一種利用中低品位氧化鋅礦制備氧化鋅粉前驅(qū)體草酸鋅的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用中低品位氧化鋅礦制備氧化鋅粉前驅(qū)體草酸鋅的方法，屬于濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]氧化鋅礦品位較低、成分復(fù)雜，氧化鋅礦物中的鋅主要以氧化鋅(ZnO)、菱鋅礦(ZnCO3)、水鋅礦(ZnCO3.Zn(OH)2)、硅鋅礦(Zn2S14 )、異極礦(Zn4(Si2O7) (OH)2.H2O)等形態(tài)存在，礦物中還含有相當(dāng)數(shù)量的金屬雜質(zhì)，如鉛、鐵、鎘、銅等的化合物，而脈石成分主要是方解石、白云石、石英、粘土等。目前，氧化鋅礦處理方式主要有兩類:一類是將氧化鋅礦進行選礦富集后再進行冶煉得到金屬鋅；另一類是將氧化鋅礦直接進行冶煉處理得到金屬鋅。然而，氧化鋅礦的選礦富集困難，所得精礦品位不高，回收率低。
[0003]對于氧化鋅礦直接進行冶煉處理煉鋅可分為火法冶煉和濕法冶煉兩類。但火法冶煉工藝因流程長、金屬回收率低、易造成環(huán)境污染等原因使其發(fā)展受到限制。而濕法冶煉的工藝一般是采用酸性或堿性的溶液為浸出劑，直接浸出氧化鋅礦中的鋅。酸性浸出工藝主要采用硫酸作為浸出劑，然而硫酸浸出時，氧化鋅礦中共存的鈣、鎂、鐵、硅等大量雜質(zhì)與硫酸反應(yīng)消耗浸出劑、污染浸出液，同時易形成大量硅膠，不僅浸出液中鋅濃度低，而且較難進行液固分離，生產(chǎn)操作難度大；浸出液須凈化后方可進行鋅的電解沉積；堿性浸出工藝主要采用氫氧化鈉和氨水-銨鹽溶液體系作為浸出劑，氫氧化鈉浸出工藝需要采用較高濃度的氫氧化鈉溶液，利用0!1_與Zn2+形成配離子而使礦物中的鋅浸溶，同時礦物中的大量硅形成硅酸鈉溶解進入溶液，工藝中堿耗較高，所得浸出液在后續(xù)的溶液凈化時需進行沉硅處理。氫氧化鈉浸出工藝處理低品位氧化鋅礦所得浸出液中含鋅濃度較低，直接電積鋅的效果不理想，一般對于低品位氧化鋅礦可通過硫化沉淀或水解沉淀分別制得硫化鋅精礦和氧化鋅精礦，但沉鋅后液返回利用困難。氨水-銨鹽浸出工藝是以NH3S配體，與氧化鋅礦的Zn2+形成配離子而使礦物中的鋅浸溶，該方法能使礦物中共存的鈣、鎂、鐵、硅等雜質(zhì)不會被大量浸溶，浸出工藝流程短，但依然存在浸出過程中有氨氣揮發(fā)，對人體、環(huán)境危害較大，而且浸出液需進行蒸氨回收，工藝過程的能耗高，蒸氨塔結(jié)疤嚴(yán)重等缺點。因此采用傳統(tǒng)工藝對氧化鋅礦直接冶煉，生產(chǎn)操作和有價金屬的回收利用難度大，生產(chǎn)成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及不足，本發(fā)明提供一種利用中低品位氧化鋅礦制備氧化鋅粉前驅(qū)體草酸鋅的方法。本發(fā)明以氯化膽堿和草酸為原料，提出以氯化膽堿/草酸低共熔溶劑型離子液體為浸出劑處理中低品位氧化鋅礦，制備氧化鋅粉前驅(qū)體草酸鋅，是對中低品位氧化鋅礦的有效利用，也為低共熔溶劑開辟新的應(yīng)用領(lǐng)域，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。
[0005]一種利用中低品位氧化鋅礦制備氧化鋅粉前驅(qū)體草酸鋅的方法，其具體步驟包括如下:
(1)將氯化膽堿和草酸按照摩爾比1:1配制成低共熔溶劑型離子液體；
(2)將中低品位氧化鋅礦破碎、磨細(xì)至粒度小于80μ m后按照液固比(5?20): lL/kg加入到步驟(I)制備得到的低共熔溶劑型離子液體中，在25?50°C條件下攪拌浸出I?3h，向浸出礦漿中加入浸出礦漿與蒸餾水體積比為1:2?10的蒸餾水，攪拌均勻后靜置10?20min，經(jīng)固液分離得到濾液A和富含草酸鋅的濾渣B ；
(3)再次重復(fù)步驟(I)制備得到低共熔溶劑型離子液體，將步驟(2)得到的富含草酸鋅的濾渣B按照液固比(3?10): lL/kg加入到新配制的低共熔溶劑型離子液體中，在25?50°C條件下攪拌浸出I?2h，經(jīng)固液分離得到濾液C和濾渣D，向濾液C中加入2?10倍濾液C體積的蒸餾水，待析出白色沉淀后過濾、洗滌、干燥即可得到純度較高、粒度較細(xì)的草酸鋅晶體。
[0006]所述步驟(2)中的中低品位氧化鋅礦鋅含量為6wt.%?30wt.%，鋅的物相主要為氧化鋅(ZnO)、菱鋅礦(ZnCO3)、娃鋅礦(Zn2S14)、異極礦(Zn4(Si2O7) (OH)2.H2O),脈石成分主要為方解石，金屬雜質(zhì)主要為鈣、鎂、銅、鉛、鐵等。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明以中低品位氧化鋅礦為原料，其原料來源豐富，價格低廉，為中低品位氧化鋅礦的有效利用提供一條新的途徑。
[0008]2、本發(fā)明所用試劑均為常見且?guī)缀鯚o毒的工業(yè)產(chǎn)品，氯化膽堿-草酸低共熔溶劑型離子液體與傳統(tǒng)的離子液體相比，價格低廉、易得、制備簡單。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明工藝流程圖；
圖2是本發(fā)明實施例1中含鋅量13.82wt.%中低品位氧化鋅礦的掃描電鏡圖；
圖3是本發(fā)明實施例1中含鋅量13.82wt.%中低品位氧化鋅礦的XRD圖；
圖4是本發(fā)明實施例1中濾渣B的掃描電鏡圖；
圖5是本發(fā)明實施例1制備得到的草酸鋅的掃描電鏡的掃描電鏡圖；
圖6是本發(fā)明實施例1制備得到的草酸鋅的粒度分析結(jié)果圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】，對本發(fā)明作進一步說明。
[0011]實施例1
如圖1所示，該利用中低品位氧化鋅礦制備氧化鋅粉前驅(qū)體草酸鋅的方法，其具體步驟包括如下:
(1)將氯化膽堿和草酸按照摩爾比1:1配制成低共熔溶劑型離子液體；
(2)將中低品位氧化鋅礦破碎、磨細(xì)至粒度小于75μ m后按照液固比10: lL/kg加入到步驟(I)制備得到的低共熔溶劑型離子液體中，在25°C條件下攪拌浸出3h，向浸出礦漿中加入浸出礦漿與蒸餾水體積比為1:4的蒸餾水，攪拌均勻后靜置20min，經(jīng)固液分離得到濾液A和富含草酸鋅的濾渣B ;其中中低品位氧化鋅礦的質(zhì)量組成包括:Znl3.82%，Si26.12%，F(xiàn)el2.59%，Ca3.71%，A12.60%，Mg0.41%，S0.65%，鋅在礦物中主要以菱鋅礦和異極礦的形式存在，該中低品位氧化鋅礦掃描電鏡圖如圖2所示和XRD圖如圖3所示；濾渣B的掃描電鏡圖如圖4所示；
(3)再次重復(fù)步驟(I)制備得到低共熔溶劑型離子液體，將步驟(2)得到的富含草酸鋅的濾渣B按照液固比5: lL/kg加入到新配制的低共熔溶劑型離子液體中，在25°C條件下攪拌浸出2h，靜置30min，經(jīng)固液分離得到濾液C和濾渣D，向濾液C中加入4倍濾液C體積的蒸餾水，待析出白色沉淀后過濾、洗滌、干燥即可得到純度較高、粒度較細(xì)的草酸鋅晶體，草酸鋅晶體的掃描電鏡圖如圖5所示，粒徑分析結(jié)果圖如圖6所示，該方法中鋅回收率為95%。
[0012]實施例2
如圖1所示，該利用中低品位氧化鋅礦制備氧化鋅粉前驅(qū)體草酸鋅的方法，其具體步驟包括如下:
(1)將氯化膽堿和草酸按照摩爾比1:1配制成低共熔溶劑型離子液體；
(2)將中低品位氧化鋅礦破碎、磨細(xì)至粒度小于120ym后按照液固比10: lL/kg加入到步驟(I)制備得到的低共熔溶劑型離子液體中，在25°C條件下攪拌浸出3h，向浸出礦漿中加入浸出礦漿與蒸餾水體積比為1:4的蒸餾水，攪拌均勻后靜置20min，經(jīng)固液分離得到濾液A和富含草酸鋅的濾渣B ;其中中低品位氧化鋅礦的質(zhì)量組成包括:Znl3.82%，Si26.12%，F(xiàn)el2.59%，Ca3.71%，A12.60%，Mg0.41%，S0.65%，鋅在礦物中主要以菱鋅礦和異極礦的形式存在，該中低品位氧化鋅礦掃描電鏡圖如圖2所示和XRD圖如圖3所示；
(3)再次重復(fù)步驟(I)制備得到低共熔溶劑型離子液體，將步驟(2)得到的富含草酸鋅的濾渣B按照液固比5: lL/kg加入到新配制的低共熔溶劑型離子液體中，在25°C條件下攪拌浸出2h，靜置30min，經(jīng)固液分離得到濾液C和濾渣D，向濾液C中加入4倍濾液C體積的蒸餾水，待析出白色沉淀后過濾、洗滌、干燥即可得到純度較高、粒度較細(xì)的草酸鋅晶體，該方法中鋅回收率為91%。
[0013]實施例3
如圖1所示，該利用中低品位氧化鋅礦制備氧化鋅粉前驅(qū)體草酸鋅的方法，其具體步驟包括如下:
(1)將氯化膽堿和草酸按照摩爾比1:1配制成低共熔溶劑型離子液體；
(2)將中低品位氧化鋅礦破碎、磨細(xì)至粒度小于180ym后按照液固比10: lL/kg加入到步驟(I)制備得到的低共熔溶劑型離子液體中，在25°C條件下攪拌浸出3h，向浸出礦漿中加入浸出礦漿與蒸餾水體積比為1:4的蒸餾水，攪拌均勻后靜置20min，經(jīng)固液分離得到濾液A和富含草酸鋅的濾渣B ;其中中低品位氧化鋅礦的質(zhì)量組成包括:Znl3.82%，Si26.12%，F(xiàn)el2.59%，Ca3.71%，A12.60%，Mg0.41%，S0.65%，鋅在礦物中主要以菱鋅礦和異極礦的形式存在，該中低品位氧化鋅礦掃描電鏡圖如圖2所示和XRD圖如圖3所示；
(3)再次重復(fù)步驟(I)制備得到低共熔溶劑型離子液體，將步驟(2)得到的富含草酸鋅的濾渣B按照液固比5: lL/kg加入到新配制的低共熔溶劑型離子液體中，在25°C條件下攪拌浸出2h，靜置30min，經(jīng)固液分離得