堿浸提取工藝回收鋅銅的研究

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(tǒng)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(dān)重等問題。因此，采用堿性體系來浸出氧化鋅礦受到了國內(nèi)外研究學(xué)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(luò)合物離子形態(tài)進入浸出液的過程。根據(jù)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(xué)性質(zhì)，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(xiàn)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(xiàn)已應(yīng)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(yōu)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(zhì)如鐵、硅、錳、鈣、鎂等在氨浸液中不溶解或由于較低的絡(luò)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(dǎo)致酸耗高，不經(jīng)濟;

????②氨浸法對設(shè)備的腐蝕小，更適合低品位礦石的大規(guī)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(diào)節(jié)導(dǎo)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(yīng)性廣、工藝流程短、凈化負擔(dān)輕、環(huán)境污染小、產(chǎn)品品種多、投資少等特點，對推動濕法煉鋅技術(shù)的進步具有深遠的意義，應(yīng)用前景廣闊。

????⑤氨毒性低、成本低，易獲得、易于循環(huán)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(fā)，易產(chǎn)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(tài)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(yīng)分別為:

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鋅在氨一鉸鹽體系中溶解的同時，能與氨配位的雜質(zhì)元素如Cu, Cd等雜質(zhì)生成氨絡(luò)合物進人溶液，可通過添加適量的鋅粉將雜質(zhì)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(xiàn)出按鹽浸出具有選擇性的優(yōu)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(fā)生配位降低還原電勢，增大了浸出反應(yīng)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%和87.51%:唐某等采用M(II)-NHaCI-NH3-H2O(MACA)體系循環(huán)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(xiàn)鋅的富集。確定循環(huán)浸出實驗的最優(yōu)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(zhì)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(fā)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(yōu)化條件下鋅的浸出率達到93.74%，浸出液經(jīng)凈化后送電積，電鋅含鋅大于99.999%，電解液補氨后可循環(huán)使用，采取的工藝流程如下。

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????在氧化鋅礦的NH3-NH4C1-H2O常規(guī)浸出過程中，引入外場強化技術(shù)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(dāng)反應(yīng)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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