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1、菱锌矿（ZnCO3）选矿流程设计方案（一）原矿经破碎后，过弱磁选机磁选除去绝大部分磁铁矿，浮选提高菱锌矿品位，再采用焙烧-浸出-净化-电解-熔铸的工艺流程最终得到锌锭。各段详细过程粉碎磨矿 原矿 磁选 PH调整剂 Na2S浮选 CuSO4 黄药焙烧浸出 K X净化电解熔铸磁选：通过弱磁选机除去磁铁矿浮选（硫化-黄药）：用硫化剂对氧化锌矿物进行硫化，使其表面表现出类似于天然硫化锌矿的性质，然后加硫酸铜活化，最后加黄药进行浮选。按所用硫化剂的不同，硫化-黄药法。又可分为两种：一是矿石脱泥后将矿浆加温到50-60(温度愈高，硫化反应进行愈快，矿物表面形成的硫化膜愈牢固)用Na2S作硫化剂，然后先后加
2、入硫酸铜、黄药进行浮选；二是用硫磺作硫化剂，即在矿石中加入一定比例的硫磺进行硫化锻烧，使氧化锌矿表面发生硫化，然后用硫酸铜作活化剂，黄药作捕收剂进行浮选。加温-硫化-黄药法。能够有效浮选碳酸锌，但是要求较高浓度的活化剂和捕收剂，即Cu2+和HS-在氧化锌表面的厚度大于40个单分子层，才能成功地浮选氧化锌。硫化-黄药法。浮选的缺点如下：一是大多数情况下，需要脱去-10m的矿泥，导致工艺过程不稳定；二是对于含有大量氧化铁的矿石，处理效果差；三是对于锌的硅酸盐类矿物的回收率较低；四是用硫化钠作硫化剂时，过量的硫化钠对氧化锌的浮选有明显抑制作用；五是需加温硫化。因此，此法仅适于处理有用矿物为菱锌矿，含
3、少量氧化铁以及有价组分嵌布粒度较粗的矿石。焙烧：菱锌矿的焙烧，实质上是煅烧。其目的是尽可能完全地分解碳酸盐，排除分解时产出的CO2，驱除结晶水和吸湿水，使矿石具有孔隙。并且尽可能地挥发砷、锑、铅、镉，减少焙砂中有害杂质，以利于湿法炼锌。ZnCO3ZnO+CO2浸出：浸出是用稀硫酸和废电解液浸溶焙砂，使焙砂中的锌较完全地溶解于溶液中，而有害杂质铁、砷、锑等尽可能少溶。浸出时焙砂中各组分与溶液中硫酸作用生成硫酸盐和水。浸出过程中，添加适量软锰矿粉，将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+。最后将溶液的pH值升高至55. 3，铁、砷、锑等杂质相继沉淀除去。ZnO+H2SO4ZnSO4+H2O净化：欲将镉置换
4、出来，有多种较负电性的金属可供选择。但溶液中有大量锌，故选用锌粉置换溶液中的镉。Zn+Cd2+Zn2+Cd电解：电解过程的实质是将已净化的硫酸锌溶液置于电解槽内，以铅或铅银合金板为阳极，铝板为阴极，通入直流电进行电积。ZnSO4+H2O Zn+H2SO4+1/2O2熔铸：电解产出的阴极锌经剥离熔铸，获得锌锭产品。流程设计（二）我们对现有的锌冶金工艺进行对比分析后确定低品位锌矿的冶金工艺是堆浸-氧化中和除铁-萃取-反萃-有机相脱除-电积熔铸。从前面锌冶金工艺对比分析可知，对于低品位的氧化锌矿(含锌l5%)，采用火法冶金工艺在技术上虽然可行，但在经济上是不可行。对于低品位的氧化锌矿只有采用湿法炼锌
5、的方法，才能经济、有效地提取锌。对于低品位的硫化锌矿(含锌8%)，虽然选矿方法能够有效进行锌的富集锌为锌精矿，但选矿回收率不高，特别对于难选的低品位硫化锌矿则难于使锌富集，经济效益差。必须采用新的冶金技术才能有效提取这类矿石中的锌。在低品位氧化锌矿的湿法冶金工艺中，可采用的方法比较多，如酸浸、氨浸和碱浸等。在碱性浸出(包括氨浸)过程中碱试剂费用高、试剂回收率低，产品质量不好，最终造成锌的冶炼成本高，经济上原因使碱性浸出方法的应用受到限制。酸性浸出中可使用的酸种类也比较多，最廉价的酸是硫酸，硫酸浸出氧化锌矿也与现有的锌湿法冶金相同，可以借鉴。浸出方法上有搅拌浸出和堆浸、槽浸等。搅拌浸出需要进行矿
6、石细磨及配套搅拌设备，浸出成能耗高，费用高。堆浸是浸出中最经济的浸出方法，因此，对于低品位氧化锌矿我们采用堆浸技术进行浸出。浸出液中锌离子的浓度比较低，浸出液必须进行富集，才能进入现锌湿法冶金工艺流程中。富集锌的方法比较多，如蒸发浓缩、沉淀后再酸溶等。由于浸出液含有大量的铁离子，锌的萃取过程中铁离子影响锌的萃取分离。低品位锌矿的浸出液不能直接萃取锌，直接萃取时铁被萃取，使萃取剂再生工艺复杂，并产出大量的用途不大的废酸。合适工艺是氧化中和除铁后再萃取。用理论量的1.2倍工业二氧化锰、室温、2-3h和加石灰石作中和剂中和至终点的pH=5.1-5.3条件下就可使铁脱除率大于99%，溶液中铁的浓度在2
7、mg/l以下。除铁过程中锌的损失率小于2.5%。虽然可采用还原方法使高价铁还原为低价铁以消除其对萃取分离锌的影响，但还原后溶液中铁在溶液中富集，影响溶液循环利用和溶液外排造成严重环境污染，为此采用氧化中和沉淀的方法除去溶液中的铁，一方面消除其对萃取分离锌影响，另一方面也减少其对环境污染。萃取负载锌的有机相用锌电积的废电积液进行反萃。由于在萃取前浸出液，进行氧化中和除铁，萃取过程中，溶液中杂质离子如Cd2+、Sb3+、Cu2+和Mn3+等基本上不被萃取，反萃液中杂质离子浓度很低，不需要净化除去这些杂质而可以直接进入锌电积系统.反萃液中游离酸浓度比较高，达50g/l以上，如果要净化除去这些杂质离子
8、，溶液必然进行中和-置换除杂，这将消耗大量酸，使工艺复杂化。幸好，萃取过程杂质离子没有被萃取，使净化工艺过程大大简化了。反萃液中含有一定量的有机相，其影响电积过程，我们采用活性炭吸附脱除有机相，以消除其对电积的影响。最后将电积产出的阴极锌经剥离熔铸，获得锌锭产品。此流程的优势：（1）能耗低，低品位锌矿从堆浸到电积全部采用常温，除设备等电力外过程中不需要补充热量，净化是采用萃取过程，不需要如传统的锌粉高温净化，需要加热，是一个低能耗工艺。（2）工艺简单，堆浸工艺与其它工艺相比没有复杂的浸出系统设备，操作不需要对物料进行特别的处理，工艺和操作都十分简单。（3）投资省。堆浸-萃取工艺是直接处理矿石，
9、对于氧化锌矿等不需要特别处理，过程中设备少，从而投资省，是同等规模其它类型锌厂投资的60-80%。（4）环境污染小。过程中不需要加温，不消耗燃煤，没有温室气体排放，没有影响环境的气体污染物，相对于其它工艺而言，环境污染小。（5）适应性强。采用堆浸一萃取技术，对于氟和氯高的氧化锌矿也可以处理，主要是萃取过程中氟和氯不被萃取，从而这些杂质不进入锌电积工序不影响锌的电积和锌产品质量。不采用萃取技术，浸出的氟和氯是电积过程恶化(阴极锌难剥离)，产品质量变差。也不怕溶液铁高，采用二氧化锰除杂导致的电积液锰离子高的危险。（6）除杂效果好。传统的高温锌粉除杂虽然可以使溶液杂质浓度降到比较低水平，但受许多条件的限制，可能出现某些不确定因素，使净化后溶液杂质含量偏高。而萃取技术中，杂质不被萃取，反萃后的溶液杂质保持在比较低的水平。（7）产品多样化。反萃液的不同，可以使反萃后的锌以不同盐类存在，从而可以获得不同的锌产品。（8）锌冶金成本低，经济效益好。由于该方法的工艺简单、能耗低(不需要8095高温)、环境污染小，从而使加工过程各种消耗低(没有锌粉消耗和废电积液的净化处理，如脱镁等)，加工成本低，经济效益显著。（9）实现资源的综合利用。其它锌冶金方法不能实现低品位锌矿的开发利用，采用浸出-萃取技术，可以使大量无法有效利用的低品位锌矿如现在抛弃的采矿尾矿甚至废矿得以利用，从而实现资源的综合利用。
