CN102094126A

CN102094126A - 二段高温高酸-黄钾铁矾除铁-铁矾渣酸洗湿法炼锌工艺

Info

Publication number: CN102094126A
Application number: CN201010538520XA
Authority: CN
Inventors: 张鸿烈; 杨斌; 张得秀; 柳忠宝; 马学强
Original assignee: Baiyin Nonferrous Group Co Ltd
Current assignee: Baiyin Nonferrous Group Co Ltd
Priority date: 2010-11-10
Filing date: 2010-11-10
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2030-11-10
Also published as: CN102094126B

Abstract

本发明提供了一种二段高温高酸-低污染黄钾铁矾除铁-铁矾渣酸洗湿法炼锌工艺，属于有色金属冶炼技术领域。该工艺经中性浸出、一段酸浸、二段酸浸、预中和、沉矾、酸洗工序，高回收率得到到锌金属。锌金属的总回收率为94.45%。铁矾渣中有价金属的损失较少，金属回收率高，而且改善了矾渣对环境的污染。

Description

二段高温高酸-黄钾铁矾除铁-铁矾渣酸洗湿法炼锌工艺

技术领域

本发明属于有色金属冶炼技术领域，涉及一种湿法炼锌工艺，尤其涉及一种二段高温高酸-低污染黄钾铁矾除铁-铁矾渣酸洗湿法炼锌工艺。

背景技术

锌的生产技术分为火法和湿法炼锌。当前有80%的锌产自湿法。湿法炼锌主要方法有常规浸出法、热酸浸出法以及锌精矿加压浸出法、锌精矿常压浸出法、氧化锌矿直接浸出等方法。过去，湿法炼锌的主要缺点之一是锌回收率低。现在，湿法炼锌技术已有较大发展，主要是提高回收率和原料综合利用方面、生产过程机械化和自动化控制，一些难点技术相继得到解决。

目前，世界上的湿法炼锌厂多数采用连续复浸出流程，即一段为中性浸出，第二段为酸性浸出或热酸浸出。酸性浸出渣一般由火法还原挥发处理回收锌。常规浸出流程锌焙烧矿采用一段中性浸出，第二段酸性浸出，酸性渣用火法处理。浸出渣中有价金属回收率（%）如下：Zn90～92；In80～85；Pb82～84； Ca90～92：Cd90～92。由此可见，渣含锌高，回收率低；火法系统环境污染严重；燃料成本高。

中国专利200610101223.2公开了一种低污染沉矾除铁湿法炼锌方法，该方法主要包括中性浸出、低温预中和、高温高酸浸出和低污染沉矾除铁四个工艺步骤，在低污染沉矾除铁之前，先通过高温高酸浸出，将铁最大限度地浸出出来，然后通过低温预中和调整溶液的组成，以便在沉矾过程中不需添加中和剂就能满意地除铁。该工艺适于处理成分复杂的锌精矿，提高金属回收率，增强脱除杂质的能力，提高最终产品质量，降低原辅材料和能源消耗，减少污染，利于环境保护，便于有价金属的综合回收等。但是，该工艺锌的回收率较低，铁矾渣不溶锌较高。

发明内容

本发明的目的是针对现有锌湿法冶金工艺浸出率较低，两渣含锌高，金属回收率低的问题，提供一种二段高温高酸-低污染黄钾铁矾除铁-铁矾渣酸洗湿法炼锌工艺。

本发明二段高温高酸-低污染黄钾铁矾除铁-铁矾渣酸洗湿法炼锌工艺，包括以下步骤：

（1）中性浸出：将锌焙砂用电积锌废液中性浸出：固液比为1:8~10，始酸60～80 g/L，终酸pH= 5.2～5.4，温度60～70℃，时间1.5~2小时；

中性浸出的上清液含锌155～165 g/L，Fe﹤0.03 g/L。上清液经净化、电积提取锌；浸出底流液进入酸浸工序；

（2）一段酸浸：在中性浸出底流液中加入硫酸进行一段酸浸：始酸40～90 g/L，终酸20～35 g/L，温度85~90℃，时间2~3小时；

一段酸浸的上清液中Fe 的含量为5~15 g/L。一段酸浸浓密后上清液进入预中和工艺，底流液进入二段酸浸工序；

（3）二段酸浸：在一段酸浸底流液中加入硫酸、电积锌废液进行二段酸浸：固液比为1:12~15，始酸80～130 g/L，终酸50～100 g/L，温度90~95℃，时间4~6小时；

二段酸浸的上清液中Fe的含量为 13~25 g/L。二段酸浸浓密后上清液进入一段酸浸工序，底流液经过二次逆流洗涤后得到铅银渣，滤液继续进入二段酸浸工序；

（4）预中和：在一段酸浸的上清液中加入锌焙砂进行预中和：固液比为1:10~12，始酸20～35g/L，终酸8～13 g/L，温度60~70℃，时间2~3小时；

预中和的上清液中Fe含量为 5~15 g/L。预中和浓密后底流液进入一段酸浸工序；上清液进入沉矾工序；

（5）沉矾除铁：在预中和上清液中加入碳酸氢铵进行除铁：固液比为1:8~10始酸8～13 g/L，终酸8～20 g/L，温度90~100℃，时间5~6 小时；

沉矾除铁的上清液中Fe ﹤2 g/L。沉矾浓密后，上清液进入中性浸出工序；底流液进入酸洗工序；

（6）酸洗：在沉矾底流液中加入电积锌废液、浓硫酸进行酸洗，固液比为1:6~8，始酸60～100 g/L，终酸30～70 g/L，温度85~90℃，时间4~5小时；

酸洗的上清液中Fe的含量 3~8 g/L。酸洗浓密后上清液进入一段酸浸工序，底流液经过二次逆流洗涤后得到铁矾渣，滤液进入酸洗浓密。

本发明相对现有技术具有以下优点：

1、锌浸出率高，金属回收率高（总回收率达到94.45%）；

2、铁矾渣酸洗工艺的应用，进一步降低了铁矾渣不溶锌（小于3%）；

3、沉矾过程中不需加中和剂，可沉淀出较纯的铁矾渣，渣含铁较高，含有价金属较少；

4、铁矾渣中有价金属的损失较少，可改善矾渣对环境的污染，且金属回收率高；

5、该工艺的应用，使系统的抗硅能力从3.0%提高到4.0%，大幅度提高了系统对原料的适应性；

6、铁矾渣过滤采用二次逆流洗涤浆化，使渣含酸大幅度降低，减少了铁矾渣对环境的污染。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图

具体实施方式

二段高温高酸-低污染黄钾铁矾除铁-铁矾渣酸洗湿法炼锌工艺，包括以下步骤：

（1）中性浸出

中性浸出工序设有一台头槽即（氧化槽），五台串联、用一个溢流槽连接的浸出槽，两台￠21m的浓密机。

废电解液、改良型低污染黄钾铁矾分离浓密机的溢流、二氧化锰矿浆、贫镉液、阳极泥在头槽内制成均匀氧化液。氧化液用泵送至第一浸出槽，并加入定量焙砂。在第一浸出槽溢流处装有一台pH仪，自动调节氧化液流量。第一浸出槽矿浆溢流进入第二浸出槽，焙砂中的氧化锌完全溶解，二价铁氧化成三价铁。第二浸出槽终酸不低于13 g/L。中浸工序的pH控制是在第三浸出槽完成，加入该槽的焙砂量通过一台pH计控制。经过第五浸出槽以保证所需的反应时间。中浸后矿浆进入浓密机进行固液分离，溢流上清液由泵送至净化工序净化后电积提取锌，底流泵入一段热酸浸工序。

中性浸出技术条件：固液比为1:8~10，始酸60～80 g/L，终酸pH= 5.2～5.4，温度60～70℃，时间1.5～2小时。中性浸出的上清液成分为：Zn：155～165g/L；Fe：﹤0.03 g/L；Cu：0.17 g/L；Cd：0.38 g/L。

（2）一段热酸酸浸

一段热酸浸出工序的设备为以一条溢流槽互相连接的四台串联的浸出槽和一台￠15m浓密机。中浸浓密机底流和预中和浓密机底流由泵送至第一槽，所需的含酸溶液来自二段酸浸浓密机溢流。在第一槽溢流处装有一台自动酸度分析仪，以控制加入第一槽的溶液量。经四台槽浸出后，矿浆进入浓密机，其上清液泵至预中和工序，底流泵至二段酸浸的第一槽。

一段酸浸技术的工艺条件：固液比为1:10~12，始酸40～90 g/L，终酸20～35 g/L，温度85~90℃以上，时间2~3小时。

一段酸浸的上清液中，Fe含量为 5~15 g/L。

（3）二段高温高酸浸

二段酸浸设备为四台串联浸出槽和一台￠15m浓密机。一段酸浸浓密机底流泵入第一槽，用废电解液和浓硫酸进行浸出；经四台槽浸出后，矿浆经流槽流入浓密机，浓密机底流经过滤后得铅银渣，溢流上清泵至一段酸浸。

二段酸浸技术条件：固液比为1:12~15，始酸80～130 g/L，终酸50～100 g/L，温度90~95℃，时间4~6小时。

二段酸浸后上清液中Fe ：13~25 g/L。

（4）预中和

预中和的目的是降低来自一段酸浸浓密机溢流液的酸度，以符合下一步改良型低污染黄钾铁矾除铁在pH为1.5~2.0的工艺条件。该工序设有三台中联的反应槽和一台￠15m的浓密机。一段酸浸浓密机溢流上清液泵至第一槽，并在此加入定量的焙砂，第一槽溢流出口装有一台自动酸度分析仪以调整加入的焙砂量，再经过第二槽、第三槽反应后，矿浆进入浓密机，浓密机溢流上清泵到低污染黄钾铁矾工序，底流泵至一段酸浸第一槽。

固液比技术条件：固液比为1:10~12，始酸20～35g/L，终酸8～13 g/L，温度60~70℃，时间2~3小时。固液比的上清液中含Fe ：5~12g/L。

（5）低污染黄钾铁矾沉铁

该工序设有七台串联反应槽，用一条溢流溜槽相互连接一台￠21m分离浓密机。预中和浓密溢流上清液、碳酸氢铵浆化液同时加入第一槽，经过七台浸出槽的反应后，矿浆进入浓密机，浓密机溢流上清液泵至中浸工序氧化槽，底流三分之一泵至改良型低污染黄钾铁矾反应槽的第一槽作为晶种，其余泵入铁矾渣酸洗第一槽。

低污染黄钾铁矾控制条件：固液比为1:8~10，始酸8～13 g/L，终酸8～20 g/L，温度90~100℃，时间5-6小时。

铁矾沉铁的上清液含Fe ﹤2 g/L。

（6）铁矾渣酸洗

铁矾渣酸洗设备为三台串联浸出槽和一台￠15m浓密机。改良型低污染黄钾铁矾浓密机底流泵入第一槽用废电解液和浓硫酸进行浸出，经三台槽浸出后，矿浆经流槽流入浓密机，浓密机底流经过滤后得铁矾渣，溢流上清泵至一段酸浸。

铁矾渣酸洗技术条件：固液比为1:6~8，始酸60～100 g/L，终酸30～70 g/L，温度85~90℃，时间4~5小时。

铁矾渣酸上清液中含Fe： 3~8 g/L。

经过上述工艺步骤，锌金属的总回收率为94.45%；铁矾渣不溶锌为4.5%，铅银渣不溶锌小于3%。

Claims

1.二段高温高酸-黄钾铁矾除铁-酸洗湿法炼锌工艺，包括以下步骤：

（1）中性浸出：将锌焙砂用电积锌废液中性浸出：固液比为1:8~10，始酸60～80 g/L，终酸pH= 5.2～5.4，温度60～70℃，时间1.5~2小时；上清液经净化、电积提取锌；浸出底流液进入酸浸工序；

（2）一段酸浸：在中性浸出底流液中加入硫酸进行一段酸浸：始酸40～90 g/L，终酸20～35 g/L，温度85~90℃，时间2~3小时；一段酸浸浓密后上清液进入预中和工艺，底流液进入二段酸浸工序；

（3）二段酸浸：在一段酸浸底流液中加入硫酸、电积锌废液进行二段酸浸：固液比为1:12~15，始酸80～130 g/L，终酸50～100 g/L，温度90~95℃，时间4~6小时；二段酸浸浓密后上清液进入一段酸浸工序，底流液经过二次逆流洗涤后得到铅银渣，滤液继续进入二段酸浸工序；

（4）预中和：在一段酸浸的上清液中加入锌焙砂进行预中和：固液比为1:10~12，始酸20～35g/L，终酸8～13 g/L，温度60~70℃，时间2~3小时；预中和浓密后底流液进入一段酸浸工序；上清液进入沉矾工序；

（5）沉矾除铁：在预中和上清液中加入碳酸氢铵进行除铁：固液比为1:8~10始酸8～13 g/L，终酸8～20 g/L，温度90-100℃，时间5~6小时；沉矾浓密后，上清液进入中性浸出工序；底流液进入酸洗工序；

（6）酸洗：在沉矾底流液中加入电积锌废液、浓硫酸进行酸洗，固液比为1:6~8，始酸60～100 g/L，终酸30～70 g/L，温度85~90℃，时间4~5小时；酸洗浓密后上清液进入一段酸浸工序，底流液经过二次逆流洗涤后得到铁矾渣，滤液进入酸洗浓密。