本发明专利技术公开了一种利用低品位氧化锌矿生产高纯氧化锌的方法，在浸取前向待处理的低品位氧化锌矿中加入3-5%熟石灰进行混合活化，并控制混合料中水的质量百分含量控制在8-10%，浸取时在每立方米浸取剂中添加0.3-0.5kg氟硅酸钠，并优选加入表面活性剂和二氰二胺，同时还可以增加预蒸氨步骤，一方面提高了低品位氧化锌矿中的锌浸出速度和浸出率，另一方面，本发明专利技术优选采用较低的煅烧温度，可以得到较大比表面积的氧化锌同时纯度可以达到99.7%以上，具有很高的经济价值；另外，本发明专利技术的处理方法能耗低、效率高，浸取剂循环利用。经过浸出处理的终浸渣，并没有破坏原有矿物组成结构，仍然可以制砖等达到了经济环保双重目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种氧化锌的生产方法，特别涉及一种高纯氧化锌的生产方法。
技术介绍
目前氧化锌产品的生产一般用含锌量高的矿进行焙烧成锌焙砂作原料，因为其含锌率较高，浸提相对容易。随着长年的开采，高品位矿源已越来越少，品位也逐渐降低，人们现己开始注意氧化锌矿的利用。但氧化锌矿通常含锌率较低(有价元素含量Zn 30%以下；Pb O. 15% ；Cu O. 008% ；Mn O. 06% )，且成分复杂，多以菱锌矿、锌铁尖晶石和异极矿存在，矿石中脉石成分氧化铁、氧化硅、氧化钙、氧化镁含量高(分别约Fe2034-7% ；Si023-5% ；Ca030-32% ；MgO 7_8%)。综合回收利用价值不大，而对锌的选矿、酸浸都较困难，选矿成本高，是国内外选矿长期存在的重大技术难题。近年来国内外对氧化锌矿的浸提的方法大多是，用含强酸的硫酸锌溶液对氧化锌矿浸出，虽然锌浸出率有所提高，但进入溶液的铁、硅量也高，除铁困难，消耗试剂量大，洗涤液带走锌多。中国公开专利如CN1477217 A对上述方法做了改进，先采用含硫酸锌pH=3-4的溶液进行中性浸出，再进行低酸浸出工艺。但锌铁尖晶石、异极矿在低酸情况下分解缓慢，浸出效率低、成本高、环境污染等问题仍然存 在。国内外的许多冶金工作者都认为，含锌量低于20%的氧化锌矿不宜单独用湿法浸出工艺来处理。最理想的方法是进行锌的选择性浸出，使锌进入溶液中，锌得到有价值的回收利用。另一方面，高纯度氧化锌一般是指氧化锌的质量分数在99. 7%以上，高纯氧化锌是现代工业不可缺少的一种高科技原料，用途广泛，主要用于玻璃、饲料、陶瓷、染料、油漆、造纸、橡胶、农药、炼油、镀锌、特种钢材、合金、国防科技等数十种行业企业，无论是玻璃、造纸，还是橡胶、炼油等都对氧化锌需求量很大，并且纯度要求非常高。目前生产高纯氧化锌的方法，主要是间接法，间接法一般以锌锭为原料，通过电解还原，或高温气化，空气氧化再冷凝收集制得氧化锌，不同的锌锭原料，生产出的氧化锌纯度也不一样，此工艺主要生产99. 5%—99. 7%的氧化锌。氨法是制备氧化锌的一种常用方法，目前氨法(氨-碳铵联合浸出法生产氧化锌)的一般步骤包括对含锌物料使用氨-碳铵联合浸取制得锌氨络合液，经净化、蒸氨结晶、干燥煅烧制得氧化锌产品，一般氧化锌含量95-98%。这种传统的氨法制备氧化锌一直没有应用于低品位氧化锌矿的处理，主要原因在于 I.因为矿物含锌率低，含泥量高，浸出液含锌浓度低，浸取剂消耗量大，成本高，企业无法承受。2.因为杂质成分复杂，生产的产品合格率低，产品价格低经济效益差。3.常规手段浸取时，锌矿的浸出率低，浪费大，锌矿的价值得不到利用和体现。另外，目前氨浸法生产氧化锌过程中，析氨后均以碱式碳酸锌结晶出来，分解温度高(氢氧化锌理论分解初使温度约125°C，碳酸锌约300°C)，为得到高纯产品，必须保证足够高的分解温度，一般控制温度500°C以上，才能使碱式碳酸锌分解完全。如申请号为200610130477. 7的中国专利申请，煅烧温度高达550°C。高温煅烧严重影响氧化锌的比表面积及分散性、流动性，继而影响其应用领域。综上所述，对于低品位氧化锌矿的处理，如何在含锌量低的矿物中有效浸出其中的锌，并得到高纯氧化锌，同时克服传统的方法的缺点，成为本行业亟待解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术目的之一在于针对上述存在的问题，提供一种有效利用低品位氧化锌矿制备高纯氧化锌的方法。本专利技术采用的技术方案是这样的一种利用低品位氧化锌矿 生产高纯氧化锌的方法，依次包括以下步骤 活化、浸取低品位氧化锌矿、净化除杂、蒸氨结晶和干燥煅烧，其中在浸取低品位氧化锌矿步骤之前，向待处理的低品位氧化锌矿中加入熟石灰得到混合料，并进行混合活化，所加入的熟石灰的量，按重量比计，为低品位氧化锌矿的3-5%，所述混合料中水的质量百分含量控制在8-10% ； 将混合活化后的低品位氧化锌矿用氨水-碳铵液作为浸取剂进行浸取；其中，所述浸取剂中 NH3 的摩尔浓度 c (NH3) =5. 5-7mol/L, CO32 的摩尔浓度 c (CO32O = O. 95-1. 2 mol/L,在每立方米浸取剂中添加O. 3-0. 5kg氟硅酸钠。净化除杂、蒸氨结晶和干燥煅烧步骤均采用目前普通氨法制备氧化锌的工艺参数。本专利技术首先将现有的氨法制备氧化锌的技术应用于对低品位氧化锌矿的处理，同时，在现有的氨法的工艺基础上，在氨浸步骤之前，将矿进行活化预处理，方法是低品位氧化锌矿与熟石灰粉预先进行混合活化至少36小时，同时在浸取剂中，加入适量的氟硅酸钠。由于低品位氧化锌矿的脉石成分氧化钙、镁含量高，不能用酸法浸出，不仅酸消耗大，还使大量的钙、镁溶出，净化困难。所以本专利技术采用氨法浸出，熟石灰粉对矿物起到疏松、蓬化作用，矿石中脉石的超细微粒对浸取剂也起到一定的隔阻作用，为了解决这个问题，本申请的专利技术人通过大量实验得出适量的氟硅酸纳能破除超细微粒对含锌颗粒包裹作用，实现超细微粒分层上浮，从而将锌暴露，使其较完全地浸泡在浸出液中。通过原料的预先活化和球磨的机械活化以及活性剂(氟硅酸钠、SDS等)的加入，获得了较高的浸出率。其中 混合活化过程中的化学反应为Ca (OH) 2+ZnC03+ — CaCO3 丨 + Zn (OH) 2Fe3+ +30F — Fe (OH) 3 I浸取步骤的化学反应方程式为ZnCHnNH3 +H2O — 2++20F ZnFe2O4 +nNH3+4H20 — 2++2Fe (OH) 3 I +20FZnFe2O4 +nNH3+H20 — 2++Fe203 丨 +20H_Zn2SiO4+2nNH3 — 2 2+ + SiO44-ZnSiO3+ nNH3 +2NH4HC03 — CO3+ SiO2 · H2CH(NH4)2CO3Zn (OH) 2 +nNH3 — 2++20FZnCO3+ nNH3 — CO3其中n=l 4 ； 净化除杂过程中发生的反应S2O82-+ Mn2++ 2NH3 · H2O + H2O — Mn O (OH) 2 I + 2NH4++2S0广+ 2H+S2O8 2>2Fe2+ +6H20 — 2S0广 + 2Fe (OH) 3 I + 6H+ AsO43 + Fe3— FeAsO4 IAsO33 + S2O8 2 + H2O — 2SO42 + AsO43 + 2H+2H3As03 + 8Fe (OH) 3 — (Fe2O3)4As2O3 · 5H20 I +IOH2OM2+ + S2 — MS I M 代表 Cu2+、Pb2+、Cd2+、Ni2+ Hg2+ 等离子As3 + S 2 — As2S3 IY2+ + Zn —Zn2+ + Y 其中 Y 代表:Cu2+、Pb2+、Cd2+、Ni2+ 等离子； 蒸氨步骤的反应方程式 2++20Γ= Zn(OH)2 I + iNH3 i =1 4 C03+H20 — ZnCO3 · 2Zn (OH)2 · H2O I +16NH3 干燥煅烧的化学反应方程式Zn (OH) 2 — ZnO + H2O ZnCO3 · 2Zn (OH) 2 · H2O — 3Ζη0 +3Η20 +CO2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用低品位氧化锌矿生产高纯氧化锌的方法，包括以下步骤:浸取低品位氧化锌矿、净化除杂、蒸氨结晶和干燥煅烧，其特征在于：在浸取低品位氧化锌矿步骤之前，向待处理的低品位氧化锌矿中加入熟石灰得到混合料，并进行混合活化，所加入的熟石灰的量，按重量比计，为低品位氧化锌矿的3？5%,所述混合料中水的质量百分含量控制在8？10%；将混合活化后的低品位氧化锌矿用氨水？碳铵液作为浸取剂进行浸取；其中，所述浸取剂中NH3的摩尔浓度c(NH3)=5.5？7mol/L，CO32？的摩尔浓度c(CO32？)=？0.95？1.2？mol/L，在每立方米浸取剂中添加0.3？0.5kg氟硅酸钠。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈尚全，李时春，李晓红，
申请(专利权)人：四川巨宏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。