專利名稱：一種低污染沉礬除鐵濕法煉鋅方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有色金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種濕法煉鋅方法。
背景技術(shù)：
目前濕法煉鋅除鐵的方法主要有黃鉀鐵礬法、針鐵礦法和赤鐵礦法，其共同特點(diǎn)是采用高溫高酸浸出，使焙燒礦中的鐵酸鋅溶解，從而提高鋅的回收率，并使進(jìn)入溶液中的鐵鋅分離。其不同點(diǎn)是在分離鐵鋅時(shí)，溶液中的鐵以不同形式的鐵沉淀物從溶液中分離出來。黃鉀鐵礬法是目前濕法煉鋅中最廣為采用的流程，全世界濕法煉鋅產(chǎn)量的一半以上是用黃鉀鐵礬法生產(chǎn)的，全世界有二十幾家工廠采用該法生產(chǎn)。黃鉀鐵礬法操作比較容易，能耗低，但需要消耗一定的堿試劑；針鐵礦法鐵渣量少，但能耗大，氧化還原過程實(shí)現(xiàn)較繁雜；赤鐵礦法投資較高，技術(shù)復(fù)雜，操作難度大。黃鉀鐵礬法除鐵過程需要加入中和劑，而且?guī)缀跛胁捎迷摲椒ㄉa(chǎn)的廠家都用鋅焙砂作中和劑，這樣就不可避免地使部分未溶解的鋅及有價(jià)金屬殘留在鐵礬渣中，導(dǎo)致鋅及有價(jià)金屬的損失，同時(shí)也污染鐵礬渣，不利于礬渣堆存和今后進(jìn)一步處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種低污染沉礬除鐵濕法煉鋅方法，該方法可以處理成分復(fù)雜的鋅精礦，提高金屬回收率，增強(qiáng)脫除雜質(zhì)的能力，提高最終產(chǎn)品質(zhì)量，降低原輔材料和能源消耗，減少污染，利于環(huán)境保護(hù)，便于有價(jià)金屬的綜合回收等。
本發(fā)明的低污染沉礬除鐵濕法煉鋅方法包括如下幾個(gè)步驟(1)中性浸出將鋅焙砂加入廢電解液、沉礬溢流液和二氧化錳進(jìn)行中性浸出，產(chǎn)生中性浸出溢流液和中性浸出底流液，75～95％左右的鋅溶解進(jìn)入中性浸出溢流液中，將中性浸出溢流液經(jīng)過凈化、電積提取鋅，而其余的鋅(主要是鐵酸鋅)與全部的鐵、砷、銻、鍺等有害雜質(zhì)進(jìn)入中性浸出底流液中；(2)低溫預(yù)中和將中性浸出底流液加入高溫高酸浸出溢流液、二氧化錳進(jìn)行低溫預(yù)中和，當(dāng)終酸不能滿足工藝要求時(shí)，加入適量焙砂中和，產(chǎn)生低溫預(yù)中和溢流液和低溫預(yù)中和底流液；(3)高溫高酸浸出將低溫預(yù)中和底流液加入廢電解液和硫酸進(jìn)行高溫高酸浸出，高溫高酸浸出溢流液返回低溫預(yù)中和，高溫高酸浸出渣堆存；(4)低污染沉礬除鐵將低溫預(yù)中和溢流液加入碳酸氫銨和碳酸氫鈉進(jìn)行低污染沉礬除鐵。將低污染沉礬除鐵產(chǎn)生的沉礬溢流液返回中性浸出槽進(jìn)行中性浸出，低污染沉礬渣堆存。
上述工藝步驟中所使用的二氧化錳原料可以用電積鋅工藝步驟產(chǎn)生的陽極泥代替或者部分代替。因?yàn)殛枠O泥里含有二氧化錳，這樣可以降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明各步驟工藝參數(shù)如下(1)中性浸出固液比1∶8～18，始酸20～60g/L，終酸PH為4.8～5.4，反應(yīng)溫度50～80℃，反應(yīng)時(shí)間1～2h；(2)低溫預(yù)中和固液比1∶6～10，始酸20～40g/L，終酸5～15g/L，反應(yīng)溫度50～70℃，反應(yīng)時(shí)間1～2h；
(3)高溫高酸浸出固液比1∶6～12，始酸120～160g/L，終酸30～80g/L，反應(yīng)溫度90℃以上，反應(yīng)時(shí)間2～6h；(4)低污染沉礬除鐵固液比1∶6～12，始酸8～18g/L，終點(diǎn)含F(xiàn)e≤3g/L，反應(yīng)溫度90℃以上，反應(yīng)時(shí)間3～5h。
本發(fā)明各步驟更優(yōu)化的工藝參數(shù)如下(1)中性浸出固液比1∶10～15，始酸30～50g/L，終酸PH為5.2～5.4，反應(yīng)溫度60～75℃，反應(yīng)時(shí)間1～1.5h；(2)低溫預(yù)中和固液比1∶7～9，始酸25～35g/L，終酸8～12g/L，反應(yīng)溫度55～65℃，反應(yīng)時(shí)間1～1.5h；(3)高溫高酸浸出固液比1∶7～9，始酸130～150g/L，終酸40～70g/L，反應(yīng)溫度90～95℃，反應(yīng)時(shí)間3～5h；(4)低污染沉礬除鐵固液比1∶7～9，始酸10～18g/L，終點(diǎn)含F(xiàn)e≤2g/L，反應(yīng)溫度90～95℃，反應(yīng)時(shí)間3.5～4.5h。
本發(fā)明的工藝過程和反應(yīng)基本原理如下低污染沉礬除鐵基本原理是“低污染沉礬除鐵”之前，先通過高溫高酸浸出，將鐵最大限度地浸出出來，然后通過低溫預(yù)中和調(diào)整溶液的組成，以便在沉礬過程中不需添加中和劑就能滿意地除鐵。常規(guī)沉礬法除鐵過程需要加中和劑，而且?guī)缀跛胁捎贸Ｒ?guī)沉礬法生產(chǎn)的廠家都用鋅焙砂作中和劑，這樣就不可避免地使部分未溶解的鋅及有價(jià)金屬殘留于鐵礬渣中，導(dǎo)致鋅及有價(jià)金屬的損失，同時(shí)也污染鐵礬渣，不利于環(huán)境保護(hù)和礬渣的進(jìn)一步處理。另外低污染沉礬除鐵在沉礬時(shí)，由于離子取代作用，砷、銻所形成的陰離子可以取代鐵礬晶格中的硫酸根，而后，CL、F取代晶格中的OH-，使溶液得以凈化。
(1)中性浸出將鋅焙砂加入廢電解液、沉礬溢流液和一定量的二氧化錳進(jìn)行中性浸出。該工藝的目的在于最大程度地將焙砂中的鋅浸出來，將其中有害雜質(zhì)如砷、銻、鍺等除去。
主要反應(yīng)式加入二氧化錳的主要目的是將浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+，為除鐵創(chuàng)造條件。加入二氧化錳的量要根據(jù)亞鐵含量來確定。
主要反應(yīng)式(2)低溫預(yù)中和將中浸底流加入高酸浸出溢流、一定量的二氧化錳進(jìn)行低溫預(yù)中和；低溫預(yù)中和控制終酸為5～15g/L，當(dāng)終酸不能滿足這個(gè)指標(biāo)時(shí)，加入適量焙砂中和，在生產(chǎn)中既可采用中浸底流，也可采用中浸底流和焙砂相結(jié)合方式就能很好地控制其終點(diǎn)。低溫預(yù)中和的目的用中性浸出底流液和焙砂來稀釋中和高溫高酸浸出溢流液，以降低高酸浸出液酸度和鐵濃度，為低污染沉礬除鐵創(chuàng)造條件。
主要反應(yīng)式
(3)高溫高酸浸出將預(yù)中和底流液加入廢電解液和適量硫酸進(jìn)行高溫高酸浸出，提高酸度和溫度，目的在于使焙燒礦里的鐵酸鋅溶解。
主要反應(yīng)式(4)低污染沉礬除鐵將預(yù)中和溢流液加入碳酸氫銨和碳酸氫鈉，在不加入中和劑的前提下，讓溶液中的三價(jià)鐵離子成為既不溶解于硫酸，又溶易沉淀、洗滌和過濾的黃鉀鐵礬晶體而沉淀下來。低污染沉礬溢流液返回中性浸出槽，沉礬渣回收金屬銦或作微肥。碳酸氫銨和碳酸氫鈉的用量要根據(jù)預(yù)中和溢流液中鐵的含量來確定。
主要反應(yīng)式為
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于該工藝適于處理成分復(fù)雜的鋅精礦；提高金屬回收率，增強(qiáng)脫除雜質(zhì)的能力，提高最終產(chǎn)品質(zhì)量，降低原輔材料和能源消耗，減少污染，利于環(huán)境保護(hù)，便于有價(jià)金屬的綜合回收等?？偨雎蔬_(dá)到98.5％以上，總回收率95％以上，0號鋅品級率90％以上，直流電耗2900kwh/t左右，電流效率88％左右。


下面結(jié)合工藝流程圖對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明圖1是本發(fā)明低污染沉礬除鐵濕法煉鋅方法工藝流程圖具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖1所示，本發(fā)明低污染沉礬除鐵濕法煉鋅方法主要包括四個(gè)工藝步驟(1)中性浸出將沉礬溢流液和廢電解液連續(xù)打入氧化槽內(nèi)，并根據(jù)亞鐵含量加入二氧化錳，控制酸度為40～50g/L，含鐵控制在1～2g/L。將氧化槽內(nèi)的液體和焙砂連續(xù)打入中浸槽內(nèi)，控制中浸槽內(nèi)礦漿PH為5.0～5.4，固液比1∶12～14，溫度65～72℃，時(shí)間1～1.2h，經(jīng)過中浸濃密產(chǎn)生中性浸出溢流液和中性浸出底流液。
(2)低溫預(yù)中和將中性浸出底流液和高溫高酸浸出溢流液打入預(yù)中和槽，并根據(jù)亞鐵含量加入二氧化錳，控制固液比為1∶7～8，始酸30～35g/L，終酸8～12g/L，當(dāng)終酸不能滿足這個(gè)指標(biāo)時(shí)，加入適量焙砂中和，反應(yīng)溫度58～65℃，反應(yīng)時(shí)間1～1.2h。經(jīng)過預(yù)中和濃密產(chǎn)生低溫預(yù)中和溢流液和低溫預(yù)中和底流液。
(3)高溫高酸浸出將低溫預(yù)中和底流液、廢電解液和適量的硫酸打入高溫高酸浸出槽，控制固液比為1∶7～8，始酸135～145g/L，終酸50～60g/L，反應(yīng)溫度90～95℃，反應(yīng)時(shí)間3.5～4.5h。經(jīng)過高浸濃密和壓濾產(chǎn)生高溫高酸浸出溢流液和高溫高酸浸出渣。
(4)低污染沉礬除鐵將低溫預(yù)中和溢流液打入低污染沉礬槽，根據(jù)含鐵量加入碳酸氫銨和碳酸氫鈉，控制固液比為1∶7～8，始酸12～15g/L，終點(diǎn)Fe≤3g/L，反應(yīng)溫度90～95℃，反應(yīng)時(shí)間3.8～4.2h。經(jīng)過沉礬濃密和壓濾產(chǎn)生沉礬溢流液和鐵礬渣。
實(shí)施例2工藝步驟與實(shí)施例1相同，工藝參數(shù)如下(1)中性浸出控制固液比1∶8～10，始酸為35～40g/L，含鐵控制在1～2g/L，中浸槽內(nèi)礦漿PH為4.8～5.2，溫度55～65℃，時(shí)間1.5～2h。
(2)低溫預(yù)中和控制固液比為1∶6～8，始酸35～38g/L，終酸9～15g/L，反應(yīng)溫度55～62℃，反應(yīng)時(shí)間1.2～1.5h。
(3)高溫高酸浸出控制固液比為1∶6～9，始酸140～150g/L，終酸55～65g/L，反應(yīng)溫度90～95℃，反應(yīng)時(shí)間3.8～4.2h。
(3)低污染沉礬除鐵控制固液比為1∶8～10，始酸10～12g/L，終點(diǎn)Fe≤2g/L，反應(yīng)溫度90～95℃，反應(yīng)時(shí)間4.5～5h。
權(quán)利要求
1.一種低污染沉礬除鐵濕法煉鋅方法，包括如下幾個(gè)步驟(1)中性浸出將鋅焙砂加入廢電解液、沉礬溢流液和二氧化錳進(jìn)行中性浸出，產(chǎn)生中性浸出溢流液和中性浸出底流液，將中性浸出溢流液經(jīng)過凈化、電積提取鋅；(2)低溫預(yù)中和將中性浸出底流液加入高溫高酸浸出溢流液、二氧化錳進(jìn)行低溫預(yù)中和，當(dāng)終酸不能滿足工藝要求時(shí)，加入適量焙砂中和，產(chǎn)生低溫預(yù)中和溢流液和低溫預(yù)中和底流液；(3)高溫高酸浸出將低溫預(yù)中和底流液加入廢電解液和硫酸進(jìn)行高溫高酸浸出，高溫高酸浸出溢流液返回低溫預(yù)中和，高溫高酸浸出渣堆存；(4)低污染沉礬除鐵將低溫預(yù)中和溢流液加入碳酸氫銨和碳酸氫鈉進(jìn)行低污染沉礬除鐵。將低污染沉礬除鐵產(chǎn)生的沉礬溢流液返回中性浸出槽進(jìn)行中性浸出，低污染沉礬渣堆存。
2.按權(quán)利要求1所述的低污染沉礬除鐵濕法煉鋅方法，其特征在于各步驟工藝參數(shù)如下(1)中性浸出固液比1∶8～18，始酸20～60g/L，終酸PH為4.8～5.4，反應(yīng)溫度50～80℃，反應(yīng)時(shí)間1～2h；(2)低溫預(yù)中和固液比1∶6～10，始酸20～40g/L，終酸5～15g/L，反應(yīng)溫度50～70℃，反應(yīng)時(shí)間1～2h；(3)高溫高酸浸出固液比1∶6～12，始酸120～160g/L，終酸30～80g/L，反應(yīng)溫度90℃以上，反應(yīng)時(shí)間2～6h；(4)低污染沉礬除鐵固液比1∶6～12，始酸8～18g/L，終點(diǎn)含F(xiàn)e≤3g/L，反應(yīng)溫度90℃以上，反應(yīng)時(shí)間3～5h。
3.按權(quán)利要求1所述的低污染沉礬除鐵濕法煉鋅方法，其特征在于各步驟工藝參數(shù)如下(1)中性浸出固液比1∶10～15，始酸30～50g/L，終酸PH為5.2～5.4，反應(yīng)溫度60～75℃，反應(yīng)時(shí)間1～1.5h；(2)低溫預(yù)中和固液比1∶7～9，始酸25～35g/L，終酸8～12g/L，反應(yīng)溫度55～65℃，反應(yīng)時(shí)間1～1.5h；(3)高溫高酸浸出固液比1∶7～9，始酸130～150g/L，終酸40～70g/L，反應(yīng)溫度90～95℃，反應(yīng)時(shí)間3～5h；(4)低污染沉礬除鐵固液比1∶7～9，始酸10～18g/L，終點(diǎn)含F(xiàn)e≤2g/L，反應(yīng)溫度90～95℃，反應(yīng)時(shí)間3.5～4.5h。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低污染沉礬除鐵濕法煉鋅方法，該方法主要包括中性浸出、低溫預(yù)中和、高溫高酸浸出和低污染沉礬除鐵四個(gè)工藝步驟，在低污染沉礬除鐵之前，先通過高溫高酸浸出，將鐵最大限度地浸出出來，然后通過低溫預(yù)中和調(diào)整溶液的組成，以便在沉礬過程中不需添加中和劑就能滿意地除鐵。該工藝適于處理成分復(fù)雜的鋅精礦，提高金屬回收率，增強(qiáng)脫除雜質(zhì)的能力，提高最終產(chǎn)品質(zhì)量，降低原輔材料和能源消耗，減少污染，利于環(huán)境保護(hù)，便于有價(jià)金屬的綜合回收等。
文檔編號C22B3/00GK1900330SQ20061010122
公開日2007年1月24日 申請日期2006年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月30日
發(fā)明者王鳳朝, 李龍, 馮國軍, 霍瑞龍, 段貴軍, 白音, 朱永良, 魏登文, 張國柱, 馬永濤, 張力文, 李國恩 申請人:赤峰紅燁鋅冶煉有限責(zé)任公司