金石冶金化工是一家湿法炼锌厂，采用锌精矿沸腾焙烧、烟气制酸、煅烧砂两段浸出、清液两段净化、电积的传统湿法工艺。该厂200公里范围内有大量低品位氧化锌矿，采购成本远低于锌焙砂。如果能用于生产，将会带来可观的经济效益。
对于低品位氧化锌矿，常规酸浸工艺效果不理想，主要是酸耗高、杂质多、锌浓度低、浸出液处理困难，因此低品位氧化锌矿一直没有得到很好的利用。本试验采用温和的浸出条件，用硫酸浸出低品位氧化锌矿，既浸出了金属锌，又降低了杂质和酸耗。
一.测试方法
(1)测试原材料
原料主要化学成分(%):Zn 16.13，Cu < 0.005，Fe 6.7，SiO2 16.61，Al2O3 2.39，CaO 13.99，MgO 0.95，Cd 0.21，Co 0.002，S 0.8射线衍射分析和电镜分析结果表明，主要锌矿物为菱锌矿，其次为异极矿，主要脉石矿物为方解石和应时，矿样中有少量天青石和重晶石。锌的化学物相(%):氧化物84.71，异极矿13.85，硫化物0.78，其他0.66。可见，这种矿物很难通过选矿来富集。
(2)测试方法
1.研磨和浸出
首先，矿石在碎粒机中破碎，然后在XZM100振动样机中研磨至所需的粒度。浸出试验在烧杯中进行，所需温度用恒温水浴控制，混合物用可调速电动搅拌器搅拌。浸出后，矿浆在布氏漏斗中用real 空泵过滤，浸出液和浸出渣(干燥后)分别送去分析。
2.萃取和电解提取
溶剂萃取实验在分液漏斗中进行，采用三级萃取和两级反萃取，萃取段和反萃取段的比值(O/A)分别为2∶1和5∶1。水相和有机相在康威摇床上在一定条件下混合一定时间，然后取出分液漏斗静置分相，分别对水相和有机相进行化学分析。平衡水相的pH由pH 5-3C酸度计测定。
锌电沉积在有机玻璃制成的电解槽中进行。JWL-30 DC电流稳定器供应DC。阳极为铅银钙锶四元合金，阴极为铝板，同极距80mm，阴极电流密度425A/m2，电解液温度30 ~ 32℃。
二。测试结果和讨论
(1)两段浸出
为了保证锌的高浸出率，抑制二氧化硅和铁的浸出，采用两段浸出，即第一段为中性浸出，浸出温度为40℃，浸出时间为1h，液固比为3∶1，浸出终点pH为5.2 ~ 5.5，浸出液中铁、硅、铝含量均可达到较低水平。液固分离后，对中性浸出渣进行酸浸，浸出温度为80℃，浸出时间为1h，液固比为3∶1，浸出终点pH值为1.5 ~ 2.0。浸提残渣可在洗涤后丢弃。实验结果表明(表1)，采用斜角两段逆流浸出法，Zn的浸出率可达92%以上，中性浸出液中Fe、SiO2、Al2O3含量很低，有利于后续的萃取操作。
表1两阶段浸出试验结果
(2)萃取试验
试验条件:有机相50% P 204+ 260#煤油，料液成分(g/l): Zn 30.15，Fe 0.014，Co 0.002，Cd 0.35，pH5.4，试验达到平衡后的萃余液和负载有机相成分见表2，原液、萃余液和反萃液典型物质的多元素化学分析结果见表3。
表2级联萃取试验结果
表2级联萃取试验结果
级联试验表明，用P204从含锌中性浸出液中萃取锌，不仅能富集锌，还能净化多种杂质。
(3)电解液中微量P204对锌电沉积的影响及其消除
1、活性炭吸附去除有机物
为了获得高质量的电解锌，在将溶出液送至锌电积之前，需要除去微量的有机物，通常采用活性炭吸附法。本实验采用北京光华木器厂生产的粒度为- 0.147mm的椰壳活性炭粉。采用美国芬尼根公司生产的TRACE MS 2000气相色谱-质谱法测定吸附前后活性炭中P204的含量。
结果表明，活性炭吸附前反萃液中P204含量为264× 10-6，加入2g/L活性炭粉后，反萃液中P204含量降至0.7×10-6。
2.电解液中微量P204对锌电沉积的影响。
锌电积是一种成熟的工艺，但该工艺采用P204萃取技术。电解液中微量P204有机物对锌电积质量是否有影响，国内外文献未见报道，本实验对此进行了研究。
利用本次试验产生的锌反萃液和活性炭去除有机物后的电解液进行锌电积试验。电流为3.0A，阴极面积为0.00705m2，阴极电流密度为425A/m2。电解液的化学成分(克/升):锌102.52，硫酸130，铁0.001，镉0.001，镁0.003，二氧化硅0.014，氧化铝0.06，钴0.001，铜0.001，氧化钙0.34，p204 < 1×10-6。
锌电沉积试验结果见表4。实验结果表明，电解液中P204的含量对阴极锌的质量有很大影响，要获得表面光滑平整的阴极锌，电解液中P204的含量应控制在5.0× 10-6以下。本实验产生的反萃液经活性炭去除有机物后，P204含量小于1.0× 10-6。在相同条件下，电积锌含量为99.99%，表面光滑平整。
表4锌电沉积试验结果
(4)综合测试指标
低品位氧化锌矿采用浸出-萃取-电积工艺生产电锌，包括破碎、磨矿、浸出、液固分离、萃取和电积。各工艺的回收率如表5所示，表明锌的总回收率达到了88.81%。
表5各工艺中锌的回收率
三。结论
低品位氧化锌矿采用两段逆流浸出，锌的浸出率可达92% ~ 95%，杂质铜、铁、硅、铝的浸出得到有效抑制，浸出液用P204提取锌，锌反萃液电积，可生产高质量电锌。
当电解液中P204含量低于5× 10-6时，控制合适的电沉积条件不会对镀锌质量产生不利影响。活性炭吸附法可将锌反萃液中P204含量降至1.0× 10-6以下，不会对锌电积产生不利影响。