一种从含锌硫化矿物提取锌的方法 (一)技术领域
一种从含锌硫化矿物提取锌的方法，涉及从锌精矿或难处理的含锌硫化矿物，如含铁高的闪锌矿、铅/锌混合精矿，或含砷锌精矿中提取锌的方法，特别是以加压浸出方式从上述含锌矿物中提取锌的方法。
(二)背景技术
传统的湿法炼锌工艺是采用锌精矿焙烧—硫酸浸出—浸出液净化—电解生产电锌。但其存在如下缺点：1)锌精矿焙烧时产生大量的烟尘和二氧化硫气体，需要庞大的制酸系统并有环境污染的问题；2)传统的湿法炼锌工艺不适于处理含高铁、高铅和高硅的锌精矿，影响锌的浸出率，且液固分离困难；3)工艺过程复杂，锌精矿焙烧成焙砂后，需要经过中性浸出和酸性浸出和复杂的除铁过程。针对传统的湿法炼锌工艺地不足，1981年舍利特·高尔登矿业公司和科明科提出采用加压浸出锌精矿，取得了良好的效果，并成功用于工业化生产。锌精矿的加压浸出是将锌精矿在废电解液或酸性溶液中，在氧存在的条件下，进行压力浸出，生成硫酸锌和元素硫，黄铁矿则被氧化成赤铁矿和硫酸根。与传统的湿法炼锌工艺相比，加压浸出生产工艺简单，效率高、占地面积少、环境污染小，所产元素硫便于贮存和运输，解决了世界上硫酸产量过剩，硫酸运输和销售难的问题。该工艺能与传统的焙烧—浸出工艺有效地衔接，在经济效益和环保方面都具有很强的竞争力。
目前，对锌精矿的加压浸出国外已进行了许多研究工作，并已有实现工业化的例子。在美国专利4,505,744中，提出了从锌及铁、铅的锌精矿中加压浸出回收锌的工艺。该工艺是在130℃-150℃下，加入硫酸，其加入量是与锌反应的化学计量量再过量50％-100％，产出一个含锌和铁的浸出液和一个含铅和硫的渣。用物理方法从渣中分离硫并回收铅渣，浸出液中的铁采用化学沉淀法净化。在美国专利4,832,925中，提出了对含锌同时含铁、铅、银的锌精矿的加压处理方法。将含锌矿物在130℃-170℃下用过量的硫酸氧化压力浸出，硫酸量比与锌反应的酸过量40％-100％，产出一个含锌、铁的浸出液和一个铅、银渣。采用中和法调节浸出液pH沉淀铁，净化后的溶液送锌电解。在美国专利4,330,379中，采用一段或两段加压和一段常压浸出回收锌。将含锌的硫化矿物在119℃以下进行一段或两段氧化压力浸出回收锌。在一段加压浸出中，大部分铁在浸出过程中被沉淀，硫化矿中的一部分锌未被浸出。一段加压浸出液经过化学沉淀，深度除铁和净化除其它杂质后送锌电解。一段加压浸出渣再进行加压浸出，再接用废锌电解液进行常压浸出，以回收未被浸出的锌，浸出液返回第一段加压浸出配液。常压浸出渣回收元素硫。该工艺的浸出温度低，但工艺流程复杂，而且要通过两段加压浸出和一段常压浸出才能得到90％以上的锌回收率。
(三)发明内容
本发明的目的是针对上述技术中存在的不足，提供一种浸出温度低，且工艺简单、流程短，浸出效果好的从含锌硫化矿物提取锌的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种从含锌硫化矿物提取锌的方法，其特征在于其过程为：
a)将含锌硫化矿物磨至粒度为90％以上小于50μm；
b)将磨后的矿物在加酸、加压条件下进行浸出，控制浸出的矿浆液固比为1-8∶1，初始硫酸浓度为50g/l-200g/l，浸出总压力为200kPa-1000kPa，氧分压为100kPa-800kPa，温度为100℃-130℃，浸出时间为1小时-4小时；
c)浸出液经除铁和置换法净化后，电解生产电锌，浸出渣分别回收硫和铅。
一种从含锌硫化矿物提取锌的方法，其特征在于浸出的硫酸的初始浓度为100g/l-180g/l。
一种从含锌硫化矿物提取锌的方法，其特征在于浸出液的液固比为4-6∶1。
一种从含锌硫化矿物提取锌的方法，其特征在于浸出液的温度为105℃-115℃。
一种从含锌硫化矿物提取锌的方法，其特征在于浸出总压力为300kPa-800kPa，氧分压为100kPa-300kPa。
一种从含锌硫化矿物提取锌的方法，其特征在于加压浸出的时间为2小时-3小时。
本发明的方法的除铁过程可以是用通空气或用二氧化锰氧化沉淀除铁。可以是与常规的锌精矿焙烧—湿法冶炼工艺衔接，将铁在中性浸出段除去。
本发明的加压浸出工艺与常规的锌精矿焙烧—湿法冶炼工艺组合，在中性浸出后连接酸性浸出，用于处理锌精矿，酸性浸出产出的浸出液进加压浸出配液，加压浸出产出的溶液返回中性浸出。
本发明的方法，加压浸出渣中的硫以浮选的方法回收，脱硫渣进一步回收铅通空气氧化沉淀。
本发明的方法的加压浸出渣中回收铅的方法，脱硫渣用碳酸氢铵将硫酸铅转化为碳酸铅，转型后的铅渣送铅冶炼系统。
本发明的方法的加压浸出渣回收铅的方法，加压浸出渣采用悬浮电解工艺处理，产出的溶液返回加压浸出。渣经选矿分离后产出海绵铅、元素硫和终渣。
本发明的方法在实现了在较低浸出温度和压力的条件下，一段浸出即可完成对含锌硫化矿物，如锌精矿，或难处理的高铁或含砷锌精矿中锌的高效浸出。浸出过程氧分压低，不需要加硫分散剂，矿物中的硫被氧化成为元素硫而不是硫酸。矿物中的锌被高效浸出，而铁以三氧化铁的形式进入浸出渣，其它的有害元素如砷、锑、铋也会固化在浸出渣中。是一项用于含锌硫化矿物或精矿提锌的简单、高效，环境友好的工艺。
采用本发明的方法，锌精矿中的锌浸出率大于95％。不产生硫包裹的问题，精矿中的硫都被氧化为元素硫，在浸出中实现锌、铁分离，大部分铁进入渣中。得到一个较纯净的浸出液，浸出液中少量的铁以氧化沉淀法除去。除铁后液经净化后送锌电解。因此，该工艺是一个简单高效、环境友好的流程。本发明的方法的另一个特点适应性较广，可以处理难处理的含铁高、铅高或含砷的锌硫化矿物。该方法可与常规的锌精矿焙烧—湿法冶炼工艺(中性浸出—酸性浸出)组合，该工艺的特点是锌的浸出率高。酸浸含铁高的浸出液进加压浸出，产出的加压浸出液含酸、含铁较低，可返回中性浸出段进一步除铁。同时取消常规方法酸浸液除铁的铁矾工序，使流程结构更合理。本发明的方法用于处理含铁高或含铅的锌精矿，产出的加压浸出液含铁、酸低，易于进一步净化处理，且流程结构简短。
(四)附图说明
图1本发明的方法从含锌硫化矿物中提取锌的原则流程图。
图2本发明的方法从锌精矿和铅锌混合精矿中提取铅锌的原则流程图。
(五)具体实施方式
一种从含锌硫化矿物中提取锌的方法，将待浸出矿物湿磨至90％以上小于50μm；控制浸出的液固比为1-8∶1，浸出剂中的初始硫酸浓度为50g/l-200g/l，控制浸出釜中总压力离子为200kPa-1000kPa，氧分压为100kPa-800kPa，温度为100℃-130℃进行加压浸出，浸出液经净化后浸出液送锌电解。
本发明可处理含锌硫化矿物，锌矿物含锌5％-70％，硫10％-40％，含铁20％-35％。对含铅、砷、锑、铋的难处理锌精矿也可用该方法处理。
在本发明中，酸度高有利于锌的浸出，但过高对铁的浸出也会增加，最佳硫酸的浓度为100g/l-180g/l。
在本发明中，浸出液的温度控制在105℃-115℃，实现锌精矿的较低温度下的浸出，同时解决了浸出过程中硫包裹的问题。
在本发明中，浸出总压力为300kPa-800kPa，氧分压为100kPa-500kPa。通过控制氧分压，可以保证矿物中的硫被氧化为元素硫而不是硫酸，而黄铁矿基本不被氧化。
在本发明中，加压浸出的时间为1小时-4小时，随浸出时间的延长，铜的浸出率增加，铁的浸出率及硫转化为硫酸盐的比例也会增加，以2小时-3小时为最佳。
本发明的优点是在较低温度和压力下完成对含锌硫化矿物，如高铁或含砷锌精矿的加压浸出。浸出过程中氧分压低，不需要加硫分散剂，矿物中的硫被氧化为元素硫而不是硫酸。矿物中的锌被高效浸出，而铁以三氧化二铁的形式进入浸出渣，其它的有害杂质如砷、锑、铋也会被固化在浸出渣中。是一项用于含锌硫化矿物或精矿的简单、高效和环境友好的工艺。
用以下非限定性实施例子对本发明的工艺作进一步的说明，以有助于理解本发明及其优点，而不作为对本发明保护范围的限定，本发明的保护范围由权利要求书决定。
实例1
所用浸出的锌精矿组成(％)：Zn 39.4％，Fe 14.27％，S 28.57％。
加压浸出条件为：将锌精矿磨矿至粒度-44μm占90％以上，取100g矿样，浸出温度110℃，氧分压300kPa，初始硫酸浓度为170g/l，液固比4/1，反应时间为3小时。锌、铁浸出率的结果如下。 浸出率％ Zn Fe 95.32 13.50实例2
所用浸出的锌精矿组成(％)：Zn 39.4％，Fe 14.27％，S 28.57％。加压浸出条件为：将锌精矿磨矿至粒度-44μm占90％以上，取100g矿样，浸出温度110℃，氧分压250kPa，初始硫酸浓度为140g/l，液固比5/1，反应时间为4小时。锌、铁浸出率的结果如下。 浸出率％ Zn Fe 97.10 14.20实例3所用浸出的锌精矿组成(％)：Zn 50.73％，Fe 3.65％，S 27.19％。
加压浸出条件为：将锌精矿磨矿至粒度-44μm占90％以上，取100g矿样，浸出温度110℃，氧分压500kPa，初始硫酸浓度为110g/l，液固比6/1，反应时间为3小时。锌、铁浸出率的结果如下。 浸出率％ Zn Fe 96.40 7.54
实例4
所用浸出的锌精矿组成(％)：Zn 50.73％，Fe 3.65％，S 27.19％。
加压浸出条件为：将锌精矿磨矿至粒度-44μm占90％以上，取100g矿样，浸出温度110℃，氧分压400kPa，初始硫酸浓度为130g/l，液固比5/1，反应时间为3小时。锌、铁浸出率的结果如下。 浸出率％ Zn Fe 95.50 9.01
实例5
所用浸出的锌精矿组成(％)：Zn 55.25％，Fe 3.65％，S 28.70％。
加压浸出条件为：将锌精矿磨矿至粒度-44μm占90％以上，取100g矿样，浸出温度110℃，氧分压500kPa，初始硫酸浓度为120g/l，液固比6/1，反应时间为3小时。锌、铁浸出率的结果如下。 浸出率％ Zn Fe 95.69 7.97
实例6
所用浸出的锌精矿组成(％)：Zn 55.25％，Fe 3.65％，S 28.70％。加压浸出条件为：将锌精矿磨矿至粒度-44μm占90％以上，取100g矿样，浸出温度110℃，氧分压400kPa，初始硫酸浓度为140g/l，液固比5/1，反应时间为3小时。锌、铁浸出率的结果如下。 浸出率％ Zn Fe 96.12 8.32