[发明专利]选择性浸出氧化锌与弱酸性浮选硫化锌的冶选联合工艺

说明书

技术领域

本发明涉及铅锌矿湿法冶炼与浮选技术领域。

背景技术

我国是锌金属第一生产大国和消费大国，锌矿资源紧缺问题已日益凸现，每年约有三分之一的锌原料需要进口，资源供应不足已成为制约社会可持续发展的重要因素。然而，我国锌矿资源尤其是低品位高杂质的锌矿由于缺乏有效的加工处理技术又没有得到合理利用。

目前，我国至少有5000万吨以上的低品位难选复杂氧硫混合铅锌矿，特别是我国滇西的兰坪矿区有超过4000万吨该类矿石，潜在的经济价值超过300亿人民币，由于其矿石性质极其复杂，具有氧化率高，含泥量大且贫、细、杂等特点，一直没有有效的技术提取其中的锌，这些矿石只能废弃不用，不仅造成了资源的极大浪费，同时也给矿山安全环保形成了巨大的压力。因此，针对低品位难选复杂氧硫混合铅锌矿开发新的工艺技术，变成非常迫切而现实的问题。

传统的处理氧硫混合铅锌矿石的方法是先采用浮选手段富集和提高铅锌金属品位，然后采用火法或湿法冶炼技术生产出锌锭和铅锭。这种先选后冶的工艺粗放单一，仅能开发利用部份含锌大于15%以上的氧化铅锌矿，大量品位低于10%的铅锌氧化矿和氧硫混合铅锌矿，难以用传统方法进行有效的开发利用。此外，现有技术在硫化锌浮选、氧硫混合铅锌矿石分段联合浮选、氧化铅锌矿火法预处理浮选工艺中，是先浮选硫化铅，后浮选硫化锌，最后再浮选氧化锌，以上三种浮选工艺都存在原料及粒度的适应范围小、工艺流程长、药剂种类多用量大、产生的尾气无害化处理难度大、PbS精矿含锌较高、ZnO精矿和ZnS精矿品位低、尾矿含锌高、铅和锌回收率低、ZnO精矿含胺类有机物难以用常规的湿法冶炼生产电解锌等问题。

针对上述低品位难选复杂氧硫混合铅锌矿的性质特点，从2000年至2012年，先后有昆明冶金研究院、北京矿冶研究总院、长沙矿冶研究院、广州有色金属研究院、昆明理工大学和中南大学等多所科研院所和高校与申请人及其相关单位联合，开展了大量的研究、技术攻关及工艺试验。研究试验了“矿石预处理—浮选”工艺、“优先浮选”工艺、“矿重介质—浮选酸浸联合”工艺、“先浮选硫化矿脱泥—氧化锌浮选”工艺、铅锌矿热压转化技术、“铅锌矿火法预处理—浮选”工艺等各种工艺方法。这些工艺方法或多或少都分别取得了一些阶段性的科研成果。但都还存在工艺流程长、设备设施多，尾气和尾矿渣无害化环保处理难度较大，不易于操作和控制，燃煤能耗高，金属回收率较低，生产成本相对较高，经济效益、环保效益和社会效益相对较低等不足。尤其是，用常规已有的“先浮选—后冶炼”的工艺处理低品位难选复杂氧硫混合铅锌矿，经多次小型试验和半工业生产试验，氧化锌矿浮选工艺生产指标相对较差，浮选的氧化锌精矿品位较低，Zn含量仅能达到17.85～26.47%，锌回收率仅为53.02～68.86%，精矿中还含有大量的十二胺和十八胺有机物起泡剂，这些有机物会引起锌浸出过程中严重冒泡，严重影响锌电解析出，致使锌湿法冶炼难以进行正常生产。浮选氧化锌精矿是难以进行直接酸浸—电解的冶炼作业和生产，一般必须经过“火法焙烧脱药”处理后，才能进入浸出和电解的湿法冶炼生产。这就使得锌冶炼工艺流程较长，设备设施较多，生产的热料和能耗过大，尾气无害化处理困难，生产技术难度大，不易操作和控制，成本较高，这既不经济又不环保。多年来国内外很多专家一致认为，这类低品位难选复杂氧化锌矿和氧硫混合铅锌矿的选矿工艺技术不仅是国内的难题，也是世界的难题。现有技术还有一种采用有机溶剂萃锌与湿法炼锌的联合工艺，如中国专利200610010938.7，其工艺中锌反萃后的反萃液还要回送到湿法炼锌流程的浸出工序，采用这种工艺，反萃剂中含H₂SO₄通常高达150～200克/升，不仅酸耗高，实际生产中还必须进一步净化处理，增加净化工序，延长了生产流程，增加了燃煤、净化剂等生产消耗，推高了生产成本。此外，现有技术的浮选通常是在矿浆pH 值为8～11的弱碱性条件下进行硫化铅锌矿浮选，而在弱碱性条件下的浮选，不仅设备投资较大，可用的浮选药剂种类少、用量大，水、电消耗高，得到的硫化锌精矿和硫化铅精矿的品位及回收率也较低。

长期以来，国内外都一直未能研发出一种工艺流程短、技术可靠、易于操作和控制、生产物耗和能耗较低、金属回收率高、经济效益较好、具有较好产业化前景的处理低品位难选复杂氧硫混合铅锌矿的工艺技术。 

发明内容