CN114737064A - 一种湿法炼锌黄钾铁矾法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种湿法炼锌黄钾铁矾法，包括步骤：中性浸出：将锌焙烧矿加入废电解液中，并加入二氧化锰加热反应，得到中浸渣；低酸浸出：将所述中浸渣加入废电解液与浓硫酸的混合溶液中加热反应，得到低浸渣；一段加压浸出：将低浸渣加入硫酸中，通过加压控制反应温度在第一预定温度，加入含有一价阳离子的溶液，反应第一预定时间，得到第一反应后液、黄钾铁矾以及一段加压浸出渣；二段加压浸出：将所述一段加压浸出渣加入反应前液中，加压控制反应温度在第二预定温度，反应第二预定时间，得到二段加压浸出后液。本发明采用“两段加压浸出”取代现有工艺的“硅浸+预中和+黄钾铁矾沉铁”，极大缩减了反应时间和成本，而且在高海拔地区也适用。
Description
技术领域
本发明涉及锌冶炼领域，尤其涉及一种湿法炼锌黄钾铁矾法。
背景技术
湿法炼锌(hydrometallurgy of zinc)是指将锌焙烧矿或其他硫化锌物料和硫化锌精矿中的锌溶解在硫酸溶液中，从中提取金属锌或锌化合物的过程，为现代炼锌的主要方法。由锌浸出、硫酸锌溶液净化、锌电解沉积三大环节组成。
铁是锌焙烧矿的主要杂质，含量通常在2-10％之间，铁锌的分离是炼锌的关键，按其分离工艺的不同可以分为火法挥发法、黄钾铁矾法、针铁矿法、赤铁矿法等。标准的黄钾铁矾法工艺流程由中浸工序、低酸浸出工序、硅浸工序(又称“热酸浸出工序”)、预中和工序、黄钾铁矾沉铁工序等工序组成，其工艺流程长、投资高、运行能耗高，导致该工艺在国内无法普遍推广使用，特别是高海拔地区，因溶液沸点的降低，常压条件下，反应温度难以达到黄钾铁矾法沉铁的要求。
因此，现有技术存在缺陷，有待改进与发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种湿法炼锌黄钾铁矾法，旨在解决现有技术工艺流程长、投资高、运行能耗高、高海拔地区适应性差等问题。
为了解决上述技术问题，本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
一种湿法炼锌黄钾铁矾法，包括步骤：中性浸出：将锌焙烧矿加入废电解液中，并加入二氧化锰加热反应，得到中浸渣；低酸浸出：将所述中浸渣加入废电解液与浓硫酸的混合溶液中加热反应，得到低浸渣；其中，还包括步骤：
一段加压浸出：将低浸渣加入硫酸中，通过加压控制反应温度在第一预定温度，加入含有一价阳离子的溶液，反应第一预定时间，得到第一反应后液、黄钾铁矾以及一段加压浸出渣；
二段加压浸出：将所述一段加压浸出渣加入反应前液中，加压控制反应温度在第二预定温度，反应第二预定时间，得到二段加压浸出后液。
所述的湿法炼锌黄钾铁矾法，其中，在所述反应第一预定时间后，控制反应终酸的浓度为25-30g/L。
所述的湿法炼锌黄钾铁矾法，其中，在所述一段加压浸出后，还包括步骤：
将所述第一反应后液返回至所述中性浸出步骤中使用。
所述的湿法炼锌黄钾铁矾法，其中，在所述二段加压浸出后，还包括步骤：
将所述二段加压浸出后液返回至所述一段加压浸出步骤作为一段加压浸出的反应前液。
所述的湿法炼锌黄钾铁矾法，其中，所述含有一价阳离子的溶液为氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液、碳酸氢铵溶液、碳酸钾溶液、碳酸钠溶液、碳酸铵溶液、氨水溶液、硫酸钠溶液、硫酸钾溶液、硫酸铵溶液中的一种或多种。
所述的湿法炼锌黄钾铁矾法，其中，所述二段加压浸出步骤中的反应前液为电解废液。
所述的湿法炼锌黄钾铁矾法，其中，所述第一预定温度为140℃。
所述的湿法炼锌黄钾铁矾法，其中，所述第一预定时间为2h。
所述的湿法炼锌黄钾铁矾法，其中，所述第二预定温度为140℃。
所述的湿法炼锌黄钾铁矾法，其中，所述第二预定时间为2h。
有益效果：本发明提供了一种湿法炼锌黄钾铁矾法，包括步骤：中性浸出：将锌焙烧矿加入废电解液中，并加入二氧化锰加热反应，得到中浸渣；低酸浸出：将所述中浸渣加入废电解液与浓硫酸的混合溶液中加热反应，得到低浸渣；一段加压浸出：将低浸渣加入硫酸中，通过加压控制反应温度在第一预定温度，加入含有一价阳离子的溶液，反应第一预定时间，得到第一反应后液、黄钾铁矾以及一段加压浸出渣；二段加压浸出：将所述一段加压浸出渣加入反应前液中，加压控制反应温度在第二预定温度，反应第二预定时间，得到二段加压浸出后液。本发明采用“两段加压浸出”取代现有工艺的“硅浸+预中和+黄钾铁矾沉铁”，反应时间较现有工艺极大缩减，液固分离比现有工艺也减少了一次，而有价金属的浸出率并不低于现有工艺，并且浸出后液也可以直接返回使用，将现有的工艺流程大大缩减，成本和运行能耗也有所降低，并且通过采用两段加压浸出的方式解决了现有工艺高海拔地区适应性差的问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的湿法炼锌黄钾铁矾法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
铁是锌焙烧矿的主要杂质，含量通常在2-10％之间，铁锌的分离是炼锌的关键，按其分离工艺的不同可以分为火法挥发法、黄钾铁矾法、针铁矿法、赤铁矿法等。标准的黄钾铁矾法工艺流程由中浸工序、低酸浸出工序、硅浸工序(又称“热酸浸出工序”)、预中和工序、黄钾铁矾沉铁工序等工序组成，其工艺流程长、投资高、运行能耗高，导致该工艺在国内无法普遍推广使用，特别是高海拔地区，因溶液沸点的降低，常压条件下，反应温度难以达到黄钾铁矾法沉铁的要求。
基于此，本发明提供了一种湿法炼锌黄钾铁矾法，如图1所示，其包括步骤：
S10、中性浸出：将锌焙烧矿加入废电解液中，并加入二氧化锰加热反应，得到中浸渣；
S20、低酸浸出：将所述中浸渣加入废电解液与浓硫酸的混合溶液中加热反应，得到低浸渣；
S30、一段加压浸出：将低浸渣加入硫酸中，通过加压控制反应温度在第一预定温度，加入含有一价阳离子的溶液，反应第一预定时间，得到第一反应后液、黄钾铁矾以及一段加压浸出渣；
S40、二段加压浸出：将所述一段加压浸出渣加入反应前液中，加压控制反应温度在第二预定温度，反应第二预定时间，得到二段加压浸出后液。
现有技术中，湿法炼锌黄钾铁矾法的工艺流程包括中浸工序、低酸浸出工序、硅浸工序(又称“热酸浸出工序”)、预中和工序、黄钾铁矾沉铁工序等工序，然而其工艺流程较长、投资高、运行能耗高并且在高海拔地区因溶液沸点的降低，在常压条件下反应温度难以达到黄钾铁矾法沉铁的要求，因此本发明采用两段加压浸出的工艺替代现有技术中的硅浸工序、预中和工序和黄钾铁矾沉铁工序，在有价金属的浸出率没有降低的情况下，能够减少一次液固分离，并且反应时间较现有技术极大缩减，同时在加压的条件下，可以加热到较高的反应温度，满足了该工艺在高海拔地区的适应性。
本发明的所述步骤S10和S20均为现有工艺，中性浸出步骤的反应温度为60-70℃，反应时间为2h，终点pH值为4.8-5.2，反应后液铁小于20mg/L，低酸浸出步骤的反应温度为75-80℃，反应时间为2h，终点pH值为2.6-2.8。中性浸出是把ZnO变成ZnSO4，并除铁(即铁水解沉淀)；低酸浸出是把ZnSiO3转化成ZnSO4，并且把硅与铁结合在一起，避免后续再溶解出来，影响沉降和过滤。上述工艺均为现有工艺，在此不再赘述，下面将详细描述本发明的两段加压浸出步骤的原理。
具体地，在所述步骤S30中，将低浸渣加入到硫酸中，可以使低浸渣与硫酸发生反应，低浸渣的主要成分为铁酸锌，其具体反应如式(1)：
ZnO·Fe2O3+8H+＝2Fe3++Zn2++4H2O 式(1)，
通过加压控制反应温度在第一预定温度，随着硫酸的消耗，Fe3+开始与含有一价阳离子的溶液提供的一价阳离子(A+)发生水解沉矾反应，其具体反应如式(2)：
3Fe3++A++2SO4 2-+6H2O＝(A)Fe3(SO4)2(OH)6+6H+ 式(2)。
在反应过程中，铁酸锌的浸出和三价铁的水解沉矾同时发生，最终在反应第一预定时间后，得到第一反应后液、黄钾铁矾以及一段加压浸出渣。
在一些实施方式中，在所述反应第一预定时间后，控制反应终酸的浓度为25-30g/L，并将所述第一反应后液返回至所述中性浸出步骤中使用。
具体地，一段加压浸出后得到的第一反应后液中铁的浓度低于3g/L，通过控制反应终酸的浓度为25-30g/L，可以使处理后的第一反应后液相当于水解除铁后液直接返回到中性浸出步骤中进行使用。
本发明在所述步骤S30之后还设置有二段加压浸出的步骤，是因为一段加压浸出时可能会有未能浸出的铁酸锌，通过二段加压浸出，可以提高酸度进一步浸出未能浸出的铁酸锌，而由于黄钾铁矾难溶于酸，因此一段加压浸出生成的(A)Fe3(SO4)2(OH)6不会参与反应，而通过二段加压浸出，可以提高锌、铜的浸出率，保证锌、铜的浸出率分别达到98.5％、90％以上。
本发明中的两段加压浸出采用密闭的加压釜，反应过程中液体无法蒸发，热量损耗少，反应结束后余热回收简单，更容易实现整个炼锌系统蒸汽平衡，无需额外增加蒸汽锅炉，很好地解决了现有技术中硅浸反应温度要求95℃、黄钾铁矾沉铁反应温度要求98℃，在云贵、青藏高原海拔平均2000米左右，水的沸点只有93℃左右，为了维持如此高的反应温度，蒸汽消耗巨大，整个炼锌系统蒸汽无法平衡，需要额外增加锅炉产生蒸汽，增加成本的问题，从而进一步实现了成本的降低，并且在高海拔地区有更好的适应性。
在一些实施方式中，在所述步骤S40后，还包括步骤：将所述二段加压浸出后液返回至所述一段加压浸出步骤作为一段加压浸出的反应前液。
具体地，反应过程中会生成大量的H+，导致在二段加压浸出后液中存在大量的硫酸，而由于一段加压浸出的过程中需要使低浸渣与硫酸发生反应，因此本实施例中将二段加压浸出后液返回至一段加压浸出步骤作为一段加压浸出的反应前液，并且在实际生产中，为了尽可能降低硫酸锌溶液中的铁含量，黄钾铁矾析出过程必须在较低的酸度下进行，通常控制溶液pH在1.5左右，而从上面的水解沉矾反应式(2)可以看出，黄钾铁矾析出过程本身就是一个增酸过程，工厂为了维持溶液的一定酸度通常需要加入中和剂以中和黄钾铁矾析出过程中产生的酸，而本发明中直接将二段加压浸出后液返回至一段加压浸出步骤作为一段加压浸出的反应前液使用，既可以在不加入中和剂的情况下实现对于黄钾铁矾析出时酸度的维持，又可以为一段加压浸出过程提供硫酸，减少硫酸的投入量，从而实现成本的降低。
在一些实施方式中，二段加压浸出后，除二段加压浸出后液外，还得到二段加压浸出渣，通过本发明的两段逆流加压浸出既实现了锌、铜的高效浸出，同时又保证了铁充分的水解沉矾。
在一些实施方式中，所述含有一价阳离子的溶液为氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液、碳酸氢铵溶液、碳酸钾溶液、碳酸钠溶液、碳酸铵溶液、氨水溶液、硫酸钠溶液、硫酸钾溶液、硫酸铵溶液中的一种或多种；在一些其他的实施方式中，所述含有一价阳离子的溶液还可以为含有H3O+的溶液，具体地，在相同条件下，黄钾铁矾形成的难易程度与其一价阳离子的半径大小有关，离子半径接近或大于100pm则比较容易生成矾的结晶，如K+的离子半径为133pm，Na+的离子半径为98pm，NH4 +的离子半径为143pm，因此这些都可以用做除铁沉矾剂。
具体地，在三价铁水解沉矾时需要由含有一价阳离子的溶液提供一价阳离子，一价阳离子是黄钾铁矾的必要生成条件，一价阳离子的加入量必须满足化学式(A)Fe3(SO4)2(OH)6所规定的原子比，即Fe/A必须等于或大于3方能取得好的除铁效果。
在一些实施方式中，所述二段加压浸出步骤中的反应前液为电解废液。
在一些具体的实施方式中，所述第一预定温度为140℃，所述第一预定时间为2h，所述第二预定温度为140℃，所述第二预定时间为2h，所述一段加压浸出和二段加压浸出步骤中的压力值为对应温度下水蒸气的饱和压力。
具体地，反应温度越高，反应速度越快，正常情况沉矾的温度90-95℃，需要5h以上，而温度140℃，只需要2h，理论上温度每提高10℃，反应速度提高2-3倍。但温度提高，需要考虑饱和蒸汽压的问题，需要在密闭的加压釜里加温，否则温度升不起来，因此本发明通过控制反应温度，既可以提高反应速率，也可以保障有价金属的浸出率，从而使得两段加压浸出的反应时间缩短至4h，而现有技术中硅浸反应时间10h，预中和反应时间1h，黄钾铁矾沉铁反应时间5h，总共需要16h，因此通过两段加压浸出控制反应温度可以极大缩短湿法炼锌黄钾铁矾法的反应时间。
下面通过实施例对本发明进行详细说明。
实施例一
中性浸出：将锌焙烧矿加入废电解液中，并加入二氧化锰在60-70℃加热反应，得到中浸渣，并控制反应终点pH值为4.8-5.2，反应后液铁小于20mg/L；其中，锌焙烧矿的成分及废电解液的成分如表1和表2所示：
注：*表示单位为g/t
表1锌焙烧矿成分(单位：％)
表2废电解液成分(单位：g/l)
低酸浸出：将所述中浸渣加入废电解液与浓硫酸的混合溶液中在75-80℃加热反应2h，得到低浸渣，控制反应终点pH值为2.6-2.8；
一段加压浸出：将低浸渣加入硫酸中，通过加压控制反应温度在140℃，反应2h，得到第一反应后液、黄钾铁矾以及一段加压浸出渣，其中一段反应后液的成分如表3所示；由于废电解液中含有足够沉矾的钠离子，因此不再添加碳铵作为沉矾的阳离子；
注：*表示单位为mg/l
表3一段反应后液成分(单位：g/l)
二段加压浸出：将所述一段加压浸出渣加入反应前液中，加压控制反应温度在140℃，反应2h，得到二段加压浸出后液(即所述的二段加压浸出后液)及二段加压浸出渣，二段反应后液及二段加压浸出渣成分如表4和表5所示：
注：*表示单位为mg/l
表4二段反应后液成分(单位：g/l)
注：*表示单位为g/t
表5二段加压浸出渣成分
本实施例通过开展7轮闭路循环小型连续试验，得到一段反应后液、二段反应后液以及二段加压浸出渣的成分，并且通过对锌焙烧矿到二段加压浸出渣的渣率以及各金属的浸出率计算(具体数据如表6所示)，得到锌焙烧矿到二段渣的渣率为35.88％和锌、铁、铜、铟、镁的浸出率分别为98.50％、4.94％、90.48％、2.69％、93.77％，各项指标均优于原工艺的，浸出后液相当于水解除铁后液可以直接返回中浸工序，原工艺三段工序，反应时间共计16h，需要经过三次液固分离；而加压浸出工艺只有两段工序，反应时间共计4h，只需要经过两次液固分离。另外原工艺硅浸反应温度要求95℃、黄钾铁矾沉铁反应温度要求98℃，云南位于云贵高原海拔平均2000米左右，水的沸点只有93℃左右，为了维持如此高的反应温度，蒸汽消耗巨大，整个炼锌系统蒸汽无法平衡，需要额外增加锅炉产生蒸汽，增加成本；而加压浸出采用密闭的加压釜，反应过程中液体无法蒸发，热量损耗少，反应结束后余热回收简单，更容易实现整个炼锌系统蒸汽平衡，无需额外增加蒸汽锅炉。
表6锌焙烧矿到二段渣的渣率和各金属的浸出率(单位：％)
综上，本发明提供了一种湿法炼锌黄钾铁矾法，包括步骤：中性浸出：将锌焙烧矿加入废电解液中，并加入二氧化锰加热反应，得到中浸渣；低酸浸出：将所述中浸渣加入废电解液与浓硫酸的混合溶液中加热反应，得到低浸渣；一段加压浸出：将低浸渣加入硫酸中，通过加压控制反应温度在第一预定温度，加入含有一价阳离子的溶液，反应第一预定时间，得到第一反应后液、黄钾铁矾以及一段加压浸出渣；二段加压浸出：将所述一段加压浸出渣加入反应前液中，加压控制反应温度在第二预定温度，反应第二预定时间，得到二段加压浸出后液，即所述的二段加压浸出后液。本发明采用“两段加压浸出”取代现有工艺的“硅浸+预中和+黄钾铁矾沉铁”，反应时间较现有工艺极大缩减，液固分离比现有工艺也减少了一次，而有价金属的浸出率并不低于现有工艺，并且浸出后液也可以直接返回使用，将现有的工艺流程大大缩减，成本和运行能耗也有所降低，并且通过采用两段加压浸出的方式解决了现有工艺高海拔地区适应性差的问题。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种湿法炼锌黄钾铁矾法，包括步骤：
中性浸出：将锌焙烧矿加入废电解液中，并加入二氧化锰加热反应，得到中浸渣；低酸浸出：将所述中浸渣加入废电解液与浓硫酸的混合溶液中加热反应，得到低浸渣；其特征在于，还包括步骤：
一段加压浸出：将低浸渣加入硫酸中，通过加压控制反应温度在第一预定温度，加入含有一价阳离子的溶液，反应第一预定时间，得到第一反应后液、黄钾铁矾以及一段加压浸出渣；
二段加压浸出：将所述一段加压浸出渣加入反应前液中，加压控制反应温度在第二预定温度，反应第二预定时间，得到二段加压浸出后液。
2.根据权利要求1所述的湿法炼锌黄钾铁矾法，其特征在于，在所述反应第一预定时间后，控制反应终酸的浓度为25-30g/L。
3.根据权利要求1所述的湿法炼锌黄钾铁矾法，其特征在于，在所述一段加压浸出后，还包括步骤：
将所述第一反应后液返回至所述中性浸出步骤中使用。
4.根据权利要求1所述的湿法炼锌黄钾铁矾法，其特征在于，在所述二段加压浸出后，还包括步骤：
将所述二段加压浸出后液返回至所述一段加压浸出步骤作为一段加压浸出的反应前液。
5.根据权利要求1所述的湿法炼锌黄钾铁矾法，其特征在于，所述含有一价阳离子的溶液为氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液、碳酸氢铵溶液、碳酸钾溶液、碳酸钠溶液、碳酸铵溶液、氨水溶液、硫酸钠溶液、硫酸钾溶液、硫酸铵溶液中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的湿法炼锌黄钾铁矾法，其特征在于，所述二段加压浸出步骤中的反应前液为电解废液。
7.根据权利要求1所述的湿法炼锌黄钾铁矾法，其特征在于，所述第一预定温度为140℃。
8.根据权利要求1所述的湿法炼锌黄钾铁矾法，其特征在于，所述第一预定时间为2h。
9.根据权利要求1所述的湿法炼锌黄钾铁矾法，其特征在于，所述第二预定温度为140℃。
10.根据权利要求1所述的湿法炼锌黄钾铁矾法，其特征在于，所述第二预定时间为2h。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117120643A (zh) * | 2023-06-30 | 2023-11-24 | 青美邦新能源材料有限公司 | 一种红土镍矿高压酸浸工艺铁铝渣中回收Sc的方法 |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4150095A (en) * | 1978-01-12 | 1979-04-17 | Sherritt Gordon Mines Limited | Recovering magnetite and ammonium sulphate from ammonium jarosite |
| US4440569A (en) * | 1982-02-24 | 1984-04-03 | Sherritt Gordon Mines Limited | Recovery of zinc from zinc-containing sulphidic material |
| WO1988003912A1 (en) * | 1986-11-26 | 1988-06-02 | Resource Technology Associates | Process for recovering metal values from ferrite wastes |
| US5078786A (en) * | 1986-11-26 | 1992-01-07 | Resource Technology Associates | Process for recovering metal values from jarosite solids |
| CA2104736A1 (en) * | 1993-08-24 | 1995-02-25 | Lucy Rosato | Process for high extraction of zinc from zinc ferrites |
| US6475450B1 (en) * | 2000-01-31 | 2002-11-05 | Dowa Mining Co., Ltd. | Method of leaching zinc concentrate |
| CN1900330A (zh) * | 2006-06-30 | 2007-01-24 | 赤峰红烨锌冶炼有限责任公司 | 一种低污染沉矾除铁湿法炼锌方法 |
| CN102094126A (zh) * | 2010-11-10 | 2011-06-15 | 白银有色集团股份有限公司 | 二段高温高酸-黄钾铁矾除铁-铁矾渣酸洗湿法炼锌工艺 |
| CN102676805A (zh) * | 2012-05-30 | 2012-09-19 | 巴彦淖尔紫金有色金属有限公司 | 低品位锌精矿伴生铅、银的回收工艺 |
| CN103210099A (zh) * | 2011-04-15 | 2013-07-17 | 泰姆5有限公司 | 从硫化锌精矿开始回收含硫介质中的锌的湿法冶金方法 |
| CN103898336A (zh) * | 2014-03-24 | 2014-07-02 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 处理锌焙烧矿的方法 |
| CN104789768A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-07-22 | 金川集团股份有限公司 | 一种从红土镍矿中回收镍、钴、铁、硅和镁的方法 |
| CN104805306A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-07-29 | 金川集团股份有限公司 | 一种从低品位红土镍矿中回收镍、钴和铁的新方法 |
| CN106148688A (zh) * | 2016-08-16 | 2016-11-23 | 白银有色集团股份有限公司 | 一种湿法炼锌浸出沉铁工艺 |
| CN113846214A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-12-28 | 昆明理工大学 | 一种湿法炼锌生产中含锌物料的处理方法 |
-
2022
- 2022-03-17 CN CN202210263693.8A patent/CN114737064A/zh active Pending
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4150095A (en) * | 1978-01-12 | 1979-04-17 | Sherritt Gordon Mines Limited | Recovering magnetite and ammonium sulphate from ammonium jarosite |
| US4440569A (en) * | 1982-02-24 | 1984-04-03 | Sherritt Gordon Mines Limited | Recovery of zinc from zinc-containing sulphidic material |
| WO1988003912A1 (en) * | 1986-11-26 | 1988-06-02 | Resource Technology Associates | Process for recovering metal values from ferrite wastes |
| US5078786A (en) * | 1986-11-26 | 1992-01-07 | Resource Technology Associates | Process for recovering metal values from jarosite solids |
| CA2104736A1 (en) * | 1993-08-24 | 1995-02-25 | Lucy Rosato | Process for high extraction of zinc from zinc ferrites |
| US6475450B1 (en) * | 2000-01-31 | 2002-11-05 | Dowa Mining Co., Ltd. | Method of leaching zinc concentrate |
| CN1900330A (zh) * | 2006-06-30 | 2007-01-24 | 赤峰红烨锌冶炼有限责任公司 | 一种低污染沉矾除铁湿法炼锌方法 |
| CN102094126A (zh) * | 2010-11-10 | 2011-06-15 | 白银有色集团股份有限公司 | 二段高温高酸-黄钾铁矾除铁-铁矾渣酸洗湿法炼锌工艺 |
| CN103210099A (zh) * | 2011-04-15 | 2013-07-17 | 泰姆5有限公司 | 从硫化锌精矿开始回收含硫介质中的锌的湿法冶金方法 |
| CN102676805A (zh) * | 2012-05-30 | 2012-09-19 | 巴彦淖尔紫金有色金属有限公司 | 低品位锌精矿伴生铅、银的回收工艺 |
| CN103898336A (zh) * | 2014-03-24 | 2014-07-02 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 处理锌焙烧矿的方法 |
| CN104789768A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-07-22 | 金川集团股份有限公司 | 一种从红土镍矿中回收镍、钴、铁、硅和镁的方法 |
| CN104805306A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-07-29 | 金川集团股份有限公司 | 一种从低品位红土镍矿中回收镍、钴和铁的新方法 |
| CN106148688A (zh) * | 2016-08-16 | 2016-11-23 | 白银有色集团股份有限公司 | 一种湿法炼锌浸出沉铁工艺 |
| CN113846214A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-12-28 | 昆明理工大学 | 一种湿法炼锌生产中含锌物料的处理方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 蒋继波;王吉坤;贺山明;王帆;钟庆东;: "铁矾法从富铟高铁硫化锌精矿加压浸出液中沉铟研究", 有色金属(冶炼部分), no. 05 * |
| 邓志明, 周正华: "湿法炼锌浸出沉铁探讨", 湖南有色金属, no. 01 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117120643A (zh) * | 2023-06-30 | 2023-11-24 | 青美邦新能源材料有限公司 | 一种红土镍矿高压酸浸工艺铁铝渣中回收Sc的方法 |
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