一种磨浸协同强化碱浸法提取氧化铅锌矿中锌的方法

1.本发明涉及一种磨浸协同强化碱浸法提取氧化铅锌矿中锌的方法，属于湿法冶金技术领域。


背景技术：

2.随着锌用途的扩大，世界对锌的需求量也逐年增加。锌冶炼行业主要以硫化锌矿为主，但随着硫化锌矿资源的日益枯竭，锌冶金工业将目光转向氧化锌矿。而我国氧化锌矿资源丰富，主要分布在云南、贵州、广西等地，尤其是云南的兰坪铅锌矿是世界上储量最大的氧化锌矿床。具有工业应用价值的氧化锌矿主要以菱锌矿（znco3）、硅锌矿（zn2sio4）、异极矿（zn4si2o7·
(oh)
·
h2o）、水锌矿（3zn(oh)2·
2znco3）和红锌矿（zno）等形态存在。但受限于氧化锌矿本身的不足，如矿物品位较低且矿石结构复杂，品位一般在10~25%左右，泥化现象较严重，矿石中含有较高的可溶性盐离子严重影响浮选药剂的选择性等，难以通过常规选矿工艺对氧化锌矿进行富集回收，如何开发和利用氧化锌矿仍是一个世界性难题。
3.目前工业上主要采用酸法浸出氧化锌矿，尤其是采用硫酸浸出，但由于氧化锌矿中存在一定量的可溶性硅和碱性脉石成分，浸出时不仅会造成硫酸耗量增大而且酸浸过程中容易生成硅胶严重影响液固分离，需要严格控制工业技术条件来控制浸出液中硅存在形态避免硅胶的产生问题；并且硫酸浸出后浸出液中含锌较低且杂质金属含量较高，对后续净化工艺造成较大影响。而采用碱法工艺处理氧化锌矿具有对环境影响小的优势，工艺简单易控制，可以实现锌的选择性浸出，生产成本较酸法相比有所减少，但强碱浸出仍存在能耗高和对硅锌矿和异极矿不易浸出等问题。中国专利cn101831545b对以菱锌矿为主的氧化锌矿进行碱浸，通过将氧化锌原矿进行细磨至-100目再进行煅烧、碱浸的方式锌浸出率可达92.88%，但该方法需要经过煅烧，且浸出温度较高和浸出时间较长。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种磨浸协同强化碱浸法提取氧化铅锌矿中锌的方法。本方法利用naoh碱溶液在篮式研磨机中进行磨浸协同的方式处理氧化铅锌矿，主要针对氧化铅锌矿常规碱浸过程中反应时间较长和碱浓度过高等问题，借助机械力化学作用对矿物造成形变和晶格缺陷等变化来改变矿物的结构和物理化学性质，加快浸出反应速率，磨浸协同还可以解决浸出过程中由于不溶固体阻碍naoh溶液继续同氧化铅锌矿物内部未溶锌发生化学反应的难题，提高锌浸出率，而且可以实现在提高锌浸出率的同时实现降低反应时间和碱耗量的目的，降低处理成本。
5.本发明通过以下技术方案实现：一种磨浸协同强化碱浸法提取氧化铅锌矿中锌的方法，其具体步骤包括：步骤1、首先将氧化铅锌矿进行预处理，主要包括将氧化铅锌矿进行粉碎、干燥和筛分，获得-100目的氧化铅锌矿粉末；步骤2、磨浸协同强化碱浸法：
步骤2.1、将研磨介质加入到篮式研磨机中的研磨篮中，以naoh碱溶液作为浸出剂加入到篮式研磨机中料筒内进行升温预热，预热至温度为55~85℃；步骤2.2、将步骤1中-100目的氧化铅锌矿粉末加入到篮式研磨机中料筒内，在研磨转速为300~1500rpm，浸出温度为30~90℃，进行篮式研磨机磨浸5~120min，浸出完成后得到浸出物料，浸出物料进行过滤分离，获得含锌浸出液。
6.所述步骤1中氧化铅锌矿含有质量百分含量zn1~35wt%，含锌形态主要以菱锌矿和硅锌矿。
7.所述步骤2.1中研磨介质为氧化锆珠和/或玛瑙珠，添加量为60~120g氧化铅锌矿100~300g研磨介质。
8.所述步骤2.1中naoh碱溶液为2~6mol/l。
9.所述步骤2.2中氧化铅锌矿粉末加入到篮式研磨机中料筒内与naoh碱溶液液固比为3:1~18:1ml/g。
10.上述浸出温度的控制是将加热套附加在篮式研磨机料筒外壁进行加热，通过调节加热套所配套的温度调节装置实现温度控制的。
11.本发明的有益效果是：（1）本发明以氧化铅锌矿为原料，尤其适用于品位低于25%、含锌形态主要以菱锌矿和硅锌矿存在的低品位氧化铅锌矿，此种氧化铅锌矿在我国云南地区储量丰富、价格低廉，可以大大降低锌冶炼企业的生产成本。
12.（2）本发明所使用的氧化铅锌矿中碱性脉石成分较高和含可溶性硅，使用酸法浸出尤其是硫酸浸出，会消耗大量的硫酸溶液以及在浸出过程中容易生成硅胶严重影响液固分离；本发明使用碱法提锌，以naoh溶液作为浸出剂，不仅避免了酸法浸出的弊端，而且对原矿中的杂质金属成分具有比较良好的选择性，使浸出液中的杂质成分种类和含量降低，大大减少了后续净化除杂工艺的压力。
13.（3）本发明将在篮式研磨机中进行的磨浸协同工艺与氧化铅锌矿碱法提锌配合，具有操作时间短、提锌效果好等优点。
14.（4）本发明采用的浸出条件温和，工艺简单，不需要在高温、高压环境下进行，易于实现，对矿物具有较为广泛的浸出效果，可以推广到含氧化铅锌矿的任意矿物浸出工艺，具有广阔的应用前景。
附图说明
15.图1是本发明工艺流程图；图2是氧化铅锌原矿的xrd图。
具体实施方式
16.下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
17.实施例1如图1所示，该磨浸协同强化碱浸法提取氧化铅锌矿中锌的方法，其具体步骤包括：步骤1、首先将氧化铅锌矿（氧化铅锌矿含有质量百分含量zn9.46wt%，如图2中氧
化铅锌原矿的xrd图所示，该氧化铅锌矿含锌形态主要以菱锌矿和硅锌矿）进行预处理，主要包括将氧化铅锌矿进行粉碎、干燥和筛分，获得-100目的氧化铅锌矿粉末；步骤2、磨浸协同强化碱浸法：步骤2.1、将研磨介质（研磨介质为质量比1:1的氧化锆珠和玛瑙珠，添加量为每80g氧化铅锌矿200g研磨介质）加入到篮式研磨机中的研磨篮中，以naoh碱溶液（naoh碱溶液为2mol/l）作为浸出剂加入到篮式研磨机中料筒内进行升温预热，预热至温度为85℃；步骤2.2、将步骤1中-100目的80g氧化铅锌矿粉末加入到篮式研磨机中料筒内，氧化铅锌矿粉末加入到篮式研磨机中料筒内与naoh碱溶液液固比为13:1ml/g，在研磨转速为1200rpm，浸出温度为85℃，进行篮式研磨机磨浸120min，浸出完成后得到浸出物料，浸出物料进行过滤分离，获得含锌浸出液。
18.通过本发明处理得到含锌浸出液锌浸出率为85.93%。
19.对比实施例1方法同实施例1，不同点在于不加入研磨介质到篮式研磨机的研磨篮中，将2mol/l的naoh溶液加入到篮式研磨机料筒中，升高温度至85℃，将经过预处理后的氧化铅锌矿粉按与naoh溶液的液固比为13:1ml/g加入到篮式研磨机料筒中，研磨转速为1200rpm，磨浸时间为120min，浸出后进行过滤得到含锌浸出液和浸出渣，锌浸出率为73.65%。
20.实施例2如图1所示，该磨浸协同强化碱浸法提取氧化铅锌矿中锌的方法，其具体步骤包括：步骤1、首先将氧化铅锌矿（氧化铅锌矿含有质量百分含量zn17.2wt%，该氧化铅锌矿含锌形态主要以菱锌矿和硅锌矿）进行预处理，主要包括将氧化铅锌矿进行粉碎、干燥和筛分，获得-100目的氧化铅锌矿粉末；步骤2、磨浸协同强化碱浸法：步骤2.1、将研磨介质（研磨介质为质量比1:1的氧化锆珠和玛瑙珠，添加量为每120g氧化铅锌矿300g研磨介质）加入到篮式研磨机中的研磨篮中，以naoh碱溶液（naoh碱溶液为3mol/l）作为浸出剂加入到篮式研磨机中料筒内进行升温预热，预热至温度为55℃；步骤2.2、将步骤1中-100目的120g氧化铅锌矿粉末加入到篮式研磨机中料筒内，氧化铅锌矿粉末加入到篮式研磨机中料筒内与naoh碱溶液液固比为5:1ml/g，在研磨转速为1500rpm，浸出温度为55℃，进行篮式研磨机磨浸80min，浸出完成后得到浸出物料，浸出物料进行过滤分离，获得含锌浸出液。
21.通过本发明处理得到含锌浸出液锌浸出率为82.68%。
22.对比实施例2方法同实施例2，不同点在于不加入研磨介质到篮式研磨机的研磨篮中，将3mol/l的naoh溶液加入到篮式研磨机料筒中，升高温度至55℃，将经过预处理后的氧化铅锌矿粉按与naoh溶液的液固比为5:1ml/g加入到篮式研磨机料筒中，研磨转速为1500rpm，磨浸时间为80min，浸出后进行过滤得到含锌浸出液和浸出渣，锌浸出率为68.67%。
23.实施例3如图1所示，该磨浸协同强化碱浸法提取氧化铅锌矿中锌的方法，其具体步骤包括：
步骤1、首先将氧化铅锌矿（氧化铅锌矿含有质量百分含量zn22.8wt%，该氧化铅锌矿含锌形态主要以菱锌矿和硅锌矿）进行预处理，主要包括将氧化铅锌矿进行粉碎、干燥和筛分，获得-100目的氧化铅锌矿粉末；步骤2、磨浸协同强化碱浸法：步骤2.1、将研磨介质（研磨介质为氧化锆珠，添加量为每90g氧化铅锌矿250g研磨介质）加入到篮式研磨机中的研磨篮中，以naoh碱溶液（naoh碱溶液为4mol/l）作为浸出剂加入到篮式研磨机中料筒内进行升温预热，预热至温度为65℃；步骤2.2、将步骤1中-100目的90g氧化铅锌矿粉末加入到篮式研磨机中料筒内，氧化铅锌矿粉末加入到篮式研磨机中料筒内与naoh碱溶液液固比为10:1ml/g，在研磨转速为1000rpm，浸出温度为65℃，进行篮式研磨机磨浸60min，浸出完成后得到浸出物料，浸出物料进行过滤分离，获得含锌浸出液。
24.通过本发明处理得到含锌浸出液锌浸出率为93.67%。
25.对比实施例3方法同实施例3，不同点在于不加入研磨介质到篮式研磨机的研磨篮中，将4mol/l的naoh溶液加入到篮式研磨机料筒中，升高温度至65℃，将经过预处理后的氧化铅锌矿粉按与naoh溶液的液固比为10:1 ml/g加入到篮式研磨机料筒中，研磨转速为1000rpm，磨浸时间为60min，浸出后进行过滤得到含锌浸出液和浸出渣，锌浸出率为85.52%。
26.实施例4如图1所示，该磨浸协同强化碱浸法提取氧化铅锌矿中锌的方法，其具体步骤包括：步骤1、首先将氧化铅锌矿（氧化铅锌矿含有质量百分含量zn24.5wt%，该氧化铅锌矿含锌形态主要以菱锌矿和硅锌矿）进行预处理，主要包括将氧化铅锌矿进行粉碎、干燥和筛分，获得-100目的氧化铅锌矿粉末；步骤2、磨浸协同强化碱浸法：步骤2.1、将研磨介质（研磨介质为玛瑙珠，添加量为每60g氧化铅锌矿150g研磨介质）加入到篮式研磨机中的研磨篮中，以naoh碱溶液（naoh碱溶液为5mol/l）作为浸出剂加入到篮式研磨机中料筒内进行升温预热，预热至温度为75℃；步骤2.2、将步骤1中-100目的60g氧化铅锌矿粉末加入到篮式研磨机中料筒内，氧化铅锌矿粉末加入到篮式研磨机中料筒内与naoh碱溶液液固比为15:1ml/g，在研磨转速为800rpm，浸出温度为75℃，进行篮式研磨机磨浸90min，浸出完成后得到浸出物料，浸出物料进行过滤分离，获得含锌浸出液。
27.通过本发明处理得到含锌浸出液锌浸出率为97.23%。
28.对比实施例4方法同实施例4，不同点在于不加入研磨介质到篮式研磨机的研磨篮中，将5mol/l的naoh溶液加入到篮式研磨机料筒中，升高温度至75℃，将经过预处理后的氧化铅锌矿粉按与naoh溶液的液固比为15:1ml/g加入到篮式研磨机料筒中，研磨转速为800rpm，磨浸时间为90min，浸出后进行过滤得到含锌浸出液和浸出渣，锌浸出率为87.85%。
29.以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前
提下作出各种变化。