[发明专利]一种利用中低品位氧化锌矿制备氧化锌粉前驱体草酸锌的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用中低品位氧化锌矿制备氧化锌粉前驱体草酸锌的方法，属于湿法冶金技术领域。

背景技术

氧化锌矿品位较低、成分复杂，氧化锌矿物中的锌主要以氧化锌(ZnO)、菱锌矿(ZnCO₃)、水锌矿(ZnCO₃·Zn(OH)₂)、硅锌矿(Zn₂SiO₄ )、异极矿（Zn₄(Si₂O₇)(OH)₂·H₂O）等形态存在，矿物中还含有相当数量的金属杂质，如铅、铁、镉、铜等的化合物，而脉石成分主要是方解石、白云石、石英、粘土等。目前，氧化锌矿处理方式主要有两类：一类是将氧化锌矿进行选矿富集后再进行冶炼得到金属锌；另一类是将氧化锌矿直接进行冶炼处理得到金属锌。然而，氧化锌矿的选矿富集困难，所得精矿品位不高，回收率低。

对于氧化锌矿直接进行冶炼处理炼锌可分为火法冶炼和湿法冶炼两类。但火法冶炼工艺因流程长、金属回收率低、易造成环境污染等原因使其发展受到限制。而湿法冶炼的工艺一般是采用酸性或碱性的溶液为浸出剂，直接浸出氧化锌矿中的锌。酸性浸出工艺主要采用硫酸作为浸出剂，然而硫酸浸出时，氧化锌矿中共存的钙、镁、铁、硅等大量杂质与硫酸反应消耗浸出剂、污染浸出液，同时易形成大量硅胶，不仅浸出液中锌浓度低，而且较难进行液固分离，生产操作难度大；浸出液须净化后方可进行锌的电解沉积；碱性浸出工艺主要采用氢氧化钠和氨水-铵盐溶液体系作为浸出剂，氢氧化钠浸出工艺需要采用较高浓度的氢氧化钠溶液，利用OH^-与Zn²⁺形成配离子而使矿物中的锌浸溶，同时矿物中的大量硅形成硅酸钠溶解进入溶液，工艺中碱耗较高，所得浸出液在后续的溶液净化时需进行沉硅处理。氢氧化钠浸出工艺处理低品位氧化锌矿所得浸出液中含锌浓度较低，直接电积锌的效果不理想，一般对于低品位氧化锌矿可通过硫化沉淀或水解沉淀分别制得硫化锌精矿和氧化锌精矿，但沉锌后液返回利用困难。氨水-铵盐浸出工艺是以NH₃为配体，与氧化锌矿的Zn²⁺形成配离子而使矿物中的锌浸溶，该方法能使矿物中共存的钙、镁、铁、硅等杂质不会被大量浸溶，浸出工艺流程短，但依然存在浸出过程中有氨气挥发，对人体、环境危害较大，而且浸出液需进行蒸氨回收，工艺过程的能耗高，蒸氨塔结疤严重等缺点。因此采用传统工艺对氧化锌矿直接冶炼，生产操作和有价金属的回收利用难度大，生产成本较高。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种利用中低品位氧化锌矿制备氧化锌粉前驱体草酸锌的方法。本发明以氯化胆碱和草酸为原料，提出以氯化胆碱/草酸低共熔溶剂型离子液体为浸出剂处理中低品位氧化锌矿，制备氧化锌粉前驱体草酸锌，是对中低品位氧化锌矿的有效利用，也为低共熔溶剂开辟新的应用领域，本发明通过以下技术方案实现。

一种利用中低品位氧化锌矿制备氧化锌粉前驱体草酸锌的方法，其具体步骤包括如下：

（1）将氯化胆碱和草酸按照摩尔比1:1配制成低共熔溶剂型离子液体；

（2）将中低品位氧化锌矿破碎、磨细至粒度小于80μm后按照液固比(5～20):1L/kg加入到步骤（1）制备得到的低共熔溶剂型离子液体中，在25～50℃条件下搅拌浸出1～3h，向浸出矿浆中加入浸出矿浆与蒸馏水体积比为1:2～10的蒸馏水，搅拌均匀后静置10～20min，经固液分离得到滤液A和富含草酸锌的滤渣B；

（3）再次重复步骤（1）制备得到低共熔溶剂型离子液体，将步骤（2）得到的富含草酸锌的滤渣B按照液固比(3～10):1L/kg加入到新配制的低共熔溶剂型离子液体中，在25～50℃条件下搅拌浸出1～2h，经固液分离得到滤液C和滤渣D，向滤液C中加入2～10倍滤液C体积的蒸馏水，待析出白色沉淀后过滤、洗涤、干燥即可得到纯度较高、粒度较细的草酸锌晶体。

所述步骤（2）中的中低品位氧化锌矿锌含量为6wt.%～30wt.%，锌的物相主要为氧化锌(ZnO)、菱锌矿(ZnCO₃)、硅锌矿(Zn₂SiO₄)、异极矿（Zn₄(Si₂O₇)(OH)₂·H₂O），脉石成分主要为方解石，金属杂质主要为钙、镁、铜、铅、铁等。

本发明的有益效果是：