本發(fā)明涉及一種低品位含非硫化態(tài)鋅物料氨法浸出后生成沉淀物富集后再利用的方法。
背景技術(shù):
低品位含鋅物料的利用一直是行業(yè)的難題,特別是低品位含非硫化態(tài)鋅物料。量少,富集難,雜質(zhì)多且復雜,難選出鋅等問題很難解決。拿鋼鐵廠的煙塵灰為例。目前來自鋼廠的煙塵灰(包括高爐灰、轉(zhuǎn)爐灰、電爐灰),又稱煙塵貯存灰,每生產(chǎn)一噸鋼鐵將會產(chǎn)生35~90kg的煙塵灰,這種煙塵灰一般含鐵15~30%、含氧化硅4~5%、鋅5~22%、可燃燒的固定碳(C)25~55%、氧化鈣2~5%、氧化鎂1~2%以及鈦、釩和堿金屬等。通常條件下,一般作為燒結(jié)的原料來生產(chǎn)燒結(jié)礦,在鋼廠內(nèi)部循環(huán)利用,隨著循環(huán)的富集,入爐鋅負荷愈來愈高,嚴重影響高爐的正常運行。
最理想的方法是進行鋅的選擇性浸出,使鋅進入溶液中,鋅得到有價值的回收利用,鐵炭返回冶煉使用。
氨法是制備氧化鋅的一種常用方法,目前氨法(氨-碳銨聯(lián)合浸出法生產(chǎn)氧化鋅)的一般步驟包括:對含鋅物料使用氨-碳銨聯(lián)合浸出制得鋅氨絡合液,經(jīng)凈化、蒸氨結(jié)晶、干燥煅燒制得氧化鋅產(chǎn)品,一般氧化鋅含量95-98%。
這種傳統(tǒng)的氨法制備氧化鋅一直沒有應用于煙塵灰的處理,主要原因在于:
1.因為鋼廠煙塵貯存灰含鋅率低(一般含Zn%=5-22),普通浸出方法的浸出液含鋅濃度低,要達到高濃度則浸出流程長,浸出劑消耗量大,浸出率低,成本高,企業(yè)無法承受。
2.因為雜質(zhì)成分復雜,生產(chǎn)得到的只能是普通活性氧化鋅產(chǎn)品且合格率低,產(chǎn)品價格較低經(jīng)濟效益差。
3.常規(guī)手段浸出時,煙塵灰鋅的浸出率低,回收率低,鐵、炭資源回收也沒形成完整鏈條,煙塵灰的價值未得到體現(xiàn)。
4.加熱蒸發(fā)鋅氨絡合液回收氨需要大量熱量,成本高,且不能生產(chǎn)電鋅。
又例如氧化鋅礦。隨著長年的開采,高品位礦源已越來越少,品位也逐漸降低,人們開始注意氧化鋅礦的利用。但氧化鋅礦通常含鋅率較低(有價元素含量Zn 30%以下;Pb 0.15%;Cu 0.008%;Mn 0.06%),且成分復雜,多以菱鋅礦、鋅鐵尖晶石和異極礦存在,礦石中脈石成分氧化鐵、氧化硅、氧化鈣、氧化鎂含量高(分別約Fe2O 34-7%;SiO 23-5%;CaO 30-32%;MgO 7-8%)。綜合回收利用價值不大,而對鋅的選礦、酸浸都較困難,選礦成本高,是國內(nèi)外選礦長期存在的重大技術(shù)難題。近年來國內(nèi)外對氧化鋅礦的浸提的方法大多是,用含強酸的硫酸鋅溶液對氧化鋅礦浸出,雖然鋅浸出率有所提高,但進入溶液的鐵、硅量也高,除鐵困難,消耗試劑量大,洗滌液帶走鋅多。中國公開專利如CN1477217 A對上述方法做了改進,先采用含硫酸鋅pH=3-4的溶液進行中性浸出,再進行低酸浸出工藝。但鋅鐵尖晶石、異極礦在低酸情況下分解緩慢,浸出效率低、成本高、環(huán)境污染等問題仍然存在。
最理想的方法是進行鋅的選擇性浸出,使鋅進入溶液中,鋅得到有價值的回收利用,鐵炭返回冶煉使用。
這種傳統(tǒng)的氨法制備氧化鋅一直沒有大規(guī)模應用于低品位氧化鋅礦的處理,主要原因在于:
1.因為礦物含鋅率低,含泥量高,浸出液含鋅濃度低,浸出劑消耗量大,成本高,企業(yè)無法承受。
2.因為雜質(zhì)成分復雜,生產(chǎn)的產(chǎn)品合格率低,產(chǎn)品價格低經(jīng)濟效益差。
3.常規(guī)手段浸取時,鋅礦的浸出率低,浪費大,鋅礦的價值得不到利用和體現(xiàn)。
對于其他的低品位含非硫化態(tài)鋅物料更是如此。
綜上所述,對于低品位含非硫化態(tài)鋅物料的處理,如何在含鋅量低的物料中有效浸出其中的鋅,并得到鋅產(chǎn)品,同時克服量少,富集難,雜質(zhì)多且復雜,難選出鋅等缺點還能有能力盈利成為本行業(yè)亟待解決的技術(shù)難題。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的發(fā)明目的在于:針對上述存在的問題,提供一種低品位含非硫化態(tài)鋅物料的利用方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的:低品位含非硫化態(tài)鋅物料采用氨法浸出后得到浸出液,浸出液直接或經(jīng)凈化除雜后,生成沉淀物收集;收集的沉淀物作為原料,采用濕法將其溶解后再生產(chǎn)鋅產(chǎn)品。所述低品位含非硫化態(tài)鋅物料鋅含量低于30%,包含但不限于高鋅煙塵灰,氧化鋅礦,氧化鋅粗品,次級氧化鋅,鋅屑、渣、灰,酸浸鋅渣,鋅焙砂等非硫化鋅物料的一種或多種。
其中,氨法又可分為氨-碳銨法,氨水-氯化銨,氨水-硫酸銨,氨水-氯化銨和硫酸銨混合浸出法;處理低品位含非硫化態(tài)鋅物料時,采用濕法球磨粉碎浸出。
采用氨-碳銨法:浸出劑中氨水的摩爾濃度c(NH3·H2O)=2~10mol/L,CO32和HCO3的摩爾濃度c(CO32+HCO3)=0.5~6mol/L;沉鋅方法為脫除氨沉鋅。作為優(yōu)選:脫除氨環(huán)節(jié)采用蒸氨方法時,在蒸氨液體進入蒸氨塔蒸氨結(jié)晶前或蒸氨結(jié)晶過程中,檢測蒸氨塔內(nèi)硫酸根、氯離子及硝酸根的含量,當鋅的質(zhì)量含量低于0.5%前,向蒸氨設備內(nèi)加入能將固定氨轉(zhuǎn)化成游離氨的堿性物質(zhì);加入方式為將堿性物質(zhì)配置成溶液加入;所述堿性物質(zhì)主要選用氫氧化鈉,和/或氫氧化鉀,和/或碳酸鈉,和/或碳酸氫鈉,和/或碳酸鉀,和/或碳酸氫鉀;加入堿性物質(zhì)的物質(zhì)的量為能將蒸氨液體中的硫酸根、硝酸根及氯離子全部反應完全的量的0.8~2.5倍;鋅質(zhì)量百分含量低于3%時,結(jié)束蒸氨。
采用氨水-氯化銨,和/或,氨水-硫酸銨法:浸出劑中氨水的摩爾濃度c(NH3·H2O)=2~10mol/L,氨鹽的摩爾濃度c(NH4)=0.5~6mol/L;沉鋅方法為脫除氨后,調(diào)節(jié)pH沉鋅。作為優(yōu)選:脫除氨環(huán)節(jié)采用蒸氨方法時,浸出液用于制備氧化鋅時,蒸氨至pH至6~9為終點;蒸氨液用于制備電鋅時,蒸氨至酸性為終點。調(diào)節(jié)pH沉鋅環(huán)節(jié),沉鋅時加入堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)pH至6~9,加入方式為將堿性物質(zhì)配置成溶液加入;所述堿性物質(zhì)主要選用氫氧化鈉,和/或氫氧化鉀,和/或碳酸鈉,和/或碳酸氫鈉,和/或碳酸鉀,和/或碳酸氫鉀,和/或碳酸銨,和/或碳酸氫銨;調(diào)節(jié)好pH后,還可通入CO2繼續(xù)沉鋅1~8小時;沉鋅后的母液還可加入硫酸調(diào)節(jié)pH至3~4沉硫酸鋅銨復鹽。
其中:
浸出步驟的主要化學反應方程式為:
ZnO+nNH3+H2O→[Zn(NH3)n]2+2OH
ZnO+nNH3·H2O+2NH4+→[Zn(NH3)n+2]2+(n+1)H2O
ZnFe2O4+nNH3+4H2O→[Zn(NH3)n]2+2Fe(OH)3↓+2OH
ZnFe2O4+nNH3+H2O→[Zn(NH3)n]2+Fe2O3↓+2OH+
Zn2SiO4+2nNH3→2[Zn(NH3)n]2++SiO44
其中n=1~4;
浸出后的溶液可以直接沉鋅,也可凈化后再沉鋅。凈化除雜采用傳統(tǒng)的氧化、硫化及置換方式除雜,加入高錳酸鉀或過硫酸銨氧化除鐵錳,加入鋅粉與硫化銨或硫化鈉除鉛銅等雜質(zhì)。本身浸出液中的亞鐵離子可以出去一部分砷,深度除砷再加入亞鐵鹽。氧化渣含有鐵、錳等的氧化物,可冶煉回收或用于制造鐵錳脫硫劑。
過硫酸銨或高錳酸鉀作為氧化劑,除去鐵、錳、砷等雜質(zhì)。反應方程式:
5(NH4)2S2O8+2Mn2+8H2O→2NH4MnO4+4(NH4)2SO4+16H++6SO42
S2O82+Mn2+2NH3·H2O+H2O→MnO(OH)2↓+2NH42+2SO42+2H
S2O82+2Fe2+6NH3·H2O→2SO42+2Fe(OH)3↓+6NH4+
As2O3+3H2O→2H3AsO3
2H3AsO3+8Fe(OH)3→(Fe2O3)4As2O3·5H2O↓+10H2O
AsO43+Fe3→FeAsO4↓
Ca2+HCO3+2OH→CaCO3↓+H2O
經(jīng)過前述步驟氧化、分離后的鋅氨絡合液再經(jīng)過鋅粉置換和硫化鈉沉淀重金屬雜質(zhì),得到鋅氨絡合精制液;置換和硫化環(huán)節(jié)的凈化渣返回凈化前的浸出液中用作初步凈化,渣料再通過冶煉回收鉛、銅等重金屬。反應方程式:
M2+S2→MS↓M代表Cu2、Pb2、Cd2+、Ni2+ Hg2+等離子
As3++S2→As2S3↓
3Fe2++MnO4+7H2O→MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+
3Mn2+2MnO4+2H2O→5MnO2↓+4H+
Y2++Zn→Zn2++Y其中Y代表:Cu2、Pb2+、Cd2+、Ni2+等離子
兩種浸出工藝的沉鋅都需要脫除氨。脫除氨優(yōu)選目前傳統(tǒng)的蒸氨方法。蒸氨收集的氨返回配置浸出液使用。
蒸氨步驟的反應方程式:
作為優(yōu)選,蒸氨液用于制備氧化鋅時,蒸氨至pH至6~9為終點;蒸氨液用于制備電鋅時,蒸氨至酸性為終點。沉鋅時加入堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)pH至6~9,加入方式為將堿性物質(zhì)配置成溶液加入;所述堿性物質(zhì)主要選用氫氧化鈉,和/或氫氧化鉀,和/或碳酸鈉,和/或碳酸氫鈉,和/或碳酸鉀,和/或碳酸氫鉀,和/或碳酸銨,和/或碳酸氫銨;調(diào)節(jié)好pH后,還可通入CO2繼續(xù)沉鋅1~8小時;沉鋅后的母液還可加入硫酸調(diào)節(jié)pH至3~4沉硫酸鋅銨復鹽。沉淀出的硫酸鋅銨復鹽返回前段蒸氨后的液體中沉鋅。
上述方法得到的沉淀物作為原料,采用濕法將其溶解后再生產(chǎn)鋅產(chǎn)品。這樣做有幾個好處:
1.便于大規(guī)模生產(chǎn)。低品位含非硫化態(tài)鋅物料量少,運輸成本高,且富集難,不便集中大規(guī)模生產(chǎn)。氨法浸出后沉鋅生產(chǎn)沉淀物后,沉淀物含鋅量高,降低運輸成本,便于多處原料集中于一處進行大規(guī)模生產(chǎn)。
2.可生產(chǎn)的鋅產(chǎn)品多。氨法浸出低品位含非硫化態(tài)鋅物料沉鋅后,再采用濕法將其溶解,這時采用的溶劑可以根據(jù)生產(chǎn)需要采用氨法或酸法,生產(chǎn)氧化鋅、電鋅、硫酸鋅、硫化鋅、立德粉等鋅及鋅衍生系列的產(chǎn)品。
3.可生產(chǎn)更高質(zhì)量的產(chǎn)品。氨法浸出低品位含非硫化態(tài)鋅物料后,可以對其做凈化除雜處理;沉鋅后時也能脫除部分雜質(zhì);采用濕法再次將其溶解,溶解后可以再次做凈化除雜處理。這樣就可以得到雜質(zhì)含量更少的產(chǎn)品,生產(chǎn)出更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。
4.生產(chǎn)的鋅產(chǎn)品質(zhì)量更穩(wěn)定。多個小批量的鋅沉淀物集中后再采用濕法將其溶解后就變成一批次,且集中后的后段處理設備及工藝相同,便于質(zhì)量管理,生產(chǎn)出質(zhì)量穩(wěn)定的鋅產(chǎn)品。
綜上所述,由于采用了上述技術(shù)方案,本發(fā)明的有益效果是:將低品位含非硫化態(tài)鋅物料采用氨法浸出后得到浸出液,浸出液直接或經(jīng)凈化除雜后,生成沉淀物收集,解決了低品位含非硫化態(tài)鋅物料量少,運輸成本高,且富集難,不便集中大規(guī)模生產(chǎn)的缺點;收集的沉淀物作為原料,采用濕法將其溶解后再生產(chǎn)鋅產(chǎn)品,可以根據(jù)生產(chǎn)需要采用氨法或酸法,生產(chǎn)氧化鋅、電鋅、硫酸鋅、硫化鋅、立德粉等鋅及鋅衍生系列的產(chǎn)品,且可以使生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量更好,更穩(wěn)定。最主要的是,利用了我國儲量多、分布廣但難以利用的低品位鋅資源。
具體實施方式
下面對本發(fā)明的實施舉例作詳細的說明。
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白,以下結(jié)合實施例,對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
實施例1
原料:氧化鋅礦1#,其成分為:Zn 9.67%.Fe 18.34%.SiO2 17.62%,CaO 9.34%其鋅物相成分為碳酸鋅12.28%、硅酸鋅2.37%.硫化鋅0.82%、鐵鋅尖晶石3.20%。
用于制備氧化鋅的方法:
(1)浸?。簩?000g氧化鋅礦2#用15000ml氨水-碳銨液作為浸出劑進行浸取;其中,所述浸出劑中氨水的摩爾濃度c(NH3·H2O)=6mol/L,CO32和HCO3的摩爾濃度c(CO32+HCO3)=1.4mol/L;,按每立方米浸出劑中添加0.05kg的表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉的量加入十二烷基苯磺酸鈉;在浸取時,采用球磨,并保證球磨機內(nèi)浸出時間為60分鐘,球磨機出口物料全部通過100目篩;合計浸取時間為3小時,溫度為25℃;所得鋅氨絡合液中鋅420.7克,氧化鋅礦鋅的浸出率88.3%。
(2)凈化除雜:加入KMnO4用量為Fe量的2.5倍,溫度60℃,攪拌1h(檢測Fe、Mn合格),過濾,濾液按置換Cu、Cd、Pb所需理論鋅粉的1.5倍加入鋅粉,溫度60℃,攪拌30min,按沉淀Cu、Cd、Pb所需硫化鈉的理論量的1.1倍加入硫化鈉,攪拌時間1h,過濾,得精制液。
(3)蒸氨結(jié)晶:將所得精制液置入蒸氨器中進行蒸氨,蒸汽壓進口0.6KMPa/cm2,溶液溫度108℃,在蒸氨結(jié)晶過程中,隨時檢測蒸氨塔內(nèi)液體鋅含量,當鋅的質(zhì)量含量在1.5%時,在蒸氨設備內(nèi)加入氫氧化鈉溶液,加入的氫氧化鈉溶液為每立方米蒸氨液體加入質(zhì)量百分含量為30%的氫氧化鈉溶液3升,鋅質(zhì)量百分含量低于0.5%時,結(jié)束蒸氨,得到的乳濁液進行固液分離,濾餅按液固比5∶1清水洗滌,洗滌時間1h,再過濾分離,得到濾餅。
(4)二次浸出:將上述粉餅用氨-碳銨溶液再次浸出,浸出劑中氨水的摩爾濃度c(NH3·H2O)=4mol/L,CO32和HCO3的摩爾濃度c(CO32+HCO3)=1.0mol/L;最后得到浸出液含鋅Zn=64.5g/L。
(5)凈化除雜:按置換Cu、Cd、Pb所需理論鋅粉的1.5倍加入鋅粉,溫度60℃,攪拌時間1.5h,過濾,得精制液。
(6)蒸氨結(jié)晶:將所得精制液置入蒸氨器中進行蒸氨,蒸汽壓進口0.6KMPa/cm2,溶液溫度108℃,鋅質(zhì)量百分含量低于0.5%時,結(jié)束蒸氨,得到的乳濁液進行固液分離,濾餅按液固比5∶1清水洗滌,洗滌時間1h,再過濾分離,得到濾餅。
(7)干燥煅燒:濾餅105℃干燥,得到粉體,經(jīng)420℃馬弗爐煅燒50min,取樣檢測得到平均粒徑46.5nm(XRD線寬法),質(zhì)量百分含量為99.33%的氧化鋅產(chǎn)品,經(jīng)進一步檢測此氧化鋅產(chǎn)品符合納米氧化鋅(GB/T 19589-2004)的技術(shù)要求。
實施例2
原料:南方一鋼廠煙塵灰2#其成分的質(zhì)量百分比(%)為:
Zn7.2% Fe29.6% Pb0.87% C15.24% Si8.7%
用于制備氧化鋅的方法:
(1)浸出:將煙塵灰2#用150L氨水-硫酸銨液作為浸出劑進行多次攪拌浸出,控制液固質(zhì)量比5∶1;其中,所述浸出劑中總氨的摩爾濃度[NH3]=7mol/L,[NH3]∶[NH4]=3∶1;在浸出時,采用球磨,并保證球磨機內(nèi)浸出時間為60分鐘,球磨機出口物料全部通過100目篩;每次浸出時間為1.5小時,溫度為20℃;第一次浸出得到的煙塵灰尾渣用上述浸出劑再次浸出,水洗后的終浸渣含Zn=0.59%,鋅的浸出率91.8%;3次浸出后得到的浸出液含鋅Zn=36.7g/L。
(2)蒸氨:將所得精制液置入蒸氨器中進行蒸氨,蒸汽壓進口0.6KMPa/cm2,溶液溫度108℃,直至溶液呈中性,停止蒸氨。
(3)沉鋅:得到的乳濁液加入碳酸氫銨攪拌調(diào)節(jié)pH至7.5左右,再通入CO2氣體2h后停止沉鋅,濾出濾餅,加入清水洗滌,再次過濾得到濾餅;濾液加入硫酸調(diào)節(jié)pH至3~4沉淀硫酸鋅銨復鹽。
(4)二次浸出:將上述兩種沉淀用氨-硫酸銨溶液進行二次浸出,控制液固質(zhì)量比5∶1;其中,所述浸出劑中總NH3的摩爾濃度c(NH3)=5mol/L,[NH3]∶[NH4]=3∶1,浸出時間為1.5小時,溫度為20℃,過濾,最后得到的浸出液含鋅Zn=66.7g/L。
(5)凈化除雜:加入KMnO4用量為Fe量的2.5倍,溫度60℃,攪拌1h(檢測Fe、Mn合格),過濾,濾液按置換Cu、Cd、Pb所需理論鋅粉的1.5倍加入鋅粉,溫度60℃,攪拌30min,按沉淀Cu、Cd、Pb所需硫化鈉的理論量的1.1倍加入硫化鈉,攪拌時間1h,過濾,得精制液。
(6)蒸氨:將所得精制液置入蒸氨器中進行蒸氨,蒸汽壓進口0.6KMPa/cm2,溶液溫度108℃,直至溶液呈中性,停止蒸氨。
(7)沉鋅:得到的乳濁液加入碳酸氫銨攪拌調(diào)節(jié)pH至7.5左右,再通入CO2氣體2h后停止沉鋅,濾出濾餅,加入清水洗滌,再次過濾得到濾餅。
(8)干燥煅燒:濾餅105℃干燥,得到粉體,經(jīng)400℃馬弗爐煅燒60min,取樣檢測得到平均粒徑108.9nm(XRD線寬法),質(zhì)量百分含量為97.9%氧化鋅產(chǎn)品,經(jīng)進一步檢測此氧化鋅產(chǎn)品符合活性氧化鋅(HG/T 2572-2012)和飼料級氧化鋅(HG/T 2792-2011)的技術(shù)要求。
實施例3:
原料:四川某鋼廠煙塵灰3#,其成分按質(zhì)量百分比計(%)為:
Zn12.7% Fe37.14% Pb0.85% Cd0.007% C28% 堿金屬(k、Na)2.9%
用于制備電鋅的方法:
(1)浸出:將煙塵灰1#用15L氨水-氯化銨溶液作為浸出劑進行多次攪拌浸出,控制液固質(zhì)量比4∶1;其中,所述浸出劑中總氨的摩爾濃度[NH3]=4.5mol/L,[NH3]∶[NH4]=2∶1,按每立方米浸出劑中添加0.1kg次氯酸鈉的量加入次氯酸鈉;在浸出時,采用球磨,并保證球磨機內(nèi)浸出時間為80分鐘,球磨機出口物料全部通過100目篩;每次浸出時間為2小時,溫度為40℃;第一次浸出得到的煙塵灰尾渣用上述浸出劑再次浸出,水洗后的終浸渣含Zn=1.23%,鋅的浸出率為90.3%,堿金屬(k、Na)為0.11%;2次浸出后得到的浸出液含鋅Zn=53.9g/L。
(2)凈化除雜:加入2kg亞鐵鹽攪拌沉降過濾,濾液加入KMnO4用量為Fe量的1.7倍,溫度80℃,攪拌1.5h(檢測Fe、Mn合格),過濾并精濾,濾液按置換Cu、Cd、Pb所需理論鋅粉的1.5倍加入鋅粉,攪拌30min,溫度60℃,再按沉淀Cu、Cd、Pb所需硫化鈉的理論量的1.2倍加入硫化鈉,攪拌時間2h,過濾,得精制液。
(3)蒸氨:將所得精制液置入蒸氨器中進行蒸氨,蒸汽壓進口0.5KMPa/cm2,溶液溫度105℃,直至溶液呈酸性,停止蒸氨。
(4)沉鋅:得到的乳濁液加入碳酸氫銨攪拌調(diào)節(jié)pH至7.5左右,再通入CO2氣體2h后停止沉鋅,濾出濾餅,加入清水洗滌,再次過濾得到濾餅。
(5)二次浸出:將上述濾餅用氯化銨溶液進行二次浸出,其中,所述浸出劑中氯化銨的摩爾濃度為4.5mol/L最后得到的浸出液含鋅Zn=53.9g/L。
(6)凈化除雜:按置換Cu、Cd、Pb所需理論鋅粉的1.5倍加入鋅粉,攪拌90min,溫度60℃,過濾,得精制液。
(7)電積:取蒸氨后的溶液1L進行電積,異極距2.5cm,電流400A/m2,得到99.95%的鋅單質(zhì)。
實施例4
原料:四川某鋼廠煙塵灰4#,其成分按質(zhì)量百分比計為:
Zn 10.7% Fe27.14% Pb0.85% Cd0.007% C28%
用于氧化鋅的方法:
(1)浸出:將煙塵灰4#用300L氨水-氯化銨+硫酸銨溶液(30%氯化銨+70%硫酸銨)作為浸出劑進行多次攪拌浸出,控制液固質(zhì)量比5∶1;其中,所述浸出劑中總氨的摩爾濃度[NH3]=6.2mol/L,[NH3]∶[NH4]=3∶1,按每立方米浸出劑中添加0.5kg的雙氧水的量加入雙氧水;在浸出時,采用球磨,并保證球磨機內(nèi)浸出時間為80分鐘,球磨機出口物料全部通過80目篩,每次浸出時間為1.5小時,溫度為38℃;第一次浸出得到的煙塵灰尾渣用上述浸出劑再次浸出,終浸渣水洗后得到尾渣,含Zn=0.74%,煙塵灰鋅的鋅浸出率93.1%;3次浸出后得到的浸出液含鋅Zn=54.2g/L。
(2)凈化除雜:加入4kg亞鐵鹽攪拌沉降過濾,加入KMnO4用量為Fe量的3.5倍,溫度80℃,攪拌1h(檢測Fe、Mn合格),過濾并精濾,濾液按置換Cu、Cd、Pb所需理論鋅粉的2.5倍加入鋅粉,攪拌30min,溫度60℃,按沉淀Cu、Cd、Pb所需硫化鈉的理論量的1.2倍加入硫化鈉,攪拌時間2h,過濾,得精制液。
(3)蒸氨:將所得精制液置入蒸氨器中進行蒸氨,蒸汽壓進口0.7KMPa/cm2,溶液溫度108℃,直至溶液呈酸性,停止蒸氨。
(4)沉鋅:得到的乳濁液加入氫氧化鈉攪拌調(diào)節(jié)pH至8左右,再通入CO2氣體2h后停止沉鋅;濾出濾餅,加入清水洗滌,再次過濾得到濾餅。
(5)二次浸出:將上述濾餅用一次浸出的浸出劑再次浸出最后得到的浸出液含鋅Zn=84.2g/L。
(6)凈化除雜:按置換Cu、Cd、Pb所需理論鋅粉的2.5倍加入鋅粉,溫度60℃,攪拌時間2h,過濾,得精制液。
(7)蒸氨:將所得精制液置入蒸氨器中進行蒸氨,蒸汽壓進口0.7KMPa/cm2,溶液溫度108℃,直至溶液呈酸性,停止蒸氨。
(8)沉鋅:得到的乳濁液加入氫氧化鈉攪拌調(diào)節(jié)pH至8左右,再通入CO2氣體2h后停止沉鋅;濾出濾餅,加入清水洗滌,再次過濾得到濾餅。
(9)干燥煅燒:濾餅105℃干燥,得到粉體,經(jīng)550℃馬弗爐煅燒75min,取樣檢測得到平均粒徑98.3nm(XRD線寬法),質(zhì)量百分含量為99.2%的氧化鋅產(chǎn)品,經(jīng)進一步檢測此氧化鋅產(chǎn)品符合活性氧化鋅(HG/T 2572-2012)和飼料級氧化鋅(HG/T 2792-2011)的技術(shù)要求。