江西有色金属  2001, Vol. 15 Issue (4): 27-28
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氨浸法在湿法炼锌中的优点及展望[PDF全文]
张保平 , YANG Sheng-hai , 唐谟堂     
中南大学, 湖南 长沙 410083
摘要:介绍了氨浸法在湿法炼锌中的优点及展望, 分析了氨浸法具有原料适应性广、工艺流程短、净化负担轻、环境污染小、产品品种多、投资少等特点, 并展望了该法在21世纪的应用前景, 对传统湿法炼锌工艺提出新的挑战。
关键词氨浸    湿法冶金        
The advantages and prospect on ammonia leaching in the process of zinc hydrometallurgy
ZHANG Bao-ping , TANG Mo-tang     
Central South University, Changsha 410083, Hunan, China
Abstract: The advantaegs and prospect on ammonia leaching in the process of zinc hydrometallurgy was introduced in the paper.It was analysed that the method had the advantages of simplified process, more varieties, easy purification and low requirement and little pollution so on.The application of the method was prospected in the 21 century, so the traditional methods of zinc hydrometallurgy were challenged by it.
Key words: ammonia leaching    hydrometallurgy    zinc    
0 前言

以氨或氨与铵盐做浸出剂的浸出过程称为氨浸。目前, 氨浸法在有色金属湿法冶金中的应用日益广泛, 特别是应用于铜、镍、钴等的冶炼[1~2], 在湿法炼锌中的应用目前还处于研究阶段, 国内外虽有少量报道, 见文献[3~5], 但均不全面、不系统。当前, 工业上大多数湿法炼锌厂家基本上采用传统的硫化矿焙烧-硫酸浸出-净化-电积法炼锌, 针对目前锌精矿的品位不断下降, 而杂质含量特别是硅、铁、氯、氟等含量的不断上升, 造成选矿和冶炼都非常困难。采用氨浸法处理含锌物料回收有价金属, 具有原料适应性广、工艺流程短、净化负担轻、环境污染小、产品品种多、投资少等特点, 对推动湿法炼锌技术的进步具有深远的意义。

1 氨浸法在湿法炼锌中的优点 1.1 原料广

对于低品位锌矿, 特别是含硅、铁、氟、氯、碳酸盐等杂质含量高的含锌物料, 采用传统的酸法处理必将消耗大量的酸, 同时产生硅酸盐胶体, 造成矿浆澄清抽滤困难, 而且锌浸出率也较低。国内外如昆明贵金属研究所虽研究了连续浸出-絮凝法, 而且取得了一定的效果, 但对硅锌在总锌中的含量要求严格, 当硅酸锌含量在50%左右时, 锌浸出率为80 %~ 85%, 当硅酸锌含量达90 %时, 锌浸出率下降到60 %左右。如采用氨-碳氨法处理该矿时具有明显效果, 锌浸出率可达91%以上, 煅烧所得产品可达间接法氧化锌B201一级品要求[6], 氨浸法除了能处理高硅、高碳酸盐氧化锌矿外, 还适宜处理含铁、氟、氯、砷、锑、钙、镁等杂质含量高的含锌物料, 这些不与氨配合的杂质均不进入溶液。在传统工艺中, 对于含以上杂质高的原料虽成功地开发出各种处理方法, 但是工艺流程长、过程复杂、成本高、技术指标难以控制。此外, 氨浸法除了能处理低品位氧化锌矿外, 还可以处理锌烟灰、锌焙砂、铸锌渣灰和各种含锌冶炼废渣等。因此, 氨浸法回收锌具有非常广的适应性。

1.2 净化负担轻

采用氨浸法处理各种含锌物料, 物料中的许多有害杂质不与氨配合而留在渣中。同时, 因该体系为弱碱体系, 许多有害杂质在此条件下发生水解而留在渣中, 其他可与氨配合的杂质Cu、Ni、Co等进入溶液后, 一次加入适量锌粉除杂均可达电积要求。杂质总类和含量均很低, 铁可除至0.1g/L以下, 对生产高纯锌具有重要意义。而且, 所有操作均在常温常压下进行, 操作简单, 杂质净化非常容易, 特别是钴, 在该体系中用锌粉极易在常温常压下除去, 不需加热。但在酸浸体系中, 除钴需要加锑盐或砷盐, 且需加热至85~ 90℃, 操作条件苛刻, 除钴后溶液又要冷却至40~50 ℃才能进行电积, 消耗大量能量。此外, 采用氨浸法浸取还可有效回收有价金属银, 且回收率可达57 %以上, 比国内外如株洲冶炼厂的34.3 %高出近一倍[7]。因此, 采用氨浸法所得浸出液杂质种类少、含量低, 净化除杂容易、过程简单, 有价金属回收率高。

1.3 工艺流程短

采用氨浸法处理各种含锌物料, 浸出液中杂质种类少、含量低, 从而决定了该工艺省去了许多除杂工序, 形成较短工艺流程。如制取高纯电锌只需浸出、净化、电积3个基本工序, 该法不但具有工艺流程短, 而且还可实行封闭循环操作, 减少对环境的污染。

1.4 产品品种多

采用氨浸法处理各种含锌物料可以制取氧化锌、磷酸锌、阴极锌和锌粉。在制取氧化锌方面, 目前已成功地开发氨法制取氧化锌[8-14], 该工艺以含氧化锌物料为原料, 经氨水或氨-铵溶液浸出, 浸出液经净化除杂后蒸氨, 所得碱式碳酸锌沉淀经烘干、煅烧后制得氧化锌产品。在制取磷酸锌方面, 中南大学冶金科学与工程系唐谟堂教授已开发出氨-硫铵法制取磷酸锌工艺[15], 该工艺以氧化锌矿为原料, 用氨-硫铵溶液浸取, 浸出液经净化后用加入磷酸得到磷酸锌沉淀(NH4ZnPO4), 沉淀经磷酸溶解后煮沸制得符合涂料要求的磷酸锌产品。在制取阴极锌方面, 目前中南大学冶金科学与工程系杨声海老师已成功开发出氨-氯化铵处理氧化锌矿制取高纯阴极锌新工艺[3], 该工艺以氧化锌矿为原料, 以氨-氯化铵溶液为浸出剂, 浸出液经净化后电积制得含Fe < 1.0×10-4 %、Zn >99.995%的高纯锌。在制取锌粉方面, 北京矿冶研究总院已开发氨水制取锌粉工艺[5], 该工艺以氢氧化锌为原料, 经氨水浸出后净化, 净化液经电解制得松装密度为0.45g·cm-3, 比表面积为2.37m2·g-1的锌粉。随着人们对氨浸法的不断认识的重视, 将会出现更多、更有价值的各种含锌产品。

2 展望

根据以上分析, 氨浸法在湿法炼锌中具有原料适应性广、净化负担轻、工艺流程短、产品品种多、成本低、操作简单、环境污染小等优点, 在实际生产中具有良好的经济效益和广阔的应用前景, 该工艺对传统湿法炼锌工艺提出了新的挑战, 在21世纪的应用具有不可估量的价值。

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