[发明专利]硅酸锌矿的处理方法

说明书

本发明涉及有色金属提取工艺，特别是具体提供了一种用硫酸浸出含Zn 29.77～42.28%、Cd 0.033～0.41%SiO₂5.38～31.57%、Fe 2.14～10.18%和MgO 0.24～1.25%，粒度为-200目-1毫米的硅酸锌矿，经液固分离，净化除去杂质获得含Zn 110～125克/升的溶液以电解制取金属锌的方法。

随着锌需求量的增加及硫化锌矿资源的减少，开发利用硅酸锌矿势在必行。但是，含硅酸锌的氧化锌矿一般含锌量比较低，约含Zn30%，用选矿方法富集回收率低，只有60～75%。如果用硫酸浸出法处理硅酸锌矿，硅酸锌必然溶解，形成SiO₂胶体，此胶体使浸出矿浆过滤困难，甚至使作业无法进行，开发利用硅酸锌矿受到阻碍。目前，国内外处理硅酸锌矿的方法在火法冶金中有回转窑挥发法、鼓风炉熔化-烟化炉挥发法;在湿法冶金中有斯特文斯法、瑞底诺法、帮克希尔法、比利时老山公司的结晶法和澳大利亚的顺流连续浸出法。

在火法冶金中，回转窑挥发是成熟的方法，硅酸锌矿经过回转窑挥发产出含Zn45～55%的氧化锌烟尘，然后用硫酸浸出，经液固分离，净化除去杂质产出含Zn120克/升的溶液以电解制取金属锌。此工艺的优点在于硅酸锌中的锌在回转窑焙烧挥发过程中呈锌蒸汽挥发后再氧化成氧化锌烟尘，在收尘装置得到收集，而硅酸锌在焙烧挥发时分解后产出的SiO₂和原矿中的游离SiO₂留在焙烧残渣里从而和锌分离，保证氧化锌烟尘含SiO₂＜2.5%，不致造成在用硫酸浸出氧化锌烟尘时SiO₂溶解生成硅胶使液固分离困难。但是，此工艺由火法和湿法联合进行，流程复杂，设备庞大，基建投资大，需消耗大量燃料。近年来，由于燃料价格不断上涨，企业的经济效益锐减。

在湿法冶金中，澳大利亚电解锌有限公司介绍（Metallurgical Traus），该公司对澳大利亚南部的Beltana异极矿进行了试验研究，在此基础上又进行了5吨/日矿的半工业试验，矿石成分为，Zn 36.8%，SiO₂22.3%，CO₂10.3%，Ca 5.5%，MgO 1.85%。该方法的特点是用硫酸顺流连续浸出，中和絮凝，经圆盘过滤机过滤和洗涤得到含锌溶液。浸出过程的技术条件是，粒度全部通过-48目且90%通过-100目，温度45～50℃。废电解液酸度100～120克/升。时间3小时，终点PH1.8～2.0中和絮凝过程的技术条件是.PH＜5.5，温度50～95℃，时间3小时，中和剂用含Zn60%、粒度为90%通过-320目、比重1.7～1.74的锌焙砂。该方法的优点是设备简单，过程连续，容易实现自动化，胶态硅呈易过滤形态的沉淀物，过滤速度为0.5～1.0米³/米²·小时，浸出率可达90%。但是，该方法使用含Zn60%的锌焙砂作中和剂，在中和过程生成碱式硫酸锌，同时，尚有较多的锌焙砂不溶，使浸出渣含锌量增高而不能弃去，必须进行浸出渣的再酸化，再絮凝，再过滤，导致流程长，锌的总回收率低，湿渣含水高达70%以上。

美国专利4070260介绍，用理论量的硫酸在高温下浸出硅酸锌矿热水处理反应产物，过滤后产出硫酸锌溶液以电解制取金属锌。该方法的特点是通过限制与SiO₂接触的水量，使SiO₂成为晶体，在可逆的水合条件下，失去形成胶体的可能性，改善过滤性能，实现液固分离。锌的浸出率达99%。但是，该方法的缺点是，使胶体脱水需在沸腾温度下进行，能耗高，成本高，洗涤的洗水量大，溶液含锌低，锌的回收率低。与该方法类似的方法是1984年在泰国建成的工厂所采用的湿法处理硅锌矿的方法，处理矿石成分为Zn25～28%，SiO₂22～35%，Ca+MgO 2.2～4.1%，矿浆在高效带式过滤机上的过滤速度160公斤/米²·小时（以干渣计），锌的回收率90%。

本发明的目的在于提供一种处理硅酸锌矿的方法，要求流程短，工艺简单，操作方便，能耗低，过滤性能好，锌的回收率高，为电解制取金属锌制备合格的电解液。