一种通过全氨性体系从低浓度锌氨溶液中回收锌的方法技术

本发明专利技术公开一种通过全氨性体系从低浓度锌氨溶液中回收锌的方法，具体步骤为：1)使用萃取剂从含低浓度锌离子的氨性溶液中萃取低浓度锌离子，获得负载锌的有机相和萃余液，萃余液返回用于氨性浸出过程；2)使用氨性溶液反萃负载锌的有机相，实现锌离子的富集，得到氨反萃富集液和再生有机相，再生有机相返回进行萃取；3)从氨反萃的富集液直接电解制得金属锌，氨性电解贫液返回进行锌反萃，从而实现在全氨性体系回收低浓度锌的目的。本发明专利技术通过控制反应参数，使各个过程均在氨性体系中进行，降低了氨法处理含锌资源的品位要求，缩短了工艺流程，可有效减少废水排放，降低生产成本，提高低品位资源的利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种通过全氨性体系从低浓度锌氨溶液中回收锌的方法
本专利技术属于低品位锌回收
，具体涉及一种通过全氨性体系从低浓度锌氨溶液中回收锌的方法。
技术介绍
我国锌资源大多为难选难冶氧化矿或混合矿，具有碱性脉石含量高、矿物组成复杂、多金属共生和不易选别等特点，中低品位矿床占总储量的77.32％，主要分布在西南和西北地区，如云南省的锌储量中76.4％为氧化矿及复杂混合矿，锌平均品位为5.74％。采用传统的硫酸浸出处理低品位氧化锌资源存在浸出过程酸耗大、浸出液杂质含量高、净化除杂困难等问题，目前仅能利用含锌15％以上的矿石，资源利用率低于50％。氨浸可以从低品位含锌资源中选择性地提取锌，可有效提高锌的浸出率；同时，矿物中高含量的碱性脉石不溶于氨性溶液，可有效避免硫酸浸出时的耗酸问题，目前已成为国内外浸出氧化锌资源的主要方法，但对于低品位氧化锌矿的氨性浸出液仍缺乏有效的后处理方法。杨声海等(NH3-NH4Cl-H2O体系浸出低品位氧化锌矿制取电锌.过程工程学报,2008,S1,219-222.)采用多段净化工艺对锌氨浸出液除杂，然后直接在氨性溶液中电解回收锌，但上述流程缺乏对低浓度锌溶液进行有效富集的方法，只能处理含锌高于15％的中高品位氧化锌矿和锌二次资源，才能获得可以直接氨性电解的高浓度锌电解液，资源利用率低，而且净化除杂过程复杂。对此，陈启元等(Synergisticextractionofzincfromammoniacalammoniasulfatesolutionbyamixtureofastericallyhinderedβ-diketoneandtri-n-octylphosphineoxide(TOPO),Hydrometallurgy,2010,105(3-4):201-206)采用溶剂萃取对氨性浸出液中低浓度锌进行有效富集，为了与传统的硫酸体系锌电解流程衔接，他们采用硫酸反萃有机相，使锌富集到硫酸溶液中进行电解；虽然可以获得电解锌，但该工艺同时存在“浸出-萃取”过程的碱循环与“反萃-电解”过程的酸循环，使其流程更加复杂，酸碱难以达到平衡，增大了氨耗和酸耗，同时会产生大量废液，带来很大的环境压力。如果将低浓度锌氨溶液直接富集为高浓度锌氨溶液，然后进行氨性电解，不仅可以实现全氨体系短流程回收低浓度锌氨溶液并获得金属锌，而且氨溶液在全流程的循环可使废水排放量大大减少。然而，基于全氨性体系的低浓度锌回收方法至今仍未获得成功，其中一个重要原因在于缺乏可以同时在氨性体系进行萃取和反萃的方法，现有方法中针对氨性溶液中锌的萃取体系基本上均采用含100-180g/L的硫酸溶液进行反萃，本专利技术通过对萃取-反萃过程溶液组成及参数的合理调节，可有效实现全氨体系回收低浓度锌离子的短流程方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种操作简单，成本降低，环保，体系中的溶液均能够循环使用，废水排放量大大减少的通过全氨性体系、从低浓度锌氨溶液中回收锌含量小于2.5g/L的低品位锌的方法。本专利技术的目的是通过以下方法实现的：一种通过全氨性体系从低浓度锌氨溶液中回收锌的方法，包括以下步骤：(1)萃取：使用萃取剂从含低浓度锌离子的氨性溶液中萃取低浓度锌离子，获得负载锌的有机相和萃余液，萃余液返回用于氨性浸出；(2)反萃：使用氨性反萃溶液反萃负载锌的有机相，实现锌离子的富集，得到氨反萃富集液和再生有机相，再生有机相返回步骤(1)中用于萃取；(3)电解：直接电解氨反萃富集液，制得金属锌，剩余的电解贫液返回步骤(2)中用于反萃；其中，步骤(1)中含低浓度锌离子的氨性溶液中锌离子浓度小于2.5g/L，总氨浓度为10-50g/L；步骤(1)中萃取剂为1-苯基-4-乙基-1,3-辛二酮，萃取体系的初始pH值为10.5-12；步骤(2)中的氨性反萃溶液为硫酸铵、氯化铵、硝酸铵、碳酸铵中的一种或几种铵盐与氨水的混合液；氨性反萃溶液的pH范围为8.5-9.5；氨性反萃溶液的总氨浓度为50-80g/L；步骤(3)中使用氨反萃富集液作为电解液，在电压为2.5-3.5V，电流密度为150-250A/m2的条件下电解。步骤(2)的反萃过程中负载锌的有机相与氨性反萃溶液的体积比优选为4-5。含低浓度锌离子的氨性溶液通过将含锌低于9％的低品位氧化锌矿、尾矿、废渣或多金属复杂矿加入硫酸铵、氯化铵、硝酸铵、碳酸铵中的一种或几种铵盐与氨水组成的氨性溶液中浸渍得到。步骤(1)的萃取过程中除使用萃取剂以外，有机相中还可以加入添加剂，其中添加剂为磷酸三丁酯、三丁基磷、三正辛基氧膦或长碳链醇中的一种或几种。步骤(1)的萃取过程中有机相中可以添加磺化煤油或甲苯等稀释剂。上述步骤(1)(2)(3)实现了全氨性体系的溶液循环，同时回收了氨性溶液中的低浓度锌。步骤(1)萃取过程的萃余液返回氨浸过程，锌负载有机相进入步骤(2)的氨反萃过程；步骤(2)的反萃富集液用于氨性电解过程，再生有机相返回进行萃取；步骤(3)电解制得金属锌后，氨性电解贫液用于步骤(2)的反萃过程。本专利技术首次实现了通过全氨性体系从含低浓度锌离子的氨性溶液中回收锌。首先，专利技术人通过对萃取、反萃过程中萃取剂、反萃溶液的选取，以及总氨浓度、溶液pH等参数控制的协同配合，使本专利技术的各个反应过程均在氨性体系中进行，实现全氨体系循环处理低浓度含锌氨溶液，各个步骤的溶液均能够得到循环使用，使废水排放量大大减少，使得本专利技术相对现有技术的成本大大降低，并采用此流程首次从含锌低于2.5g/L的氨性溶液中回收得到了致密锌片，这是现有技术根本无法实现的。通过本专利技术的全氨性体系回收，也可以从很大程度上降低氨法处理含锌资源的品位要求，提高低品位资源的利用率。本专利技术的各个过程均在氨性体系中进行，降低了氨法处理含锌资源的品位要求，缩短了工艺流程，可有效减少废水排放，降低生产成本，提高低品位资源的利用率。本专利技术的操作简单，易于实现，适合大规模的工业化应用，环保，因而具有非常重大的现实意义。附图说明图1为本专利技术的回收工艺流程图。图2为实施例1制备得到的金属锌片，从图中可以看出得到的金属锌片结构致密，纯度高。图3为实施例2制备得到的金属锌片，从图中可以看出得到的金属锌片结构致密，纯度高。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术作进一步描述，以下实施例旨在说明本专利技术而不是对本专利技术的进一步限定。实施例1第一步：萃取以含不同总氨浓度的低浓度锌氨溶液(含锌1g/L)作为水相，有机相中萃取剂为1-苯基-4-乙基-1,3-辛二酮，稀释剂为煤油，萃取剂与稀释剂体积比为3:7，无添加剂，萃取水相与有机相的体积比为4，锌萃取率及有机相锌浓度如下表1所示：实验序号溶液pH总氨浓度锌萃取率％有机相锌浓度16.520g/L42.51.57g/L27.520g/L77.43.10g/L38.520g/L51.52.06g/L49.520g/L35.11.4g/L51020g/L51.72.07g/L610.520g/L82.83.31g/L711.520g/L92.53.70g/L81220g/L96.93.88g/L96.540g/L19.60.78g/L107.540g/L39.11.56g/L118.540g/L22.50.9g/L129.540g/L9.80.39g本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过全氨性体系从低浓度锌氨溶液中回收锌的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)萃取：使用萃取剂从含低浓度锌离子的氨性溶液中萃取低浓度锌离子，获得负载锌的有机相和萃余液，萃余液返回用于氨性浸出；(2)反萃：使用氨性反萃溶液反萃负载锌的有机相，实现锌离子的富集，得到氨反萃富集液和再生有机相，再生有机相返回步骤(1)中用于萃取；(3)电解：直接电解氨反萃富集液，制得金属锌，剩余的电解贫液返回步骤(2)中用于反萃；其中，步骤(1)中含低浓度锌离子的氨性溶液中锌离子浓度小于2.5g/L，总氨浓度为10‑50g/L；步骤(1)中萃取剂为1‑苯基‑4‑乙基‑1,3‑辛二酮，萃取体系的初始pH值为10.5‑12；步骤(2)中的氨性反萃溶液为硫酸铵、氯化铵、硝酸铵、碳酸铵中的一种或几种铵盐与氨水的混合液；氨性反萃溶液的pH范围为8.5‑9.5；氨性反萃溶液的总氨浓度为50‑80g/L；步骤(3)中使用氨反萃富集液作为电解液，在电压为2.5‑3.5V，电流密度为150‑250A/m2的条件下电解。

【技术特征摘要】
1.一种通过全氨性体系从低浓度锌氨溶液中回收锌的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)萃取：使用萃取剂从含低浓度锌离子的氨性溶液中萃取低浓度锌离子，获得负载锌的有机相和萃余液，萃余液返回用于氨性浸出；(2)反萃：使用氨性反萃溶液反萃负载锌的有机相，实现锌离子的富集，得到氨反萃富集液和再生有机相，再生有机相返回步骤(1)中用于萃取；(3)电解：直接电解氨反萃富集液，制得金属锌，剩余的电解贫液返回步骤(2)中用于反萃；其中，步骤(1)中含低浓度锌离子的氨性溶液中锌离子浓度小于2.5g/L，总氨浓度为10-50g/L；步骤(1)中萃取剂为1-苯基-4-乙基-1,3-辛二酮，萃取体系的初始pH值为10.5-12；步骤(2)中的氨性反萃溶液为硫酸铵、氯化铵、硝酸铵、碳酸铵中的一种或几种铵盐与氨水的混合液；氨性反萃溶液的pH范围为8.5-9.5；氨性反萃溶液的总氨浓度为50-80g/L；步骤(3)中使用...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡久刚，付明波，刘常青，陈启元，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43