[发明专利]高硅氧化锌矿制硫酸锌的方法

说明书

本发明涉及到一种湿法冶锌的方法，广泛适用于锌矿贮量丰富的地方，尤其是含硅量高的氧化锌矿的开发利用，从而提高矿石资源的经济价值，并大大有利于降低用硫酸锌制取立德粉及其它锌盐的成本。

从冶金方法来制取硫酸锌，主要分为火法、湿法两类。目前国内硫酸锌生产厂多数利用火法冶炼，挥发收集，分离了硅酸盐的氧化锌烟尘或次氧化锌，借湿法冶锌工艺原理的酸浸和净化精制成硫酸锌溶液，供生产立德粉，或进一步将其蒸发浓缩、冷却结晶、离心脱水，以获得硫酸锌成品。火法存在需要低硅矿、锌回收率低、能耗高、矿耗大、经济效益低等缺点。

中国云南省建水县化工厂张兴平和朱子嘉报导了“氧化锌矿直接生产硫酸锌的研究”，他们用硫酸直接浸取氧化铅锌矿，生产硫酸锌。其生产流程见图1：

图1为建水县化工厂氧化铅锌矿生产硫酸锌示意图：

锌矿通过磨矿（1）、筛分（2）、取120目的矿粉，用浓度为20%的硫酸进行酸浸（3），浸出液经过过滤（4）后排出矿渣，滤液输入除杂质工序（5），在除杂器（5）内，采用空气氧化中和，并加入一定量的絮凝剂，骨胶达到除F_e、As、Si净化硫酸锌的目的。处理后的矿液再通过过滤工序（6），所得滤液再输入二次除杂工序（7），是用120目的锌粉置换除Cu、Cd、Ni等金属杂质。所得的处理液再次通过过滤（8）、滤液输入浓缩器（9）蒸发浓缩，浓缩最后进入结晶脱水（10）便得到固体硫酸锌产品。

以上工艺方法，只适宜含可溶硅酸盐中二氧化硅小于10%的锌矿，溶液过滤无困难，工艺中无需作特殊的除硅处理，产品质量符合工业要求。但若原矿变化，二氧化硅含量大于10%时，“建水化工厂”报导的工艺流程就不能实现工业化生产，因为含硅高的锌矿与硫酸反应后的物料会产生胶凝现象，造成过滤困难，不但影响锌的浸出量，大大降低锌矿的利用率，而且产品中所含的不溶物必定超过质量指标，甚至导致锌矿和硫酸反应时整个物料胶凝结块，无法浸出，无法过滤，无法组织生产。见下反应方程式：

正硅酸H₄SiO₄是一种几乎不溶于水的二元弱酸，但反应生成的正硅酸并不立即沉淀下来，开始形成的单分子硅酸可溶于水，但随着溶浸量的增多和时间的延长，及反应溶液温度的升高，单分子硅酸进行聚合反应生成胶凝状的多硅酸，使得溶液过滤困难。

这就是含硅量高的氧化锌矿直接制硫酸锌的困难所在。

USP3954937系利用湿法冶金电解锌废液，处理硅锌矿或含硅锌炉渣（第1栏9行，第2栏40行，第6栏43行），浸出液经50℃加石灰乳或氧化锌中和至PH＝3-5，同时鼓入空气氧化除铁等杂质后，所得滤清液复用于电解槽回收锌（第2栏59行至第3栏61行）。因精制后的锌液中含可溶硅≤0.100g/l（第5栏36行），他的构思未作除硅处理，只能适用于制造电解用硫酸锌溶液，而不能用于生产七水硫酸锌，若用以生产七水硫酸锌，则水不溶物必超标。USP3954937专利范围是：矿粉必须先制成水悬浮液;并加热到70～90℃，保持此温度条件下，在3～10小时内逐步加入浓度为100-200g/l的硫酸，搅拌反应2～4小时，至料浆含游离硫酸1.5～15g/l为止。在上述工艺条件下，用稀硫酸浸出锌和硅的同时，硅可形成结晶再沉淀，因而得以与悬浮物一道滤除（第6栏40-55行）。

本发明的目的，是提供一种用高硅氧化锌矿制硫酸锌的方法，这种方法广泛适用于含硅高达10-30%的氧化锌矿，实现正常生产，产品质量符合国内部标二级产品，甚至达到一级产品质量要求。

本发明是这样实现的，结合附图2说明如下：

图2为本发明用高硅氧化锌矿制硫酸锌示意图。

将含高硅的锌矿，首先通过磨矿（11）磨碎，磨碎后的矿料经过筛分（12），取80～100目的矿粉用硫酸通过酸浸工序（13），在酸浸（13）中，本发明采用硅阻溶酸浸工艺，其工艺条件如下：

a、分次少量加酸于矿粉中，加酸3-4次/釜;

b、低温慢速反应：T＝40-60℃，最佳为45-55℃，

t≥48小时/釜;

c、硫酸浓度：30～45%，最佳为30～35%;

d、浸出液浓度控制：PH＝4.5～5.0;

e、酸浸中尽量减少用水量;

f、缩短浸出和过滤时间。