本发明涉及一种用二氧化碳气体强化锌氨溶液中锌萃取的方法，特别是涉及一种从氧化锌矿氨性浸出液中萃取锌的方法，属于湿法冶金技术领域。
背景技术：
我国氧化锌矿资源储量丰富，但锌品位低、碱性脉石含量高，难选难冶。采用酸浸技术处理高碱性脉石的低品位氧化锌矿时存在酸耗大、浸出液中杂质离子含量高、净化负担重等问题；碱浸工艺需要较高氢氧化钠浓度，矿物中酸性脉石易溶解进入浸出液，且对设备要求高；氨浸法以氨或氨与铵盐为浸出剂来处理低品位的氧化锌矿，浸出过程具有较高的选择性，可获得较高的锌浸出率，脉石成分基本不进入氨浸液，具有锌浸出率高、选择性强、试剂消耗量小等特点。但浸出液中锌离子浓度低，无法与现行的锌电积工艺对接，需要进行萃取分离与富集。然而，从氨性溶液中萃取分离锌的难度大。由于锌氨溶液中锌以稳定的锌氨络合离子（Zn(NH3)i，i=1~4)存在，难以被萃取剂萃取，导致现行的萃取技术对锌的萃取能力普遍偏低，尤其在高氨浓度和高pH条件下锌的萃取率显著降低，因此开发新的萃取技术，强化锌氨溶液中锌的萃取，提高锌的萃取效率是重要的发展方向。
目前，从氨性溶液中强化锌萃取方法主要有：a.采用复合萃取体系协同萃取，如专利申请号为200910094205.X的专利提供了一种从氧化锌矿氨浸液中萃取锌的方法，以2-羟基-5-壬基苯甲醛肟为萃取剂、异戊醇或混合醇为改性剂和磺化煤油组成有机相，从氧化锌矿氨浸液中萃取锌。利用萃取剂与改性剂的协同作用强化氨性溶液中锌的萃取，可以提高锌萃取率，但萃取过程需要采用硫酸作为萃取水相的pH调节剂，过程控制困难，且产生的硫酸铵致使工艺系统难以长期运行。专利申请号为200910043438.7的专利公开了一种可提高氨性溶液中锌萃取率的方法，具体为向较高空间位阻的β-二酮萃取剂中添加含羟基化合物以提高锌氨溶液中锌的萃取率。陈启元等(Solvent extraction of zinc from ammoniacal/ammonium chloride solutions by a sterically hindered β-diketone and its mixture with tri-n-octylphosphine oxide. Hydrometallurgy, 2010, 100(3): 116–121.)报道了高位阻的β-二酮与TOPO混合萃取体系对锌氨溶液中的锌萃取具有明显的协同效应，可以提高锌的萃取率。b.开发新型萃取剂，如专利申请号为201010241374.4的专利公开了一种新型萃取剂2-乙酰基-3-氧代-二硫代丁酸烷基脂从氨性溶液中萃取锌的方法，可从pH值为8~11、氨和铵的总浓度为2~3mol/L、氨浓度为0.11~1.00mol/L的锌氨溶液中萃取锌。
虽然协同萃取和新型萃取剂的可以有效的改善锌氨溶液中锌的萃取能力，提高锌的萃取率，但不能从跟本上改变锌氨络合离子难以被萃取的特性，不能避免氨的共萃，以及没有解决有机相易老化和不能适应工业生产中溶液性质多样性的特点，因此，开发新型萃取技术仍然是从锌氨溶液中萃取锌的重要研究方向。
技术实现要素：
针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种用二氧化碳气体强化锌氨溶液中锌萃取的方法。本发明方法可以改变锌氨络合离子难以被萃取的特性，提高锌的萃取率，避免氨的共萃，延长有机相的使用寿命，能够适应处理工业生产中不同性质的锌氨溶液。
本发明通过以下技术方案实现：
一种用二氧化碳气体强化锌氨溶液中锌萃取的方法，包括二氧化碳强化萃取、反萃和电积，所述二氧化碳强化萃取过程中首先将有机相和锌氨溶液混合，通入二氧化碳气体进行逆流萃取，维持压力为0.11~0.5MPa搅拌萃取，静置分相后得到载锌有机相；将载锌有机相依次进行反萃和电积后得到金属锌。
所述二氧化碳强化萃取过程具体步骤为：将有机相和锌氨溶液按有机相与水相体积比为8:1~1:5加入密闭混合槽混合，然后通入二氧化碳气体进行逆流萃取，维持混合槽内的压力为0.11~0.5MPa，温度为15~60℃，搅拌萃取1~10min，静置分相5~10min，得到载锌有机相。
所述有机相为1-苯甲酰-2-壬酮与磺化煤油组成的有机相，1-苯甲酰-2-壬酮、三烷基氧化磷与磺化煤油组成的有机相，或者2-羟基-5壬基苯甲醛肟与磺化煤油组成的有机相。
所述锌氨溶液为Zn-NH3-(NH4)2SO4-H2O体系、Zn-NH3-(NH4)2CO3-H2O体系或Zn-NH3-NH4Cl-H2O体系，锌氨溶液中锌离子浓度为3~40g/L、总氨浓度为3~8mol/L、溶液的pH值为8.0~12.0。
所述逆流萃取级数为1~5级。
所述载锌有机相进行反萃的具体步骤为：将载锌有机相用硫酸浓度为160~180g/L的锌电积废液进行逆流反萃，控制有机相与水相体积比为10:1~1:1，温度为15~50℃，搅拌反萃5~10min后，静置分相5~15min得到硫酸锌反萃液。
所述锌电积废液中硫酸浓度为160~180g/L、锌离浓度为40~50g/L。
所述逆流反萃级数为1~4级。
本发明利用二氧化碳气体与锌氨溶液发生反应，破坏难以被萃取的锌氨络合离子，释放出自由锌离子，从而提高锌的萃取率并避免氨的共萃，达到强化萃取的目的。主要反应为：
锌氨络合离子的解离反应：
，i=1~4。
锌离子的萃取反应：
，n=1,2。
本发明的有益效果是：
（1）本发明中二氧化碳气体的加入，使难以被萃取的锌氨络合离子解离为易被萃取的锌离子，从而提高锌的萃取率，并避免氨的共萃。
（2）二氧化碳气体的加入避免了溶液中氨分子与萃取剂反应，可以防止有机相老化，延长有机相的使用寿命。
（3）该方法不受溶液性质的限制，能够处理不同锌离子浓度(3~40g/L)和不同pH值(pH=8.0~12.0)的锌氨溶液中萃取锌，溶液适应性强，锌萃取率高，运行稳定。
（4）能够与传统硫酸溶液的锌电积工艺结合，制备得到金属锌。
具体实施方式
下面结合和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
该用二氧化碳气体强化锌氨溶液中锌萃取的方法，包括二氧化碳强化萃取、反萃和电积，具体步骤为：
（1）将有机相和锌氨溶液按有机相与水相体积比为1:2加入密闭混合槽混合，然后通入二氧化碳气体进行一级逆流萃取，维持混合槽内的压力为0.11MPa，温度为15℃，搅拌萃取2min，静置分相5min，得到含锌6.95g/L、氨小于0.01g/L载锌有机相，锌的萃取率为99.0%，氨的共萃率小于0.1%；有机相为1-苯甲酰-2-壬酮与磺化煤油按照体积比为3:7组成的有机相；锌氨溶液为Zn-NH3-(NH4)2SO4-H2O体系，锌氨溶液中锌离子浓度为3.5g/L、总氨浓度为3mol/L、溶液的pH值为8.0；
（2）将步骤（1）得到的载锌有机相用硫酸浓度为160g/L、锌离浓度为45g/L的锌电积废液进行为4级逆流反萃，控制有机相与水相体积比为10:1，温度为50℃，搅拌反萃10min后，静置分相10min得到含锌114g/L、硫酸60g/L硫酸锌反萃液，锌的反萃率为99%；
（3）将步骤（2）得到的硫酸锌反萃液进行传统的锌电积，产出金属锌。
实施例2
该用二氧化碳气体强化锌氨溶液中锌萃取的方法，包括二氧化碳强化萃取、反萃和电积，具体步骤为：
（1）将有机相和锌氨溶液按有机相与水相体积比为2:1加入密闭混合槽混合，然后通入二氧化碳气体进行2级逆流萃取，维持混合槽内的压力为0.2MPa，温度为30℃，搅拌萃取5min，静置分相10min，得到含锌6.0g/L、氨小于0.01g/L载锌有机相，锌的萃取率为99.1%，氨的共萃率小于0.1%；有机相为1-苯甲酰-2-壬酮、三烷基氧化磷与磺化煤油按照体积比为30:5:65组成的有机相；锌氨溶液为Zn-NH3-(NH4)2SO4-H2O体系，锌氨溶液中锌离子浓度为12.1g/L、总氨浓度为5mol/L、溶液的pH值为10.8；
（2）将步骤（1）得到的载锌有机相用硫酸浓度为170g/L、锌离浓度为44g/L的锌电积废液进行为3级逆流反萃，控制有机相与水相体积比为8:1，温度为40℃，搅拌反萃8min后，静置分相8min得到含锌92g/L、硫酸97g/L硫酸锌反萃液，锌的反萃率为99%；
（3）将步骤（2）得到的硫酸锌反萃液进行传统的锌电积，产出金属锌。
实施例3
该用二氧化碳气体强化锌氨溶液中锌萃取的方法，包括二氧化碳强化萃取、反萃和电积，具体步骤为：
（1）将有机相和锌氨溶液按有机相与水相体积比为6:1加入密闭混合槽混合，然后通入二氧化碳气体进行5级逆流萃取，维持混合槽内的压力为0.5MPa，温度为30℃，搅拌萃取10min，静置分相10min，得到含锌6.6g/L、氨小于0.01g/L载锌有机相，锌的萃取率为99.0%，氨的共萃率小于0.1%；有机相为2-羟基-5壬基苯甲醛肟与磺化煤油按照体积比为3:7组成的有机相；锌氨溶液为Zn-NH3-(NH4)2SO4-H2O体系，锌氨溶液中锌浓度为40g/L，总氨浓度为6mol/L，溶液pH值为12.0；
（2）将步骤（1）得到的载锌有机相用硫酸浓度为180g/L、锌离浓度为50g/L的锌电积废液进行为1级逆流反萃，控制有机相与水相体积比为4:1，温度为30℃，搅拌反萃8min后，静置分相8min得到含锌76g/L、硫酸133g/L硫酸锌反萃液，锌的反萃率为99%；
（3）将步骤（2）得到的硫酸锌反萃液进行传统的锌电积，产出金属锌。
实施例4
该用二氧化碳气体强化锌氨溶液中锌萃取的方法，包括二氧化碳强化萃取、反萃和电积，具体步骤为：
（1）将有机相和锌氨溶液按有机相与水相体积比为1:1加入密闭混合槽混合，然后通入二氧化碳气体进行2级逆流萃取，维持混合槽内的压力为0.2MPa，温度为30℃，搅拌萃取6min，静置分相10min，得到含锌6.9g/L、氨小于0.01g/L载锌有机相，锌的萃取率为98.5%，氨的共萃率小于0.1%；有机相为1-苯甲酰-2-壬酮、三烷基氧化磷和磺化煤油按照体积比为25:5:70组成的有机相；锌氨溶液为Zn-NH3-(NH4)2CO4-H2O体系，锌氨溶液中锌浓度为7g/L，总氨浓度为4mol/L，溶液pH值为10.5；
（2）将步骤（1）得到的载锌有机相用硫酸浓度为165g/L、锌离浓度为44g/L的锌电积废液进行为3级逆流反萃，控制有机相与水相体积比为5:1，温度为40℃，搅拌反萃8min后，静置分相8min得到含锌78.5g/L、硫酸104g/L硫酸锌反萃液，锌的反萃率为99%；
（3）将步骤（2）得到的硫酸锌反萃液进行传统的锌电积，产出金属锌。
实施例5
该用二氧化碳气体强化锌氨溶液中锌萃取的方法，包括二氧化碳强化萃取、反萃和电积，具体步骤为：
（1）将有机相和锌氨溶液按有机相与水相体积比为2:1加入密闭混合槽混合，然后通入二氧化碳气体进行2级逆流萃取，维持混合槽内的压力为0.3MPa，温度为35℃，搅拌萃取8min，静置分相10min，得到含锌7.5g/L、氨小于0.01g/L载锌有机相，锌的萃取率为98.7%，氨的共萃率小于0.1%；有机相为1-苯甲酰-2-壬酮、三烷基氧化磷和磺化煤油按照体积比为25:5:70组成的有机相；锌氨溶液为Zn-NH3-NH4Cl-H2O体系，锌氨溶液中锌浓度为15.2g/L，总氨浓度为8mol/L，溶液pH值为11.5；
（2）将步骤（1）得到的载锌有机相用硫酸浓度为175g/L、锌离浓度为48g/L的锌电积废液进行为2级逆流反萃，控制有机相与水相体积比为10:1，温度为40℃，搅拌反萃10min后，静置分相15min得到含锌123g/L、硫酸44g/L硫酸锌反萃液，锌的反萃率为99%；
（3）将步骤（2）得到的硫酸锌反萃液进行传统的锌电积，产出金属锌。
实施例6
该用二氧化碳气体强化锌氨溶液中锌萃取的方法，包括二氧化碳强化萃取、反萃和电积，具体步骤为：
（1）将有机相和锌氨溶液按有机相与水相体积比为8:5加入密闭混合槽混合，然后通入二氧化碳气体进行2级逆流萃取，维持混合槽内的压力为0.3MPa，温度为60℃，搅拌萃取1min，静置分相8min，得到含锌9.4g/L、氨小于0.01g/L载锌有机相，锌的萃取率为98.9%，氨的共萃率小于0.1%；有机相为1-苯甲酰-2-壬酮、三烷基氧化磷和磺化煤油按照体积比为25:5:70组成的有机相；锌氨溶液为Zn-NH3-NH4Cl-H2O体系，锌氨溶液中锌浓度为15.2g/L，总氨浓度为8mol/L，溶液pH值为11.5；
（2）将步骤（1）得到的载锌有机相用硫酸浓度为175g/L、锌离浓度为40g/L的锌电积废液进行为2级逆流反萃，控制有机相与水相体积比为1:1，温度为15℃，搅拌反萃5min后，静置分相5min得到含锌49.4g/L、硫酸160g/L硫酸锌反萃液，锌的反萃率为99.8%；
（3）将步骤（2）得到的硫酸锌反萃液进行传统的锌电积，产出金属锌。
以上对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。