一種清潔提取鋅的方法與流程

2023-05-28 14:58:06 1

本發明屬於鋅冶煉領域，特別涉及一種清潔提取鋅的方法。

背景技術：

鋅為重要的有色金屬資源，廣泛應用於化工、冶金、新能源材料等行業。隨著優質硫化鋅資源的逐漸枯竭，含雜較高的硫化鋅、氧化鋅菸灰、含鋅汙泥等資源開始被利用。而鋅電解對硫酸鋅電解液的純度要求很高，因此合格硫酸鋅溶液的製備是開發含雜較高鋅資源的關鍵。相比於傳統淨化工序，溶劑萃取法具有除雜效果好、流程簡短的優點。而傳統的p204萃取鋅時釋放氫離子，使得溶液ph值降低，而不適宜萃取高濃度含鋅料以及後續鈷鎳銅等伴生金屬的回收。酸性磷（膦）酸類萃取劑或羧酸萃取劑萃取金屬陽離子屬於陽離子交換過程，溶液ph值對萃取效果具有顯著的影響，當料液ph值低於一定程度時，萃取過程停止。為了萃取順利進行，目前多採用鹼（氫氧化鈉、氨水）將萃取劑皂化為對應的鹽再進行萃取，則避免了萃餘液ph值降低的問題，但是形成了對應的鹽進入萃餘液中，使得萃餘液無法直接回到浸出系統，同時皂化時消耗鹼，提高了鋅提取的成本。隨著社會的進步，環保達標成為企業生存的首要要求，同時冶煉行業競爭的加劇，成本控制顯得非常控制，因減少物料消耗和環境汙染成為冶煉行業的重要發展方向。因此，亟需開發一種清潔提取鋅的方法。

技術實現要素：

本發明的目的是針對現有技術存在的不足，提供一種清潔提取鋅的方法，減少鋅提取過程鹼（氫氧化鈉或者氨水）等的物料消耗和實現萃餘液回用和減排，同時綜合回收鎳鈷銅等伴生金屬。

具體步驟為：

（1）將1重量份的鋅原料和1~3重量份的浸出劑在溫度為10~90℃，液固體積比l/s=1/1~20/1反應0.2~5小時，得到含鋅的浸出液。

（2）將步驟(1)所得浸出液採用「有機相」萃取鋅，反萃後的負載有機相（o）和萃餘液（a）的體積比為o/a=1/10~10/1，混合時間為1~20分鐘，萃取級數為1~12級，採用反萃劑反萃，得到對應的鋅鹽和萃鋅餘液。

（3）將步驟（2）所得萃鋅餘液採用「有機相」萃取鎳鈷銅，反萃後的負載有機相o和萃餘液a的體積比為o/a=1/10~10/1，混合時間為1~20分鐘，萃取級數為1~12級，採用反萃劑反萃，得到對應的鎳鈷銅鹽和萃餘液。

（4）將步驟（3）所得萃餘液作為浸出劑直接返回步驟（1）浸出。

所述鋅原料為氧化鋅礦、鋅焙砂礦和含鋅二次資源中的一種或多種；

所述的浸出劑為濃度均為1.5-8.0mol/l的甲酸、乙酸和檸檬酸中的一種或多種；

所述反萃劑為濃度均為1~10mol/l的硫酸、鹽酸、硝酸和磷酸中的一種或多種；

所述有機相為體積比為15%-55%：45%-85%的萃取劑與溶劑油組成。

所述萃取劑為p204、p507、cyanex272和verstic10中的一種或多種。

所述溶劑油為煤油、磺化煤油和260#溶劑油中的一種或多種。

本發明的有益效果是：減少鋅提取過程鹼（氫氧化鈉或者氨水）和酸等的物料消耗和實現鋅提取系統廢水回用和減排，同時綜合回收鎳鈷銅等伴生金屬。

附圖說明

圖1為本發明的工藝流程圖。

具體實施方式

下面結合實施，對本發明作進一步描述，以下實施例旨在說明本發明而不是對發明的進一步限定。

實施例1:

（1）將100g鋅菸灰（組分質量百分比含量為：zn18.00%，fe7.80%，cu0.66%，co0.10%，ni0.06%）採用200ml濃度為3.0mol/l的乙酸在溫度為70℃浸出2小時，zn、fe、cu、co、ni浸出率分別為98.22%、0.16%、78.5%、66.1%、44.7%。浸出液中zn、fe、cu、co、ni對應濃度（g/l）分別為88.398、0.062、2.591、0.331、0.134。

（2）將步驟（1）所得浸出液採用體積百分比分別為25%的p204和75%磺化煤油組成的有機相進行萃取，有機相（o）和浸出液（a）的體積比為o/a=300ml/200ml，混合時間為5分鐘，採用12級逆流萃取，zn、fe、cu、co、ni對應萃取率(%)分別為98.95、90.45、3.44、2.22、2.55，實現了從高濃度鋅料液中直接萃取鋅分離雜質。

（3）將步驟（2）所得萃鋅餘液採用體積百分比分別為25%的p204和75%磺化煤油組成的有機相進行萃取，有機相（o）和萃鋅餘液（a）的體積比為o/a=100ml/200ml，混合時間為15分鐘，採用8級逆流萃取，zn、fe、cu、co、ni對應萃取率(%)分別為91.55、60.33、90.23、71.44、50.33，再採用濃度為5mol/l的硫酸反萃，得到對應的鈷鹽和萃鈷餘液。

（4）將步驟（4）所得萃鎳鈷銅餘液作為浸出劑直接返回步驟（1）浸出。

說明，該體系中可以直接採用未皂化的萃取劑萃取鋅和鈷鎳銅，萃餘液可以返回浸出。

實施例2：

（1）將100g鋅焙砂礦（zn、fe、cu、co、ni質量百分比含量（%）分別為34.00、3.8、0.56、0.23、0.084）採用300ml濃度為4.0mol/l的乙酸在溫度為80℃浸出4小時，zn、fe、cu、co、ni浸出率（%）分別為98.22、0.16、78.5、66.1、44.7。浸出液zn、fe、cu、co、ni對應濃度（g/l）分別為111.316、0.020、1.465、0.507、0.125。

（2）將步驟（1）所得浸出液採用體積百分比分別為25%的p507和75%磺化煤油組成的有機相進行萃取，混合時間為8分鐘，採用6級逆流萃取，zn、fe、cu、co、ni對應萃取率（%）分別為99.15、80.45、1.44、2.92、1.55。

（3）將步驟（1）所得萃鋅餘液採用體積百分比分別為25%的p507和75%磺化煤油組成的有機相進行萃取，混合時間為10分鐘，採用9級逆流萃取，cu、co、ni萃取率（%）為83.23、72.48、40.38，再採用濃度為10mol/l的鹽酸反萃，得到對應的銅、鈷、鎳混合鹽和萃餘液。

（4）將步驟（3）所得萃餘液作為浸出劑直接返回步驟（1）浸出。

該工藝能直接採用未皂化的萃取劑萃取鋅和銅鈷鎳，萃餘液可以返回浸出。

實施例3：

（1）將100g鋅汙泥巴（zn、fe、cu、co、ni質量百分比含量（%）分別為21、0.8、0.16、0.02、0.84）採用300ml濃度為2.5mol/l的乙酸在溫度為90℃浸出2小時，zn、fe、cu、co、ni浸出率（%）分別為99.22、0.16、88.5、69.1、84.7。浸出液zn、fe、cu、co、ni對應濃度（g/l）分別為69.454、0.004、0.472、0.046、2.372。

（2）將步驟（1）所得浸出液採用體積百分比分別為25%的cyanex272和75%磺化煤油組成的有機相進行萃取，混合時間為8分鐘，採用6級逆流萃取，zn、fe、cu、co、ni對應萃取率（%）分別為99.15、30.45、0.24、0.22、0.25。

（3）將步驟（1）所得萃鋅餘液採用體積百分比分別為25%的cyanex272和75%磺化煤油組成的有機相進行萃取，混合時間為10分鐘，採用9級逆流萃取，cu、co、ni萃取率（%）為76.13、52.48、80.38，再採用濃度為3mol/l的硫酸反萃，得到對應的銅、鈷、鎳混合鹽和萃餘液。

（4）將步驟（3）所得萃餘液作為浸出劑直接返回步驟（1）浸出。

儘管已經結合示例性實施例詳細描述了本發明的方法，但是本領域技術人員應該明白，在不脫離權利要求所限定的精神和範圍的情況下，可以對實施例進行修改。