專利名稱：一種硫化鋅精礦的臭氧常壓浸出法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋅的濕法冶金領(lǐng)域，特別是一種高鐵硫化鋅精礦的臭氧常壓浸出法
背景技術(shù)：
目前硫化鋅精礦的冶煉方法80%以上采用濕法煉鋅工藝，傳統(tǒng)的工藝流程為硫 化鋅精礦一焙燒一硫酸浸出一電積。此工藝較為成熟，鋅的浸出率也較高，但需要龐大的制 酸系統(tǒng)，投資很大；另外鋅精礦中鐵閃鋅礦在焙燒過程中生成大量鐵酸鋅，這部分鐵酸鋅需 采用高溫高酸才能浸出，酸耗很高，且鋅的浸出率也較低。為此，人們又發(fā)明了加壓浸出技 術(shù)，使硫化鋅精礦在高溫高壓的酸性條件下，由氧氣直接氧化得到硫酸鋅溶液與單質(zhì)硫，從 而省去了傳統(tǒng)工藝中龐大的制酸系統(tǒng)，具有污染低、投資小和鋅的回收率較高等優(yōu)點(diǎn)。但是 加壓浸出對(duì)于所需的加壓設(shè)備要求很高，存在設(shè)備制造困難和設(shè)備腐蝕嚴(yán)重的缺點(diǎn)。另外 還受加壓設(shè)備容積的限制，其處理量有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種硫化鋅精礦的臭氧常壓浸出法，該方法鋅浸出率高達(dá) 80 99%，單質(zhì)硫的產(chǎn)率達(dá)30 80%，并且此工藝技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、成本低廉、對(duì)環(huán)境友 好等顯著優(yōu)點(diǎn)，本方法對(duì)普通的硫化鋅精礦有很高的浸出率，對(duì)高鐵硫化鋅精礦優(yōu)點(diǎn)更為 突出。為達(dá)到上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案這種硫化鋅精礦的臭氧常壓浸出法是利用臭氧在常壓及硫酸體系中，直接將硫化 鋅精礦分解為硫酸鋅溶液，硫化鋅精礦中的硫轉(zhuǎn)化為硫單質(zhì)。所述的鋅精礦是加入到硫酸溶液或鋅電積廢電解液中，加熱攪拌，然后通入臭氧 氣體進(jìn)行反應(yīng)。3ZnS+3H2S04+03 = 3ZnS04+3H20+3S鋅精礦中的FeS與O3及硫酸進(jìn)行浸出反應(yīng)，其化學(xué)反應(yīng)式為3FeS+3H2S04+03 = 3FeS04+3H20+3S6FeS04+3H2S04+03 = 3Fe2 (SO4) 3+3H20鋅精礦中的ZnS與Fe2 (SO4)3進(jìn)行間接反應(yīng)，其化學(xué)反應(yīng)式為ZnS+Fe2 (SO4) 3 = ZnS04+2FeS04+S可以鋅精礦(含鐵8 20%，含鋅38 55%，含硫28 35% )為原料，用硫酸溶 液或鋅電積廢電解液(含游離硫酸80 160g/L，含鋅0 60g/L)作為浸出液，液固比為 3 1 6 1，加熱到40 90°C進(jìn)行攪拌浸出。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、鋅的浸出速率很高。從浸出反應(yīng)方程式可知，鐵閃鋅礦中的Fe先以Fe2+形式浸 出，進(jìn)一步被臭氧氧化成Fe3+，F(xiàn)e3+間接浸出鋅精礦中的ZnS，起到臭氧的傳遞作用，在浸出 過程中起催化作 用，有利于加快鋅的浸出速率。
2、從直接浸出反應(yīng)原理看，鋅精礦中的硫以元素硫形態(tài)產(chǎn)出，省去了傳統(tǒng)焙燒工 藝中的龐大的制酸系統(tǒng)，元素硫可堆存，方便運(yùn)輸。3、該發(fā)明無需像加壓浸出工藝所需的專門的加壓浸出設(shè)備，投資省，處理量大，同 時(shí)便于現(xiàn)有鋅冶煉企業(yè)的技術(shù)改造，浸出液可采用常規(guī)除鐵工藝(黃鉀鐵釩法，針鐵礦法 等)除鐵，而后進(jìn)行電積，工藝銜接性好。4、該工藝排出的尾氣僅有臭氧及富氧空氣，而且臭氧可迅速被分解為氧氣，這種 尾氣可以循環(huán)利用，同時(shí)不污染環(huán)境，因此是一種對(duì)環(huán)境友好的綠色冶金新工藝，符合國(guó)家 節(jié)能降耗的政策要求。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 將濃硫酸稀釋配制成1L，濃度為130g/L的硫酸溶液，加入含鐵14. 08%，含鋅 45. 57%，含硫31. 51 %的硫化鋅精礦220g (含水10% )，在電爐上加熱攪拌，待溫度達(dá)到 70°C時(shí)，通入臭氧氣體，其流速為15ml/min，反應(yīng)4h，過濾，得硫酸鋅溶液與硫渣，鋅的浸出 率為93. 5%，單質(zhì)硫的產(chǎn)率為72. 1%。實(shí)施例2:取1L含游離酸152g/L，含鋅48g/L的鋅電積廢電解液，加入含鐵14. 08%，含鋅 45. 57%，含硫31. 51%的硫化鋅精礦220g (含水10 ，在電爐上加熱攪拌，待溫度達(dá)到 70°C時(shí)，通入臭氧氣體，其流速為15ml/min，反應(yīng)4h，過濾，得硫酸鋅溶液與硫渣，鋅的浸出 率為95. 2%，單質(zhì)硫的產(chǎn)率為74.8%。實(shí)施例3 取1L含游離酸152g/L，含鋅48g/L的鋅電積廢電解液，加入含鐵14. 08%，含鋅 45. 57%，含硫31. 51%的硫化鋅精礦220g (含水10 ，在電爐上加熱攪拌，待溫度達(dá)到 80°C時(shí)，通入臭氧氣體，其流速為15ml/min，反應(yīng)4h，過濾，得硫酸鋅溶液與硫渣，鋅的浸出 率為96. 5%，單質(zhì)硫的產(chǎn)率為78. 3%。實(shí)施例4 取1L含游離酸152g/L，含鋅48g/L的鋅電積廢電解液，加入含鐵14. 08%，含鋅 45. 57%，含硫31. 51%的硫化鋅精礦220g (含水10 ，在電爐上加熱攪拌，待溫度達(dá)到 80°C時(shí)，通入臭氧氣體，其流速為20ml/min，反應(yīng)4h，過濾，得硫酸鋅溶液與硫渣，鋅的浸出 率為98. 4%，單質(zhì)硫的產(chǎn)率為80. 1%。實(shí)施例5 取1L含游離酸152g/L，含鋅48g/L的鋅電積廢電解液，加入含鐵12.4%，含鋅 53.4%,含硫32. 8%的硫化鋅精礦220g(含水10% )，在電爐上加熱攪拌，待溫度達(dá)到80°C 時(shí)，通入臭氧氣體，其流速為20ml/min，反應(yīng)4h，過濾，得硫酸鋅溶液與硫渣，鋅的浸出率為 98. 6%，單質(zhì)硫的產(chǎn)率為79.3%。
權(quán)利要求
一種硫化鋅精礦的臭氧常壓浸出法，其特征在于該方法是利用臭氧在常壓及硫酸體系中，直接將硫化鋅精礦分解為硫酸鋅溶液，硫化鋅精礦中的硫轉(zhuǎn)化為硫單質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硫化鋅精礦的臭氧常壓浸出方法，其特征在于，所述的 鋅精礦是加入到硫酸溶液或鋅電積廢電解液中，加熱攪拌，然后通入臭氧氣體進(jìn)行反應(yīng)，其 化學(xué)反應(yīng)式為3ZnS+3H2S04+03 = 3ZnS04+3H20+3S鋅精礦中的FeS與O3及硫酸進(jìn)行浸出反應(yīng)，其化學(xué)反應(yīng)式為3FeS+3H2S04+03 = 3FeS04+3H20+3S6FeS04+3H2S04+03 = 3Fe2 (SO4) 3+3H20鋅精礦中的ZnS與Fe2(SO4)3進(jìn)行簡(jiǎn)介反應(yīng)，其化學(xué)反應(yīng)式為ZnS+Fe2 (SO4) 3 = ZnS04+2FeS04+S。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種硫化鋅精礦的臭氧常壓浸出法，其特征在于，利用臭 氧作為氧化劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種硫化鋅精礦的臭氧常壓浸出法，其特征在于，鋅電積廢電 解液中，含游離硫酸80 160g/L，含鋅40 60g/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種硫化鋅精礦的臭氧常壓浸出法，其特征在于，液固比 為3 1 6 1(以重量比計(jì))。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種硫化鋅精礦的臭氧常壓浸出法，其特征在于，加熱攪 拌的溫度為40-90°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，鋅精礦中各組份的含量是鐵含量以 重量百分比計(jì)為8 20%，鋅含量以重量百分比計(jì)為38 55%，含硫含量以重量百分比計(jì) 為28 35%。
全文摘要
一種硫化鋅精礦的臭氧常壓浸出法，該方法是利用臭氧在常壓及硫酸體系中，直接將硫化鋅精礦分解為硫酸鋅溶液，硫化鋅精礦中的硫轉(zhuǎn)化為硫單質(zhì)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是鋅的浸出速率很高，鋅精礦中的硫以元素硫形態(tài)產(chǎn)出，省去了傳統(tǒng)焙燒工藝中的龐大的制酸系統(tǒng)，元素硫可堆存，方便運(yùn)輸；無需像加壓浸出工藝所需的專門的加壓浸出設(shè)備，投資省，處理量大，同時(shí)便于現(xiàn)有鋅冶煉企業(yè)的技術(shù)改造，浸出液可采用常規(guī)除鐵工藝除鐵，而后進(jìn)行電積，工藝銜接性好；該工藝排出的尾氣僅有臭氧及富氧空氣，而且臭氧可迅速被分解為氧氣，這種尾氣可以循環(huán)利用，同時(shí)不污染環(huán)境，因此是一種對(duì)環(huán)境友好的綠色冶金新工藝，符合國(guó)家節(jié)能降耗的政策要求。
文檔編號(hào)C22B19/02GK101845548SQ200910080790
公開日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2009年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月27日
發(fā)明者盧秋虎, 張永奇, 楊曉梅, 王永寧 申請(qǐng)人:北京建新力拓科技有限公司