综合利用低品位氧化锌矿的技术现状及研究进展

最新的十四五计划提出,我国鼓励对伴生矿、低品位矿和尾矿等矿山资源的综合利用,加强资源综合利用是改变粗放型经济增长,实现循环经济与绿色发展的重要手段。随着锌、铅等有价金属需求量的增加以及有限高品位锌矿资源的日益枯竭,综合回收利用中低品位氧化锌矿中的有价组分迫在眉睫。首先,本文从焙烧法和浸出法两个方面对低品位氧化锌矿资源综合利用的现有工艺技术原理、工艺流程及成效进行了综述性分析,提出了各项工艺在应用中存在的问题。其次,对微生物湿法冶金技术综合利用低品位氧化锌矿及含锌废料的研究现状进行简要分析。最后,对低品位氧化锌矿综合利用的前景进行了展望:微生物湿法冶金技术尤其是微生物-化学联合工艺技术,因其具有既能实现有价组分的高效回收,又能实现经济效益、绿色环保双赢的特点,将是未来研究的重点方向。

低品位氧化锌矿堆浸实验研究

对含锌11．49％的低品位氧化锌矿以自然粒度筑堆，堆高1m，浓酸熟化、板结后，采用间歇式喷淋（1／3闲置），喷淋强度10-12L／（m^2·h），堆浸温度20～32℃，堆浸浸出液终点pH值控制在1．0～1．5，经过13周的堆浸后，2t规模低品位氧化锌矿的锌堆浸浸出率大于93％．堆浸渣石灰乳处理以消除其可能的环境污染．低品位氧化锌矿堆浸浸出工艺在技术上是可行的．

NH_3-NH_4Cl-H_2O体系浸出低品位氧化锌矿制取电锌

对NH_3-NH_4Cl-H_2O体系采用浸出法直接从低品位氧化锌矿提取锌,锌以锌氨配合物形式进入浸出液,浸出液中的As,Sb,Fe,SO_4^(2-)和CO_3^(2-)等杂质通过净化脱除.在最优浸出条件下,锌浸出率为88.9%;浸出液中As,Sb,Fe浓度可降至0.25 mg/L;CaCl_2,BaCl_2可将CO_3^(2-)和SO_4^(2-)几乎除尽,其他杂质元素含量也极低,浸出液经锌粉1次净化除杂后进行电积制取电锌.电锌中Zn的质量分数达99.999%,杂质含量极低,其中Fe的质量分数仅为0.00005%;电流效率高达96.35%,直流电耗为2502kW·h;电解废液经补充氨后返回浸出.

低品位氧化锌矿硫酸浸出工艺研究

研究了高硅低品位氧化锌矿的硫酸浸出工艺。在保持矿浆pH =2 .0 ,控制加酸量和加酸速度的条件下 ,锌的浸出率大于97% ,而硅和铁的浸出率只有 13 %和 0 .84%甚至更低 ,每吨锌耗酸 1.76t。添加氧化铁硫杆菌浸出 ,锌的浸出率有所增长 ,同时利于沉淀除铁 ,降低浸出液中铁的含量。采用渗滤浸出方案 ,锌的浸出率大于 95 % ,硅、铁的浸出率只有 3 .6%和 0 .6%。

低品位氧化锌矿在MACA体系中的循环浸出

研究Me(Ⅱ)-NH4Cl-NH3-H2O(MACA)体系处理兰坪低品位氧化锌矿的浸出过程,提出用循环浸出方法富集浸出液中锌浓度的工艺技术方案。结果表明:循环浸出的优化条件为液固比4:1、常温、搅拌速度300 r/min、浸出时间3 h;通过循环次数分别为14、15及10的3个阶段的循环浸出试验,获得渣计锌浸出率≥69%、浸出液锌浓度≥33 g/L的较好结果。该工艺具有流程简短、能耗低、净化容易、环境友好等优点,对低品位高碱性脉石难选氧化锌矿的开发利用具有重要意义。

超声波辐射对低品位氧化锌矿氨浸行为的影响

研究超声波辐射对兰坪低品位氧化锌矿氨浸过程的影响规律。研究表明:无超声波辐射时,兰坪低品位氧化锌矿在NH3-NH4Cl-H2O体系中浸出3h后的最高浸出率为69.4%;引入超声波辐射后,显著缩短了浸出时间,无超声波辐射时Zn浸出率达到61.8%需要80min,而采用超声波辐射浸出时仅需20min;反应温度、浸出剂浓度和NH4Cl与NH4OH的摩尔浓度比等参数对超声波辐射的强化作用效果显著。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;超声波辐射可望降低氨浸低品位氧化锌矿的反应温度和浸出所需NH4OH浓度,大幅缩短浸出时间;同时,超声强化氨浸对锌的浸出具有较高选择性。

从低品位氧化锌矿中回收锌

采用"酸浸(或二段浸出)—净化—萃取—电积"工艺从某中低品位氧化锌矿中回收锌。结果表明,锌浸出率可以达到92%以上,电积锌可以达到国标GB/T 470-2008中1#的标准。

块状低品位氧化锌矿浸出新技术研究

针对氧化锌块矿直接柱碱浸时锌的浸出率偏低的问题,将块矿破碎到2mm以下,与5%的水泥混合,制粒并固化,得到直径在5～8mm之间的颗粒。固化3、10、45d的颗粒再进行浸出,锌的最大浸出率分别为91.6%(浸出7d内)、89.1%(浸出25d内)、76.4%(浸出25d内)。减少固化时间能够缩短反应时间、增加颗粒中锌的溶解以及减少浸出剂中初始锌浓度的影响。实验表明颗粒最少需固化3d。动力学研究表明,浸出过程受浸出剂通过脉石层的扩散控制,表观速率常数分别为3.33×10-2d-1、9.18×10-3d-1、5.82×10-3d-1。

低品位氧化锌矿硫化-胺法分选试验

随着大量易选硫化锌矿资源的不断消耗,细粒难选低品位氧化锌矿逐渐成为重要原料。本文针对云南兰坪大量低品位氧化锌矿石,其含锌6.52%,锌的氧化率94.62%,采用硫化-胺法浮选工艺流程,研究了磨矿细度、药剂种类、药剂用量等因素对锌浮选过程的影响。在磨矿细度为-0.074mm 90%时采用一次粗选两次扫选三次精选的闭路流程,获得锌精矿产率9.70%,Zn品位44.09%,Zn回收率66.35%较好指标。本研究对我国低品位氧化锌矿资源的开发利用具有重要借鉴意义。

云南兰坪低品位氧化锌矿氨浸渣可浮性试验研究

针对云南兰坪高碱性脉石型低品位氧化锌矿,陈启元教授课题组提出了"循环氨浸—萃取—酸性电积"新工艺,此工艺中氨浸后得到的浸出渣(简称氨浸渣)主要含有闪锌矿、锌铁尖晶石和部分未浸出的氧化矿(主要是菱锌矿),氨浸渣中锌含量较高,导致新工艺的总锌回收率低于80%。为此,对氨浸渣进行浮选处理,期望回收闪锌矿和未浸出的氧化矿,以提高整个工艺锌的总回收率。采用硫化—黄药浮选法,将氨浸渣中的闪锌矿和氧化锌同时进行富集。研究结果表明,氨浸渣经过球磨预处理后,采用一次粗选、两次扫选、两次精选,得到品位为22.16%、回收率为68.97%的锌精矿,经"浸出—氨浸渣浮选"工序处理后锌总回收率达92.57%。

低品位氧化锌矿的氨—铵盐浸出研究

对某难选低品位氧化锌矿的氨法浸出进行了研究。结果表明,以NH3-NH4Cl为浸出剂,在适宜的条件下浸出该低品位氧化锌矿,锌的浸出率可达87.51%。该浸出过程所需温度为35℃左右,能耗较低。

低品位氧化锌矿在NH_3-NH_4HCO_3-H_2O体系中的浸出动力学研究(英文)

对高钙低品位氧化锌矿在NH3-NH4HCO3-H2O体系中的浸出动力学进行了系统研究.研究结果表明,氧化锌矿浸出过程遵循"未反应核缩减"模型,即遵循动力学方程:1-(1-α)1/3=k.t.反应的表观活化能Ea=6.489 kJ/mol,浸出过程由外扩散过程控制.增强搅拌强度、提高总氨浓度及反应温度均可加快该矿石中锌的浸出速率,并在一定范围内提高锌的浸出速率.

低品位氧化锌矿湿法浸取制备纳米氧化锌

以低品位氧化锌矿为原料,通过酸浸、净化除杂得到纯净的硫酸锌溶液.以碳酸氢铵为沉淀剂,采用直接沉淀法制备纳米氧化锌粉体.考察了碳酸氢铵和硫酸锌的物质的量之比、反应温度、反应时间、前驱体碱式碳酸锌的热分解温度及时间对纳米氧化锌粒径大小及锌沉淀率或产品纯度的影响.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等对产品的粒径及晶型结构进行检测.结果表明,所得产品为六方晶系氧化锌,形貌为球状,平均粒径为40 nm,ZnO质量分数达到97.5%.所设计工艺可得到技术指标达到GB/T 19589—2004国家标准中纳米氧化锌粉体要求,且操作简便易行,易于工业化生产.

低品位氧化锌矿湿法冶金新工艺研究

对低品位氧化锌矿的处理进行了研究,提出了低品位氧化锌矿浸出—萃取—电解的湿法冶金新工艺。试验结果表明,采用该工艺锌的回收率在88.8%以上。

低品位氧化锌矿石铁还原度对硫酸浸出锌的影响

研究了低品位氧化锌矿石的微波还原焙烧—硫酸浸出锌,考察了微波功率、活性炭粉加入量和微波加热时间对矿石中铁还原度及铁还原度对锌、铁浸出率的影响。结果表明:低品位氧化锌矿中铁的还原度随微波功率、活性炭粉加入量和加热时间的增大而增大,锌浸出率随铁还原度的增大而升高;铁还原度控制在60%以下,用质量浓度为80g/L的硫酸溶液浸出,锌浸出率为85.36%,铁浸出率为33.75%。

低品位氧化锌矿浸出研究

针对含铁高的低品位氧化锌矿石,考察了浸出方法、浸出剂、浸出剂初始浓度、液固比、浸出时间和浸出温度等因素对锌、铁浸出率的影响。研究结果表明,碱性浸出时锌浸出率不到50%,铁浸出率在0.1%以下,锌浸出率低的主要原因是部分锌以类质同象形式存在于铁矿物之中;硫酸浸出时锌浸出率可达84%以上,但铁的浸出率也在30%以上。

低品位氧化锌矿冶金进展

低品位氧化锌矿的冶金一直是近年的研究重点,现在冶金的重点在于提高低品位氧化锌的回收率和降低消耗。

低品位氧化锌矿绿色高附加值综合利用现状

介绍了低品位氧化锌矿绿色高附加值综合利用的现状,各种绿色高附加值综合利用工艺集生态效益、社会效益与经济效益于一体,是今后处理低品位氧化锌矿的工艺目标与发展方向,符合可持续发展的理念;低品位氧化锌矿的绿色高附加值综合利用体现了循环经济的发展理念与生产方式,指出把发展循环经济的理念应用于低品位氧化锌矿的处理工艺中有利于我国锌工业长期健康﹑稳定的发展。

低品位氧化锌矿的浓硫酸焙烧

采用浓硫酸焙烧新工艺,提取低品位氧化锌矿中的锌、铁、铝.考查了反应温度、反应时间及酸矿摩尔比对低品位氧化锌矿中锌、铁、铝提取率的影响.利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射分析仪(XRD)对熟料和尾渣的微观形貌进行了表征并分析了生成产物成分.在此基础上,通过正交试验,确定最佳反应条件.研究结果表明:最佳反应条件为反应温度673.5 K,反应时间120 min,酸矿摩尔比1.6∶1.此时,锌的提取率可达99.02%,铁、铝的提取率分别为23.78%与77.68%,硅、钙、铅等元素富集在渣中.

低品位氧化锌矿硫酸铵的焙烧过程及其反应机理

采用热分析研究低品位氧化锌矿与硫酸铵的焙烧过程,考察铵矿比、焙烧温度、焙烧时间对锌提取率的影响;采用XRD分析揭示氧化锌矿中有价组元在焙烧中的反应过程和相变行为;讨论焙烧过程中发生的化学反应。结果表明:合适的反应条件为铵矿比1.4:1、焙烧温度475℃、焙烧时间60 min;硫酸铵焙烧低品位氧化锌矿是多相反应,ZnO和ZnCO_3与硫酸铵反应先生成(NH_4)_2Zn(SO_4)_2,升温后分解得到ZnSO_4;铁氧化物与硫酸铵反应先生成(NH_4)_3Fe(SO_4)_3,分解得到NH_4Fe(SO_4)_2;CaCO_3和PbO在400℃以上焙烧时转化为硫酸钙和硫酸铅。