之后利用氧化钙调节浸出液的
pH
值至2，实现所述高硅氧化锌烟尘中锌和
/
或锗的浸出
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高硅氧化锌烟尘与硫酸的固液比为
1g
：
(5
‑
8)g。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述超声浸出过程中，还包括搅拌的步骤；搅拌速...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏洪应，梁辰，张利波，杨坤，李世伟，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：