从低品位含锌物料浸出液中萃取锌的方法

摘要

本发明涉及一种从低品位含锌物料浸出液中萃取锌的方法，属于冶金技术领域。本发明方法采用二(2-乙基己基磷酸)和260#航空煤油组成萃取有机相，从低品位含锌物料浸出液中萃取Zn2+，用锌电积废液反萃，从而有效的实现浸出液中锌的回收。本发明的特点是首先根据浸出液的锌浓度和所用萃取剂的萃取效果配制一定浓度的硫酸锌溶液对浸出液进行稀释；稀释后的溶液进行萃取，使浸出液中的锌全部富集到有机相当中；萃余液部分返回浸出，部分用石灰中和后循环做稀释用。本发明通过稀释-萃取-中和-循环利用的方法，可以使Zn2+得到高效的萃取富集，浸出液中锌的萃取回收率达到98%以上。

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种从低品位含锌物料浸出液中萃取锌的方法。

背景技术

目前，大部分的锌精矿都采用传统的焙烧-浸出-电积工序处理，为了取得较好的经济效益，一般要求焙烧矿含锌量在55%以上。对于低品位含锌物料如氧化矿、含锌渣等由于其锌含量低，其浸出液锌浓度低，无法与现行的锌电积工艺对接，需要进行分离富集。萃取法是目前常用的分离富集的适宜方法，但已有的萃取锌的方法具有较多的局限性，难以进行工业应用。

锌的萃取多见于酸性溶液中，其常用的萃取剂包括烷基磷酸型(如P204、P507)，羧酸类萃取剂(如Vetatic 911、Kelex 100)，中性络合萃取剂(如TBP)，胺类萃取剂(如TOA、N235、N236)等。P204作为使用最多的锌萃取剂，其对锌的选择性较差，萃取过程放出大量的酸导致pH降低从而使锌的萃取不彻底，体系锌浓度升高需对锌进行开路。国内见于报道的采用P204萃取锌的工厂，其锌的萃取回收率仅有60%~70%，生产过程中锌在溶液中不断累积，需进行分步中和或配合传统炼锌工艺进行锌的开路，这就造成了生产过程的复杂化，增加了生产成本，降低了经济效益。因此如何克服现有技术的不足是目前冶金技术领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种从低品位含锌物料浸出液萃取分离富集锌的方法。该方法能够提高锌的萃取率，同时控制萃取体系中锌的浓度平衡，避免锌开路造成的损失，使浸出液中锌的萃取回收率达到98%以上。

本发明采用的技术方案如下：

从低品位含锌物料浸出液中萃取锌的方法，包括如下步骤：

步骤（1），将低品位含锌物料浸出液调节pH至4.5后，用含锌0.5-5.0g/L的硫酸锌水溶液将其稀释，得到含锌10-20g/L萃原液；

步骤（2），以二(2-乙基己基磷酸)与260#航空煤油的混合液作为萃取有机相，萃取有机相中二(2-乙基己基磷酸)的体积百分比10%~40%；将步骤（1）得到的萃原液用萃取有机相进行萃取，得到载锌有机相和萃余液；

步骤（3），将步骤（2）得到的载锌有机相采用锌电积废液反萃后，得到再生有机相和反萃液，反萃液电积得到金属锌；

步骤（4），步骤（2）得到的萃余液，与浸出液等体积的溶液返回步骤（1）作为低品位含锌物料浸出液，剩余的萃余液采用石灰中和至pH值4.5，返回步骤（1）作为硫酸锌水溶液稀释用，以实现体系溶液的循环利用。

本发明技术方案中步骤（1）所述的低品位含锌物料浸出液中锌浓度在20g/L~50g/L。

进一步，步骤（1）所述的低品位含锌物料浸出液为含锌质量百分比在5%~30%之间的氧化锌矿、锌焙砂或含锌废渣的酸性浸出液。

进一步，步骤（1）所述的低品位含锌物料浸出液为低品位硫化锌矿氧压浸出液。

进一步，优选的是步骤（2）所述的萃取的条件为萃取有机相与萃原液的体积比为1:3-3:1，萃取混合时间为5min，分相时间为3min，萃取级数为2-4级。

进一步，优选的是步骤（3）得到的再生有机相可以返回步骤（2）中作为萃取有机相对萃原液进行萃取。

进一步，优选的是步骤（3）所述的反萃的条件为载锌有机相与锌电积废液的体积比为1:3-3:1，萃取级数为2级。

进一步，优选的是所述的锌电积废液中Zn²⁺浓度为45g/L， H₂SO₄浓度为160g/L。

进一步，优选的是低品位含锌物料浸出液先经过除铁、净化后，再调节pH至4.5。本发明建议浸出液含铁量达到1g/L以上，先除铁、净化后，再调节pH至4.5。

本发明除铁和净化方法采用现有技术，如针铁矿法等。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

（1）本发明提供一种从低品位含锌物料浸出液中萃取锌的方法，该方法对原料适应范围广，适合品位低的含锌物料的浸出液，包括氧化锌矿、低品位锌焙砂、含锌废渣等的酸浸液和低品位硫化锌矿氧压浸出液；如浸出液中含铁较高需先进行中和除铁和净化处理；

（2）本发明方法以P204作为萃取剂、260#航空煤油作为稀释剂组成萃取有机相，通过稀释-萃取-中和-循环利用的方式，有效的解决了P204萃锌过程产生的萃取不彻底、体系锌累积、需配合锌开路处理等缺陷，实现浸出液中锌的高效萃取回收；

（3）本发明萃余液一部分返回浸出，另一部分用石灰中和后作循环稀释用，反萃液采用锌电积废液，实现溶液的循环利用；

（4）本发明方法中萃取作业不产生锌的累积和水溶液的膨胀，同时还可综合利用锌电积作业的电积残夜，实现高效清洁生产；

（5）本发明方法通过对浸出液进行稀释-萃取-中和-循环利用，实现了浸出液中锌的高效萃取富集，稀释过程锌的损失率在1%以下，过程锌的回收率在98%以上，远高于直接萃取的60%~70%。

附图说明

图1为本发明从低品位含锌物料浸出液中萃取锌的方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

实施例1

如图1所示，针对低品位锌焙砂浸出液1#，其中锌浓度45.50g/L，经过除铁、净化后pH值为4.5。用30%(体积百分比)的P204混合70%的航空煤油成萃取有机相。每lL浸出液加入2.00L含锌0.50g/L的硫酸锌溶液稀释得到3.00L含锌15.50g/L的萃原液；萃原液与有机相进行三级逆流萃取，相比O：A为2:1，萃取时间5min，分相时间3min，萃余液锌浓度为0.58g/L，载锌有机相含锌8.01g/L；萃取后1L萃余液返回浸出，其余3.68L萃余液加入石灰中和至pH值4.5后过滤，滤液留待下次稀释用；载锌有机相与锌电积废液(Zn²⁺ 45g/L、H₂SO₄ 160g/L)进行二级反萃，相比O:A为2:1，反萃后有机相含锌0.16mg/L，反萃液电积得到金属锌；萃余液中和过滤过程中锌的损失为0.81%，故过程锌的回收率达99.19%。

实施例2

如图1所示，针对低品位氧化锌矿酸浸液2#，其中锌浓度26.38g/L，经过除铁、净化后pH值4.5。用40%(体积百分比)的P204混合60%的航空煤油成萃取有机相。每1L浸出液加入2.41L含锌3.21g/L的硫酸锌溶液稀释得到3.41L含锌10.0g/L的萃原液；萃原液与有机相进行四级逆流萃取，相比O:A为1:2，萃取时间5min，分相时间3min，萃余液锌浓度3.21g/L，载锌有机相含锌13.58g/L；萃取后1L萃余液返回浸出，其余2.41L加入石灰中和至pH值4.5留待下次稀释用；载锌有机相与锌电积废液(Zn²⁺ 45g/L、H₂SO₄ 160g/L)进行二级反萃，相比O:A为1:1，反萃后有机相含锌0.79mg/L，反萃液电积得到金属锌。萃余液中和过滤过程中锌的损失为0.83%，故过程锌的回收率达99.17%。

实施例3

如图1所示，针对低品位硫化锌矿氧压浸出液3#，其中锌浓度35.34g/L，经过除铁、净化后pH值4.5。用40%(体积百分比)的P204混合60%的航空煤油成萃取有机相。每1L浸出液加入1.57L含锌4.96g/L的硫酸锌溶液稀释得到2.57L含锌16.76g/L的萃原液；萃原液与有机相进行四级逆流萃取，相比O:A为1.4:1，萃取时间5min，分相时间3min，萃余液锌浓度4.96g/L，载锌有机相含锌8.43g/L；萃取后1L萃余液返回浸出，其余1.57L加入石灰中和至pH值4.5留待下次稀释用；载锌有机相与锌电积废液(Zn²⁺ 45g/L、H₂SO₄ 160g/L)进行二级反萃，相比O:A为2:1，反萃后有机相含锌1.39mg/L，反萃液电积得到金属锌。萃余液中和过滤过程中锌的损失为0.76%，故过程锌的回收率在99.24%。

实施例4

如图1所示，针对低品位含锌废渣浸出液，其中锌浓度20.13g/L，经过除铁、净化后pH值4.5。用10%(体积百分比)的P204混合90%的航空煤油成萃取有机相。每1L浸出液加入1.96L含锌4.84g/L的硫酸锌溶液稀释得到2.96L含锌10.0g/L的萃原液；萃原液与有机相进行三级逆流萃取，相比O:A为2:1，萃取时间5min，分相时间3min，萃余液锌浓度4.96g/L，载锌有机相含锌2.52g/L；萃取后1L萃余液返回浸出，其余1.57L加入石灰中和至pH值4.5留待下次稀释用；载锌有机相与锌电积废液(Zn²⁺ 45g/L、H₂SO₄ 160g/L)进行二级反萃，相比O:A为3:1，反萃后有机相含锌1.36mg/L，反萃液电积得到金属锌。萃余液中和过滤过程中锌的损失为0.78%，故过程锌的回收率在99.22%。

实施例5

如图1所示，针对低品位含锌废渣浸出液，其中锌浓度20.13g/L，经过除铁、净化后pH值4.5。用20%(体积百分比)的P204混合80%的航空煤油成萃取有机相。每1L浸出液加入1.55L含锌3.47g/L的硫酸锌溶液稀释得到2.55L含锌10.0g/L的萃原液；萃原液与有机相进行三级逆流萃取，相比O:A为3:1，萃取时间5min，分相时间3min，萃余液锌浓度3.47g/L，载锌有机相含锌2.18g/L；萃取后1L萃余液返回浸出，其余1.55L加入石灰中和至pH值4.5留待下次稀释用；载锌有机相与锌电积废液(Zn²⁺ 45g/L、H₂SO₄ 160g/L)进行二级反萃，相比O:A为3:1，反萃后有机相含锌1.27mg/L，反萃液电积得到金属锌。萃余液中和过滤过程中锌的损失为0.73%，故过程锌的回收率在99.27%。

实施例6

如图1所示，针对低品位氧化锌矿浸出液，其中锌浓度50g/L，经过除铁、净化后pH值4.5。用40%(体积百分比)的P204混合60%的航空煤油成萃取有机相。每1L浸出液加入2.04L含锌4.64g/L的硫酸锌溶液稀释得到3.04L含锌19.57g/L的萃原液；萃原液与有机相进行二级逆流萃取，相比O:A为1:3，萃取时间6min，分相时间5min，萃余液锌浓度为4.64g/L，载锌有机相含锌7.47g/L；萃取后1L萃余液返回浸出，其余2.04L加入石灰中和至pH值4.5留待下次稀释用；载锌有机相与锌电积废液(Zn²⁺ 45g/L、H₂SO₄ 160g/L)进行二级反萃，相比O:A为1:3，反萃后有机相含锌1.47mg/L，反萃液电积得到金属锌。萃余液中和过滤过程中锌的损失为0.85%，故过程锌的回收率在99.15%。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。