氧化铅锌矿直接硫酸浸出.pdf

第63卷第2期
有色金属
2011年5月
Nonferrous Metals
May 2 0 11
DOI:10.3969/Jj.issn.1001-0211.2011.02.039
氧化铅锌矿直接硫酸浸出
贺山明',王吉坤,李勇
(1.昆明理工大学冶金与能源工程学院,昆明650093;
2.云南治金集团股份有限公司技术中心,民明650031)
摘要:探讨用硫酸直接浸出氧化铅锌矿,研究各种因素对浸出的影响。结果表明,在最佳工艺条件下,锌的浸出率可达
97%以上,铅入渣率可达98%以上,产液速率大于162.5L/m2?h,渣含锌约2.5%,渣含铅量高达40%以上,浸出渣可送往炼铅系
统处理
关键词:治金技术;氧化铅锌矿;硫酸浸出;过滤性能;浸出率;铅入渣率
中图分类号:1TH813;TF812文献标识码:A文章编号:1001-0211(2011)02-0163-06
随着锌用途范围的扩大,世界各国锌产品消耗察了硫酸浓度、浸出温度、浸出时间、液固比,对锌浸
逐年增加。硫化锌矿日渐供应不足,氧化(铅)锌矿出率、二氧化硅浸出率、铅入渣率、渣含锌、产液速率
的开采利用逐渐引起重视。氧化锌矿是锌的次及产渣速率等的影响。
生矿物。氧化锌矿石中的锌主要以菱锌矿(Zn
CO2)、硅锌矿( Zn Sio-),异极矿2n:(Si20)(R】实验方法
H20等形态存在,矿石中含有大量的金属杂质,
原料
如铅、铁、镉、铜等。锌的氧化矿物相复杂,不易选
试验所用原料来自云南某地氧化铅锌矿,外观
别,浮选药剂的选择、矿物表面的改性都比较困难。颜色为淡黄色,化学成分见表1。
其特点是氧化矿很难通过选矿富集,含可溶硅高,浸
出矿浆很难实现固液分离。在未解决浸出矿浆难过
表1氧化铅锌矿多元素分析结果(质量分数)%
滤问题之前,一般采用火法治烁处理,但在能源日益
Table 1 Multi-element analysis results of lead-zinc oxide ore
紧张和环保要求日益严格情况下,氧化锌矿法治炼
成分
Sio
Ca0 Mgo S
逐渐被湿法冶炼工艺取代。湿法处理氧化锌矿的最
含量/%32.4616.2117.354.282.280.700.30
大难点是浸出时生成难以过滤的胶质SiO22。
从元素含量分析结果可以看出,此矿属于高品
氧化铅锌矿石是硫化矿石长期氧化而来],铅位氧化铅锌矿,Zn>25%,Pbン10%,且属于高佳氧
锌氧化率>30%。我国氧化铅锌矿主要分布在云
化铅锌矿,所以在后续的试验中要考察浸出矿浆的
南、四川、贵州、青海、广西及潮南等省(区)。仅云过滤性能。
南省初步探明的氧化铅锌矿(含Pb>7%,Zn>9%)
从物相分析可以看出,锌主要以硅酸锌和碳酸
就有2000万t以上。开发应用此类氧化铅锌矿锌形式存在,铅主要以碳酸铅和硫酸铅形式存在,由
将有很大的经济价值。综合有关氧化铅锌矿的文此可见铅、锌氧化率很高,属于深度氧化铅锌矿。
献3-?,可以看出,目前氧化铅锌矿基本上都是通
过选矿工艺,通过不同的用药方案浮选分离出铅
表2锌物相分布结果
锌,以获的更高品位的铅精矿和锌精矿为目的,以便
Table 2 Results of phase distribulion of zinc
满足传统的炼铅,炼锌工艺对原料的要求。
碔存矿物
锌含量/%
分布率/%
首次探讨用硫酸直接浸出氧化铅锌矿,分别考
碳酸锌
硅酸锌
收稿日期:2009-09-22
硫化锌
锌铁尖晶石及其他
0.68
作者简介:贺山明(1984-),男,江西莲花县人,博士生,主要从事
合计
32.46
100.00
湿法冶金等方面的研究。
有色金属
第63卷
表3铅物相分布结果
从图1可以看出,其他试验条件不变时,Zn和
Table 3 Results of phase distribution of lead
SiO2浸出率都随硫酸浓度的提高而增加。然而,硫
赋存矿物
铅含量/%
分布率/%
酸太过量,会导致浸出液中流离的残酸增加,后续工
硫酸铅
2.4
14.87
酸4
序所需的中和剂消耗量增多,渣量增多,而且在很高
硫化铅
0.31
的硫酸浓度时,Zn的浸出率反而有所下降的趋势。
铅铁矾及其他
这是由于矿浆中的已经溶解的SiO2达到一定含量
16.21
100.00
时,即没有形成溶胶,也没有进入渣相,而是以某种
1.2试验过程
特殊形态悬浮在矿浆中,吸附并包裹住部分的
矿石磨细至粒度-0.15mm占90%以上,在烧
n2',导致Zn损失在渣中。另外,当硫酸浓度增
杯中进行试验。由恒温磁力搅拌器控制反应温度和
加到一定值后再继续增加浓度时,溶液的活度随硫
调节搅拌强度使矿样充分分散,以连续加酸方式向浓度的增加而降低,所以出现了硫酸浓度增加,浸
烧杯中的矿浆滴加浓硫酸,浸出沉降后真空抽滤浸
出率反而降低的现象。因此硫酸浓度以选取180g/
出渣(真空度0.028~0.3MPa),使用中速定性滤纸L为佳,此时Zn和SiO2的浸出率分别为96.41%和
过滤并洗渣,测定过滤速率,过滤终了以水分滤干并
18.63%。
且滤饼出现裂纹为止。分析滤液和滤渣中Zn,SiO
及Pb的含量,以计算其浸出率和入渣率。
IKI
15
2试验结果及讨论
试验所用的氧化铅锌矿物主要含有碳酸锌、硅
计5
酸锌、碳酸铅,与硫酸浸出时发生的主要反应为Zn
CO, +H $0, 7ns0,+C0, 1 +H,0(1); /n, Sio,
2H2SO4→2ZnS04+H4Si04(2);PbCO3+H2SO4→
((KH
I50
PbSO4+CO21+H20(3)。在浸出试验过程中,影
硫酸浓度g?L
响浸出率和过滤性能的主要因素有硫酸浓度、浸出
图2硫酸浓度对产液速率和产渣速率的影响
时间、温度、粒度、搅拌强度、固液比等。
Fig. 2 Effect of sulfuric acid concentration on
2.1硫酸浓度对氧化铅锌矿浸出的影响
production rate of fluid and slag
固定试验条件:矿石粒度-0.15mm占90%以
在前期的探索试验中发现,在硫酸浓度分别为
上,液固比4:1,温度80℃,浸出时间90min,搅拌速90,108,126,144g/L,即在低于160g/L的条件下,浸
度40o/min每次试验的加酸方式以每隔大约出矿浆很难过滤,甚至出现水凝胶。这是由于试验
10min加入1~2mL浓硫酸为标准。考察不同硫酸
过程产生的硅酸很不稳定,分子问会发生聚合作用
浓度对试验的影响,试验结果如图1所示。
形成多聚硅酸,由硅酸聚合成硅溶胶,再经胶凝形成
水凝胶,水凝胶呈半固体状态失去流动性,使液固分
网-SiO
离陷于停顿。砫酸在等电点pH=2附近最稳定,聚
合速率最小。