碱焙烧法综合利用低品位氧化锌矿.pdf

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1、第5期矿产综合利用No．52016年lO月MultipurposeUtilizationofMineralResourcesOct．2016碱焙烧法综合利用低品位氧化锌矿陈兵，申晓毅，顾惠敏，邵鸿媚，翟玉春，马培华(1．东北大学材料与冶金学院，辽宁沈阳110819；2．盘锦市环境科学研究院科技研究室，辽宁盘锦124401)摘要：采用碱焙烧法综合利用低品位氧化锌矿。将氧化锌矿与氢氧化钠混匀后焙烧。熟料水溶后过滤分离得到溶出液和滤渣，滤渣回收铁。碳分碱性溶出液制备ZnO、SiO产品。碳分溶液制备碳酸钠晶体或苛化碳酸钠溶液，得到轻质碳酸钙产品和氢氧化钠溶液，结晶

2、后返回碱焙烧工序。整个工艺过程实现了低品位氧化锌矿中有价组元的综合提取利用，又实现化工原料的循环利用。碳分产品是ZnO、SiO和PbO的混合物，有待进一步探索分离手段。关键词：氧化锌矿；碱熔融焙烧；综合提取利用；循环利用doi：10．3969／issn．1000—6532．2016．05．008中图分类号：TD989；TF813文献标志码：A文章编号：1000—6532(2016)05—0030—04锌矿分硫化矿和氧化矿，目前，锌冶炼以硫化验室自制)、CO：(金属所制气站)。矿为主¨J。随着高品位硫化矿资源的日渐枯竭，仪器：竖式焙烧炉、ZWK．1600智能

3、温度控制氧化矿的开发利用势在必行-]J。氧化锌矿是锌的仪、DK一$24型电热恒温水浴锅、SHZ—D(Ⅲ)循环水次生矿，是硫化矿长期风化的产物J。氧化型锌矿式真空泵、W-02搅拌器。约占锌资源储量的65％，是重要的锌矿资源j。我1．2试验步骤国锌矿资源丰富，尤以云南省为最。但我国锌矿资将氧化锌矿磨细后与工业氢氧化钠混合均匀，源多以伴生矿为主，如铅锌矿、铜铅锌矿，且大多锌将混合物料置于坩埚中，并放人竖式焙烧炉的恒温品位较低J。低品位锌矿资源储量大，难以用选矿的办法富集，泥化严重-gJ。采用传统的火法工艺处带，在设定好的温度制度下焙烧，待反应结束后随炉理，不仅耗

4、能高，还严重污染环境J。采用酸法工冷取样。焙烧熟料趁热80℃溶出1h，过滤分离，滤艺处理，浸出液锌含量低，因钙的存在消耗大量硫饼淋洗3次后烘干。向滤液中缓慢通入CO：气体，酸，产生有害废渣，又因生成硅酸造成过滤困采用pH计和精密pH试纸检测溶液的pH值。待难¨“J。采用氨法工艺处理，对设备要求严格，须pH值降至l2．5，过滤分离，滤渣返碱焙烧，滤液继密封处理¨引。为此采用碱焙烧法处理低品位氧化续通人CO气体，碳分至溶液pH值12．0，过滤分锌矿，焙烧熟料经溶出分离，得到碱性溶出液和滤离，得到第二次碳分产物，溶液继续碳分至溶液pH渣，滤液综合回收ZnO、Si

5、O：和PbO：，滤渣回收铁，以值9．0，过滤分离，得到第三次碳分产物，分别得到实现低品位氧化锌矿的综合利用。富氧化锌和富二氧化硅的产品，碳分溶液结晶得到1试验部分NaCO，，也可以苛化制备轻质碳酸钙和NaOH，实现1．1试验原料和仪器NaOH的循环利用。原料：氧化锌矿、NaOH(工业级)、去离子水(实收稿日期：2015一O8—04；改回日期：2016—03—04基金项目：(国家自然科学基金资助项目(51204054)；中央高校基本科研业务费专项资金资助(N150204009)作者简介：陈兵(1976-)，男，博士研究生，主要研究方向为矿物加工和环境保护。第

6、5期陈兵等：碱焙烧法综合利用低品位氧化锌矿‘31·水溶出后过滤分离，得到碱性溶出液和滤渣。滤渣2结果和讨论洗涤后回收铁产品。用二氧化碳碳分碱性溶出液，2．1氧化锌矿的表征第一次碳分除杂，除杂滤渣返回碱焙烧工序；第二次图1为氧化锌矿的XRD图谱和SEM照片，由碳分到溶液pH值12，得到富ZnO的产品；第三次碳图1可见，氧化锌矿主要含有锌、硅、铁等元素，锌品分至溶液pH值9．0，得到富二氧化硅的产品。碳分位较低、成分复杂。锌主要以菱锌矿(ZnCO)形式溶液为碳酸钠溶液，结晶得到碳酸钠晶体，也可以用存在，硅主要以SiO：存在，铁以赤铁矿(Fe：O，)形式活性石灰

7、乳苛化碳酸钠溶液，得到轻质碳酸钙产品存在，同时含有硅酸锌(Zn：SiO)。氧化锌矿表面粗和氢氧化钠溶液，结晶后返回碱焙烧工序。糙，颗粒不均。整个过程综合提取利用了低品位氧化锌矿中的有价成分ZnO、SiO2、PbO：、Fe2O3，又实现化工原料NaOH的循环利用。—————(圈臣囱’虹1．．．．。．．．．．．．_J匝由丘．coz溶鱼液涟液匝口匝翅图1氧化锌矿XRD图谱和SEM照片Fig．1XRDpatternandSEMimageofzincoxideore垂．．znOSiO2、Na。2CONaCO表1为氧化锌矿主要成分分析，由表1可见，!Q曼溶液’晶体适丝

8、互塾——[委：nSiO2含量高达44．70％，全铁含量为13．45