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我国的西南地区蕴藏有丰富的锌矿资源,其中大部分为成分复杂的硫化矿和难处理氧化锌矿,用传统的锌冶炼技术难以经济回收矿石中的有价金属。随着贫矿资源的增多以及世界环保意识的增强和人们投资理念改变,开发短流程、低成本、无污染的冶炼新工艺是冶金技术发展的必然趋势。 本篇针对云南文山地区高硅低品位氧锌矿的矿石特征,进行了浸出、萃取、电积的试验研究,通过湿法冶金热力学、动力学和萃取平衡的分析,探索了矿石浸出机理及浸液的溶剂萃取原理,并提出了一种氧化锌矿直接浸出-萃取-电积工艺提取生产高纯锌的工艺流程。 氧化锌矿石浸出过程的条件试验研究表明,加酸方式、pH、温度、粒度、固液比及搅拌强度等因素对矿石的浸出都有一定影响。一次加酸浸出可以在很短的时间内就能使锌的浸出率达到90%以上,但浸出液中杂质含量也随之提高,同时一次加酸浸出试验也证明浸出过程中酸度影响作用十分明显,这跟热力学研究结果一致。连续加酸浸出过程中控制pH2.0左右,在常温下就可以得到满意的浸出效果。 在条件试验的基础上对主要的影响因素进行了动力学分析,结果发现,该矿石的浸出过程可以分为三段:第一段反应瞬间完成,现有的试验条件难以分析此阶段的动力学方程;第二、三段简化的浸出宏观动力学方程可描述为:在0～90min内,1-（1-α）1/3=4.3014×10-4d-1[H+]0.4896exp（-9676/RT）t+C1;在120～240min内,1-(1-（1-α）1/3=2.3435×10-4d-1[H+]0.4896exp（-1888/RT）t+C2。 论文对浸出液进行了萃取、洗涤和反萃的条件试验,分析了pH、萃取剂浓度、相比等因素对萃取过程的影响。萃取剂P204浓度30%,pH2.0,萃取时间为3min的情况下,浸液的萃取率可达到50%,虽然此条件下不能够完全将锌萃取出来,但其含量已达到电积5g/L浓度差的条件要求。萃取液中除铁外其他杂质的含量都不是很高,通过洗涤和反萃,可以得到合格的电积液。因此,P204在此工艺中可以成功地用于锌浸出液的萃取。 根据浸出和萃取试验得到的最佳工艺条件,论文进行了浸出-萃取-电积试验,验证了该工艺流程的综合效果:循环16天后锌的浸出率达到96.07%,而浸出液中的硅和铁并没有积累,其浸出率分别是2.45%和0.49%,远远比硫酸搅拌浸出低得多。最后根据现场工艺条件提出此类低品位氧化锌矿生产的原则流程。