低品位鋅礦堆浸-萃取-電積工藝研究

低品位鋅礦堆浸—萃取—電積工藝研究鋅具有廣泛用途，鋅表現(xiàn)出良好的市場(chǎng)需求和市場(chǎng)價(jià)格，我國(guó)鋅冶金發(fā)展迅速。但由于鋅冶金資源有限，導(dǎo)致鋅冶金原料供應(yīng)緊張。為保持鋅冶金持續(xù)健康發(fā)展，必須開(kāi)發(fā)利用各種鋅原料，特別是豐富的低品位鋅礦資源。低品位的鋅礦資源的冶金方法比較多，但能經(jīng)濟(jì)、高效利用低品位鋅資源的方法沒(méi)有。要開(kāi)發(fā)低品位鋅礦的冶金新技術(shù)，才能實(shí)現(xiàn)低品位鋅礦充分利用。我們對(duì)現(xiàn)有的鋅冶金工藝進(jìn)行對(duì)比分析后確定低品位鋅礦的冶金工藝是堆浸→氧化中和除鐵→萃取→反萃→有機(jī)相脫除→電積。在該工藝的研究中，創(chuàng)新地將堆浸法浸出低品位氧化鋅礦、細(xì)菌浸出時(shí)采用混合細(xì)菌浸出、浸出液萃取前采用氧化中和除鐵、中和凈化液使用單一的P204萃取、萃取過(guò)程不進(jìn)行中和游離酸（或不進(jìn)行有機(jī)相的皂化處理）、反萃采用鋅電積廢液直接反萃和反萃液中的有機(jī)相用活性炭進(jìn)行脫除等應(yīng)用到低品位鋅礦的提取冶金中。這些方法的應(yīng)用，使低品位鋅礦的冶金過(guò)程消耗降低，成本減少，形成了低品位鋅礦的新的冶金工藝。低品位硫化鋅礦使用就地采集培養(yǎng)的細(xì)菌，其能有效浸出硫化鋅礦中的鋅。細(xì)菌攪拌浸出、細(xì)菌柱浸和不同規(guī)模的堆浸結(jié)果表明，在細(xì)菌接種量10～20％，多次接種，浸出的pH=1.5～2.0，鋅的年細(xì)菌浸出率大于80％。對(duì)細(xì)菌浸出過(guò)程規(guī)律的研究認(rèn)為硫化鋅礦中鋅的浸出是細(xì)菌直接作用的結(jié)果，浸出過(guò)程中Fe³⁺作用不十分明顯。低品位氧化鋅礦中鋅浸出性能好，采用堆浸工藝是可行的。堆浸周期在6個(gè)月以上，鋅的堆浸浸出率大于90％。低品位鋅礦的浸出液不能直接萃取鋅，直接萃取時(shí)鐵被萃取，使萃取劑再生工藝復(fù)雜，并產(chǎn)出大量的用途不大的廢酸。合適工藝是氧化中和除鐵后再萃取。用理論量的1.2倍工業(yè)二氧化錳、室溫、2～3h和加石灰石作中和劑中和至終點(diǎn)的pH=5.1～5.3條件下就可使鐵脫除率大于99％，溶液中鐵的濃度在2mg／l以下。除鐵過(guò)程中鋅的損失率小于2.5％。除鐵后液采用單一的P204進(jìn)行萃取，合適的萃取有機(jī)相組成40％P204+60％煤油，萃取過(guò)程不中和產(chǎn)生的游離酸，也不對(duì)有機(jī)相進(jìn)行皂化處理。萃取條件為室溫、萃取級(jí)數(shù)為5～10級(jí)，混合時(shí)間5min，相比（A／O）為1～1.5：1，萃取終點(diǎn)pH=1.0左右，對(duì)于10～15g／l的溶液而言，鋅的萃取率可達(dá)85～88％。萃取過(guò)程中萃取級(jí)數(shù)增加和有機(jī)相的增加（相比O／A增加）并不能明顯增大鋅的萃取率，提高萃取溫度有利鋅的萃取。萃取過(guò)程中，除鐵以外的其它雜質(zhì)基本上不被萃取，僅少量Co、Ni等的萃取也不影響鋅的電積過(guò)程，并在電積中開(kāi)路除去。鋅的負(fù)載有機(jī)相可直接使用電積廢液進(jìn)行反萃。反萃級(jí)數(shù)3～5級(jí)，相比（A／O）為3～3.5：1，混合時(shí)間5min，用電積鋅的廢電積液（含硫酸135～150g／l）就能將97～99％的鋅反萃下來(lái)，反萃后有機(jī)相含鋅0.3g／l左右，雜質(zhì)除鐵外在有機(jī)相中沒(méi)有富集，而進(jìn)入反萃液中；負(fù)載有機(jī)相含鋅＞12g／l時(shí)，反萃液中鋅離子濃度增加大于40g／l，反萃液中的鋅離子濃度為88～95g／l，游離酸70～75g／l。有機(jī)相與水相容易分離，分離澄清速度快。有機(jī)相中P204大于40％時(shí)容易產(chǎn)生乳化現(xiàn)象。有機(jī)相在溶液中溶解度隨溫度的升高而升高，隨酸度的升高而降低。反萃液中溶解的有機(jī)相明顯影響電積過(guò)程，造成陰極燒板，表面變黑，析出鋅以粉末狀形態(tài)存在，陰極表面不致密，陰極電積周期明顯降低（低于14h），使鋅電積過(guò)程最終不能正常進(jìn)行。反萃液中有機(jī)相可采用活性炭吸附就完全消除有機(jī)相對(duì)電積的影響。+40目的活性炭的用量為40～80g／l時(shí)，基本消除有機(jī)相對(duì)鋅電積的影響。脫除有機(jī)相后的反萃液與廢電積液混合后進(jìn)行電積可以獲得1#以上的陰極鋅。電積過(guò)程同極間距70mm，電積陰極電流密度500A／m²，牛膠加入量20mg／l左右時(shí)，電積周期24h，電積溫度40℃時(shí)，電積的電流效率在89～92％，鋅電積直流電耗3000度／噸鋅左右。本論文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)為：研究形成低品位鋅礦全濕法的提取冶金工藝。低品位鋅礦浸出過(guò)程采