[发明专利]用氯化物处理由复合硫化物矿砂生产氧化锌的方法

说明书

发明背景

发明范围

本发明涉及通过这样一种方法由含锌的材料提取和回收锌，所述的方法在氯化物为基础的介质中进行，首先使金属氯化，随后使介质改变并在传统的硫酸盐电解液中进行电解沉积。这一方法还可用于贵金属和其他金属的回收。本发明还涉及一种由复合硫化物材料生产氧化锌的方法、一种实施这一方法的设备以及由复合硫化物材料回收铁、铜、银和铅的方法。更具体地说，本发明涉及一种由这样的复合硫化物材料生产氧化锌的方法，优选用盐酸和氧浸提硫化物材料，随后用氧化镁使铁从浸提溶液中沉淀，用锌粉使铅、铜、银、镉和钴凝结。然后可用氧化镁使氧化锌从浸提溶液中沉淀。然后可将残留的氯化镁溶液喷雾焙烧，使盐酸和氧化镁再生。

相关技术的描述

由复合硫化物矿石或含金属的其他次生材料回收锌的氯化物水法冶金法的应用比硫酸盐水法冶金法和热法冶金法有许多优点。近年来，对北美硫酸市场供应过剩和传统锌矿砂短缺的关心不断增加。锌的生产与酸的生产分开、以及替代原料的加工提供了对这些关心的一个可能的解决办法。过去许多研究工作集中在获得使用各种含锌材料的能力上，例如难以处理的锌矿砂或含锌的废料。目前在大多数传统的电解精炼厂中未能达到的由锌矿砂回收贵金属是以前另一个未实现的目标。考虑到这些目标，开发出本发明的方法。

本方法旨在由矿物学上复合的硫化物矿砂和其他含锌材料回收Zn、Ag、Cd、Cu和Pb。复合硫化物矿石通常有很高程度的矿物嵌合，其中各种矿物通常有小的矿物粒度，使得用传统的矿物加工方法经济地生产可销售的锌和铅矿砂是困难的或不可能的。这些矿物的许多沉积物是已知的，如果有适合的加工技术，它们是可开采的。

本发明的HCL/O₂浸提法可使有价值的金属(例如Zn、Ag和Pb)从低品质复合矿砂中提取出，像由复合硫化物的矿体生产的。所用的典型矿砂的金属浓度为：17.0％ Zn、2.14％Pb、0.21％Cu、123克/吨Ag和32.8％Fe，但所述的方法不限于这一组成。该法可用于现场处理低品质材料，生产可装运到电解锌精炼厂的不含铁的氧化锌，所以降低了运输费用和残渣处理费用。另一方面，生产的氧化锌也可直接销售给用户。

本发明的氯化物法可用于铁酸锌(来自锌法残渣)、EAF(电弧炉)和BOF(氧气顶吹转炉)灰或这类任何其他含锌的材料。

由Canmet(Craigen，W.J.S.，Kelly，F.J.，Bell，D.H.Wells，J.A.，加拿大矿物和能源技术中心，渥太华，安大略省，加拿大，第26页，参考文献3(英文)，1990年6月)开发的氯化铁浸提法使用氯和氯化铁来从复合金属硫化物中回收锌。将含有氯化锌和氯化亚铁的溶液通过溶剂提取单元，以便除去铁和留下纯净的氯化锌溶液，然后将它送去电解，以便提取锌和回收氯。但是，这一方法的缺点是，在氯化物介质中电解沉积锌的费用高。

U.S.4378275和4536214提供了一种从复合硫化物中回收锌的方法。将复合硫化物矿石按一段或两段在高压釜中浸提，氯化铜为浸提氯化锌的试剂。浸提溶液通过锌粉凝结进行纯化，而铁用MgO沉淀除去。用溶剂提取(加入DEHPAC二(乙基己基)磷酸)并用硫酸锌电解液洗提)随后电解来回收锌。通过将生成的MgCl₂浸提溶液送入喷雾焙烧炉完成各种试剂的回收，在那里两次生成HCl和MgO。这一方法涉及多步，以便由传统的硫酸锌电解槽生产纯净的、不含有机物的电解液。此外，高压釜是昂贵的设备部件，未证实是否可用于涉及氧化增溶的氯化物介质。

U.S.3973949使用氯化铁来浸提含锌的材料。锌通过溶剂提取来纯化，然后用碳酸钠或氢氧化钠使它从浸提溶液中沉淀。通过在氯碱电解槽中电解氯化钠溶液来回收各种试剂。用氯和氧使氯化铁再生。需要两段溶剂提取。因此，虽然这一方法在环境上是可接受的和在冶金上是完美的，但这一方法比本发明的方法有高得多的投资和操作费用，在后一方法中MgCl₂分解，使MgO和HCl再生。

已使用另外一些方法来从硫化物矿石中提取金属。在U.S.4026773中，公开了一种从海底含锰结核矿石中提取包括锌在内的各种金属的方法，该法包括用盐酸处理矿石，生成金属氯化物的溶液，进一步加工成二氧化锰和选择性提取Fe、Cu、Ni、Co和Zn。

同样，在U.S.4206023和4346062中，通过在水介质中使含硫化锌的材料的部分氯化，从含硫化锌的材料中回收锌。