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碱浸提取工艺回收锌铜的研究

编辑:管理员    发布时间:2016/7/9 11:28:25

碱浸提取工艺回收锌铜的研究

    酸浸工艺是一种回收锌的传统方法,但酸浸方法在处理氧化锌矿时存在酸耗高、过滤困难、净化负担重等问题。因此,采用碱性体系来浸出氧化锌矿受到了国内外研究学者的高度重视。碱性浸出可避免硅胶的生成,该法是以氢氧化钠或氨水+钱盐作为浸出剂,使氧化锌矿中的锌以锌酸钠盐或者络合物离子形态进入浸出液的过程。根据使用浸出剂的不同分为氨浸法和碱浸法(氢氧化钠浸出),这两类浸出体系也是目前研究较为广泛的体系。

  (l)氨浸法

    氨浸法是以氨或氨与按盐混合作为浸出剂,常用的按盐有硫酸按、氯化按、碳酸按、柠檬酸按等。因为氨具有特殊的化学性质,有很强的配位能力,能与许多过渡金属离子如锌、铜、镍、钻、、锅、金和银等形成配位化合物,增大了金属离子在氨浸液中的溶解度,从而实现金属矿物的浸出。

    氨浸法最初被用来从氧化铜和自然铜中回收铜,该法现已应用在铜、镍、钻、锅、金和银等金属的提取冶金中。氨浸法较酸浸法而言,具有以下的优点 ,

    ①氨浸法浸取金属矿物具有较高的选择性。适合处理碱性脉石含量高的矿物,矿石中的杂质如铁、硅、锰、钙、镁等在氨浸液中不溶解或由于较低的络合能力不能溶出而留在残渣中,而酸浸法由于碱性脉石含量高导致酸耗高,不经济;

    ②氨浸法对设备的腐蚀小,更适合低品位矿石的大规模浸出以及高品位矿石的浸出;

    ③氨浸法能避免酸浸法中由于pH的调节导致沉淀物的生成;

    ④采用氨浸法处理含锌物料来回收有价金属,具有原料适应性广、工艺流程短、净化负担轻、环境污染小、产品品种多、投资少等特点,对推动湿法炼锌技术的进步具有深远的意义,应用前景广阔。

    ⑤氨毒性低、成本低,易获得、易于循环使用也是氨在湿法冶金过程中广泛使用的重要原因。

    氨法浸出虽能达到较高的浸出率,但氨易挥发,易产生二次污染。氧化锌矿中的锌主要以ZnCO3 , ZnO·SiO2·H2O , ZnCO3·2Zn(OH)2和ZnO形态存在,它们分别是菱锌矿、异极矿、水锌矿、红锌矿的主要成分,可溶于氨一钱盐溶液,锌以锌氨配合物形式进入溶液。主要反应分别为:

    

锌在氨一铰盐体系中溶解的同时,能与氨配位的杂质元素如Cu, Cd等杂质生成氨络合物进人溶液,可通过添加适量的锌粉将杂质金属净化到电积工序要求的临界值以下。但Mn, Mg, Si, Fe等成分则很难溶解而留在浸出渣中,这也体现出按盐浸出具有选择性的优势

氨一氯化按体系浸出

    在氨法浸出中,研究最多的是氨一氯化按浸出体系。低品位氧化锌矿采用NH4Cl-NH3体系浸出时,由于氯和氨都与锌配位,所以氧化锌矿的溶解度较大,金属锌与氯离子发生配位降低还原电势,增大了浸出反应的速度,且氨一氯化按形成的缓冲体系增加了锌的溶解。采用该体系来浸出氧化锌矿己有很多的报道。乐某、刘某等以NH3+NH4Cl为浸出剂浸出以菱锌矿和异极矿为主的氧化锌矿,在最佳的浸出条件下,锌的浸出率分别为89.3%87.51%:某等采用M(II)-NHaCI-NH3-H2O(MACA)体系循环浸出兰坪含量小于10%的低品位氧化锌矿,大部分的浸出液返回浸出实现锌的富集。确定循环浸出实验的最优条件如下:液固比4:1、常温、搅拌速度300 r/min、浸出时间3h,浸出剂成分为3 mol/L NHaOH+4 mol/L NH4Cl。在此条件下,平衡后浸出液中锌的平均浓度为33.93g/L,锌平均浸出率为69.08%,进入浸出液中的杂质元素的含量较少,该工艺对低品位高碱性脉石难选氧化锌矿的开发具有重要意义。张某在采用NH3-NH4CI-H2O体系浸出低品位的氧化锌矿制取电锌,在优化条件下锌的浸出率达到93.74%,浸出液经净化后送电积,电锌含锌大于99.999%,电解液补氨后可循环使用,采取的工艺流程如下。

            

 

 

 

 

    在氧化锌矿的NH3-NH4C1-H2O常规浸出过程中,引入外场强化技术超声波对浸出过程进行强化,达到相同浸出率所需要的时间缩短,显著地提高了锌的浸出速率,当反应温度和浸出剂浓度较低,NH4Cl与NH4OH的摩尔浓度比较大时,超声波辐射的强化作用显著

                                                                                                                  

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