NH3-NH4Cl-H2O体系锌浸出液脱锑研究.pdf

有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 4 年第1 2 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 0 0 7 7 5 4 5 ．2 0 1 4 ．1 2 ．0 0 2 N H 3 一N H 4C l H 2O 体系锌浸出液脱锑研究 王瑞祥，张兆雪，毛继勇，谢博毅，熊家春 江西理工大学冶金与化学工程学院，江西赣州3 4 1 0 0 0 摘要采用胶体共沉淀法脱除N H 。一N H 。C l H 。0 体系下氧化锌矿浸出液中的锑。结果表明，在氯化亚铁 用量2g ／L 、双氧水用量1 ．2m l ／L 、常温搅拌4 0m i n 的条件下，浸出液中锑脱除率达到9 5 ％，锑浓度从 7 ．4m g ／L 降低到o ．3m g ／L ，可以满足电积要求。 关键词N H 。一N Ha C lHz 0 体系；脱锑；氯化亚铁；双氧水；锌 中图分类号T F 8 1 3 文献标志码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 4 1 2 一o 0 0 4 一0 3 S t u d yo fA n t i m o n yR e m o V a lf r O mZ i n cL e a c h a t ei nN H 3 。N H 4C 卜H 2OS y s t e m W A N GR u i x i a n g ，Z H A N GZ h a o x u e ，M A OJ i y o n g ，X I EB o y i ，X I O N GJ i a c h u n S c h o o lo fM e t a l l u r g i c a la n dC h e m i c a lE n g i n e e “n g ，J i a n g x iU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ，G a n z h o u3 4 1 0 0 0 ，J i a n g x i ， A b s t r a c t A n t i m o n yi nz i n cc o l u m n1 e a c h e ds 0 1 u t i o nf r o mz i n co x i d eo r ei nN H3 一N H 4 C 1 一H2 0s y s t e mw a s r e m o v e db yh y d r o c o l l o i d sc o p r e c i p i t a t i o nm e t h o d ．T h er e s u l t ss h o wt h a tc o n c e n t r a t i o no fa n t i m o n yi s r e d u c e df r o m7 ．4m g ／Lt o0 ．3m g ／Lw i t ha n t i m o n yr e m o v a lr a t eo f9 5 ％u n d e rt h ec o n d i t i o n si n c l u d i n g d o s a g eo ff e r r o u sc h l o r i d eo f2g ／L ，d o s a g eo fh y d r o g e np e r o x i d eo f1 ．2m L ／L ，a n ds t i r r i n gt i m eo f4 0m i n a tr o o mt e m p e r a t u r e ．T h ea n t i m o n yr e m o v a ls o l u t i o nc a nm e e tr e q u i r e m e n to fz i n ce l e c t r o w i n n i n g ． K e yw o r d s N H 3 一N H 4 C 1 一H 2 0s y s t e m ；a n t i m o n yr e m o v a l ；f e r r o u sc h l o r i d e ；h y d r o g e np e r o x i d e ；z i n c 常温常压下，在N H 。一N H 。C I H 。O 体系中浸出 西南某地低品位氧化锌矿[ 1 ‘2 1 时，原料中含有的铁、 铝、硅等杂质，由于不与氨配合溶解，几乎不进入浸 出液而留在渣中[ 3 4 ] ，减轻了净化负担。同时，由于 该体系为弱碱性体系，许多有害杂质如C a 、M g 会发 生水解而留在渣中[ 5 _ 8 ] 。其它可与氨或氯配合而溶 解的杂质如C u 、C d 、N i 、C o 、P b 等进人溶液后，室温 下加入适量锌粉进行置换除杂、净化，即可满足电积 要求。 由于锌粉置换除杂后，浸出液中仍含有少量的 砷和锑。而砷和锑的存在不仅会降低电流效 率凹。1 “，甚至会引起电积过程中阴极锌烧板现 象‘1 2 。14 3 的产生，因此电积前必须要脱除砷和锑。本 文采用胶体共沉淀法除去砷和锑，考察了氯化亚铁 用量、双氧水用量和搅拌时间对除锑的影响。 1 试验部分 1 ．1 试验原料 在N H 。一N H 。C 1 一H O 体系下，采用柱浸方式处 理西南某地低品位氧化锌矿[ 1 ] ，柱浸液中锌浓度为 5 4 ．3 8g ／L ，其他杂质元素含量为 m g ／L C u5 4 ．5 、 C d5 1 2 ．O 、F eO ．0 6 、C o2 ．2 、N i3 ．2 、P b3 7 ．3 、S b 7 ．4 、A s0 ．1 。 1 ．2 试验原理 采用N H 。一N H 。c 1 一H 。O 体系柱浸方法浸出氧 化锌矿，浸出液净化除砷和锑的原理与酸法炼锌相 收稿日期2 0 1 4 一0 7 一0 2 基金项目国家自然科学基金资助项目 5 1 1 6 4 0 1 1 ；国家高技术研究发展计划 8 6 3 计划 项目 2 0 1 3 A A 0 6 4 0 0 1 ； 福建省区域科技重大合作项目 2 0 1 1 H 4 0 2 5 作者简介王瑞祥 1 9 7 4 一 ，男，河南登封人，博士，副教授． 万方数据 2 0 1 4 年第1 2 期 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 5 似。在酸法炼锌除砷和锑工艺‘1 5 ‘1 7 1 中，以氯化亚铁 作为成胶剂，双氧水作为氧化剂，采用胶体共沉淀法 脱除砷和锑。通过向浸出液中加入亚铁离子，使溶 液中铁含量达到砷、锑含量的2 0 倍以上，同时加入 氧化剂双氧水把F e 2 氧化成F e ”，A s 3 、S b 3 氧化 成S b O 。”、A s O 。”。F e 3 水解生成带正电的F e O H 。胶体，与带负电的S b O 。”、A s 0 。3 一胶体中和 共同沉淀，从而达到净化脱除砷、锑的目的。 氨性体系浸出液中含有少量以A s C l 。2 以及 S b C l ．”i 形式存在的砷和锑，净化除砷、锑时先加入 成胶剂氯化亚铁，再用双氧水 3 0 ％ 氧化F e 2 、 A s C l 5 卜和S b C l ．”‘生成F e O H 3 、A s 2 0 5 和S b 2 0 5 胶体，从而使A s V 和S b V 共同沉淀而除去。 其反应方程式为 2 F e C l 2 H 2 0 2 4 N H 4O H 一2 F e O H 3 ‘ 4 N H 。C l 1 2 A s C l 3 6 N H 4 0 H 2 H 2 0 2 一A s 20 50 6 N H 。C 1 5 H 2 0 2 2 S b C l 3 6 N H 。O H 2 H 2 0 2 S b 2 0 。0 6 N H4 C 1 5 H 2 0 3 1 ．3 试验方法 在N H 。一N H 。C l H 。0 体系下进行脱除锑的试 验研究。由于浸出液中砷含量为o ．1m g ／L ，已满足 电积要求[ 1 8 _ 1 9 ] ，因此净化过程仅对锑加以考察。按 设定的条件，调节氯化亚铁用量、双氧水用量、搅拌 时间，进行脱锑试验。 2试验结果与讨论 2 ．1 氯化亚铁用量对除锑的影晌 在双氧水用量为1 ．2m L ／L 、搅拌时间为1h 的 条件下，进行净化试验，考察氯化亚铁用量对除锑效 果的影响，结果如图1 所示。 由图1 可以看出，当氯化亚铁用量为2g ／L 时， 溶液中锑含量降到o ．3m g ／L ，除锑效率达到9 5 ％， 已经达到净化要求。综合考虑除锑效率和氯化亚铁 用量，选择氯化亚铁用量2g ／L 。 2 ．2 双氧水用量对除锑的影响 在氯化亚铁用量为2g ／L 、搅拌时间为1h 的条 件下，双氧水用量对除锑效果的影响如图2 所示。 从图2 可见，当双氧水用量为1 ．2m L ／L 时，溶 液中锑含量降到o ．3m g ／L ，除锑效率达到9 5 ％，达 到净化要求。此后继续增加双氧水用量，除锑率保 持稳定。综合考虑除锑效率和双氧水用量，选择双 氧水用量1 ．2m L ／L 。 f 一 ● 砧 E ≤ 蛔 m 器 氯化亚铁用量／ g L 。 术 、 锝 爨 篮 图1氯化亚铁加入量对除锑的影响 F i g ．1 E f f e c t0 ff e r r o u sc h l o r i d ed o s a g e O na n t i m o n yr e m O V a l f 一 ● 皇 ≤ 鲫 如 器 双氧水用量， n 1 L L 。 图2 双氧水用量对除锑的影响 F i g ．2 E f f e c to fh y d r O g e np e r O x i d ed o s a g e o na n t i m o n yr e m o V a I 2 ．3 搅拌时间对除锑的影响 在氯化亚铁用量为2g ／L 、双氧水用量为1 ．2 m L ／L 的条件下，考察搅拌时间对除锑效果的影响， 结果图3 所示。 f 一 ● 吕 ≤ 栅 细 舔 图3 时间对除锑的影响 F i g ．3 E f f e c to ft i m eo na n t i m o n yr e m o V a l 图3 表明，在搅拌时间4 0m i n 后，溶液中锑含 万方数据 6 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 4 年第1 2 期 量降到o ．3m g ／L ，除锑效率达到9 5 ％。继续增加 搅拌时间，除锑效果均达到净化要求。因此，选择搅 拌时间为4 0m i n 。 2 ．4 稳定性试验 综合考虑上述单因素试验结果，选定脱除锑的 最佳试验条件为氯化亚铁用量2g ／L 、双氧水用量 1 ．2m L ／L 、搅拌时间4 0m i n 。在上述优化条件下， 进行4 组平行试验，考察工艺条件的稳定性。结果 表明，当初始锑含量为7 ．4m g ／L 时，净化后液锑含 量分别为o ．2 9 、o ．3 1 、o ．3 0 、o ．2 9 、o ．3 0m g ／L ，平均 o ．3 m g ／L ；除锑率分别为9 6 ．0 8 ％、9 5 ．8 1 ％、 9 5 ．9 5 ％、9 6 ．0 8 ％、9 5 ．9 8 ％，平均9 5 ．9 8 ％。说明工 艺较为稳定，结果重现性较好。 3结论 采用胶体共沉淀法从N H 。一N H 。C l H O 体系 柱浸氧化锌矿的浸出液中除锑的最佳工艺条件为 氯化亚铁用量2g ／L 、双氧水用量1 ．2m L ／L 、常温 搅拌4 0m i n ，除锑效率达到9 5 ％，操作简单易行，可 以满足净化要求。 参考文献 [ 1 ] 王瑞祥，余攀，曾斌，等．N H 。一N H 。c l H 0 体系氧化锌 矿柱浸试验研究[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 3 1 1 4 6 ． [ 2 ] 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