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          堿浸提取工藝回收鋅銅的研究

          作者:管理員    發布時間:2016/7/9 11:28:25

          堿浸提取工藝回收鋅銅的研究

              酸浸工藝是一種回收鋅的傳統方法,但酸浸方法在處理氧化鋅礦時存在酸耗高、過濾困難、凈化負擔重等問題。因此,采用堿性體系來浸出氧化鋅礦受到了國內外研究學者的高度重視。堿性浸出可避免硅膠的生成,該法是以氫氧化鈉或氨水+錢鹽作為浸出劑,使氧化鋅礦中的鋅以鋅酸鈉鹽或者絡合物離子形態進入浸出液的過程。根據使用浸出劑的不同分為氨浸法和堿浸法(氫氧化鈉浸出),這兩類浸出體系也是目前研究較為廣泛的體系。

            (l)氨浸法

              氨浸法是以氨或氨與按鹽混合作為浸出劑,常用的按鹽有硫酸按、氯化按、碳酸按、檸檬酸按等。因為氨具有特殊的化學性質,有很強的配位能力,能與許多過渡金屬離子如鋅、銅、鎳、鉆、、鍋、金和銀等形成配位化合物,增大了金屬離子在氨浸液中的溶解度,從而實現金屬礦物的浸出。

              氨浸法最初被用來從氧化銅和自然銅中回收銅,該法現已應用在銅、鎳、鉆、鍋、金和銀等金屬的提取冶金中。氨浸法較酸浸法而言,具有以下的優點 ,

              ①氨浸法浸取金屬礦物具有較高的選擇性。適合處理堿性脈石含量高的礦物,礦石中的雜質如鐵、硅、錳、鈣、鎂等在氨浸液中不溶解或由于較低的絡合能力不能溶出而留在殘渣中,而酸浸法由于堿性脈石含量高導致酸耗高,不經濟;

              ②氨浸法對設備的腐蝕小,更適合低品位礦石的大規模浸出以及高品位礦石的浸出;

              ③氨浸法能避免酸浸法中由于pH的調節導致沉淀物的生成;

              ④采用氨浸法處理含鋅物料來回收有價金屬,具有原料適應性廣、工藝流程短、凈化負擔輕、環境污染小、產品品種多、投資少等特點,對推動濕法煉鋅技術的進步具有深遠的意義,應用前景廣闊。

              ⑤氨毒性低、成本低,易獲得、易于循環使用也是氨在濕法冶金過程中廣泛使用的重要原因。

              氨法浸出雖能達到較高的浸出率,但氨易揮發,易產生二次污染。氧化鋅礦中的鋅主要以ZnCO3 , ZnO·SiO2·H2O , ZnCO3·2Zn(OH)2和ZnO形態存在,它們分別是菱鋅礦、異極礦、水鋅礦、紅鋅礦的主要成分,可溶于氨一錢鹽溶液,鋅以鋅氨配合物形式進入溶液。主要反應分別為:

              

          鋅在氨一鉸鹽體系中溶解的同時,能與氨配位的雜質元素如Cu, Cd等雜質生成氨絡合物進人溶液,可通過添加適量的鋅粉將雜質金屬凈化到電積工序要求的臨界值以下。但Mn, Mg, Si, Fe等成分則很難溶解而留在浸出渣中,這也體現出按鹽浸出具有選擇性的優勢。

          氨一氯化按體系浸出

              在氨法浸出中,研究最多的是氨一氯化按浸出體系。低品位氧化鋅礦采用NH4Cl-NH3體系浸出時,由于氯和氨都與鋅配位,所以氧化鋅礦的溶解度較大,金屬鋅與氯離子發生配位降低還原電勢,增大了浸出反應的速度,且氨一氯化按形成的緩沖體系增加了鋅的溶解。采用該體系來浸出氧化鋅礦己有很多的報道。樂某、劉某等以NH3+NH4Cl為浸出劑浸出以菱鋅礦和異極礦為主的氧化鋅礦,在最佳的浸出條件下,鋅的浸出率分別為89.3%87.51%:某等采用M(II)-NHaCI-NH3-H2O(MACA)體系循環浸出蘭坪含量小于10%的低品位氧化鋅礦,大部分的浸出液返回浸出實現鋅的富集。確定循環浸出實驗的最優條件如下:液固比4:1、常溫、攪拌速度300 r/min、浸出時間3h,浸出劑成分為3 mol/L NHaOH+4 mol/L NH4Cl。在此條件下,平衡后浸出液中鋅的平均濃度為33.93g/L,鋅平均浸出率為69.08%,進入浸出液中的雜質元素的含量較少,該工藝對低品位高堿性脈石難選氧化鋅礦的開發具有重要意義。張某在采用NH3-NH4CI-H2O體系浸出低品位的氧化鋅礦制取電鋅,在優化條件下鋅的浸出率達到93.74%,浸出液經凈化后送電積,電鋅含鋅大于99.999%,電解液補氨后可循環使用,采取的工藝流程如下。

                      

           

           

           

           

              在氧化鋅礦的NH3-NH4C1-H2O常規浸出過程中,引入外場強化技術超聲波對浸出過程進行強化,達到相同浸出率所需要的時間縮短,顯著地提高了鋅的浸出速率,當反應溫度和浸出劑濃度較低,NH4Cl與NH4OH的摩爾濃度比較大時,超聲波輻射的強化作用顯著。

                                                                                                                            

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