一種熱壓選擇性浸出處理含鐵銦鋅焙砂的方法
【專利摘要】一種熱壓選擇性浸出處理含鐵銦鋅物料的方法，包括如下步驟：采用還原焙燒使鋅焙砂中的三價(jià)鐵轉(zhuǎn)化為二價(jià)鐵，還原后的焙砂在高壓釜中進(jìn)行熱壓酸性選擇性浸出，鋅、銦元素在高溫酸性條件下被浸出進(jìn)入溶液中，鐵由于在高溫環(huán)境下水解pH值變負(fù)，轉(zhuǎn)化成赤鐵礦保留在浸出渣中，浸出液經(jīng)過(guò)預(yù)中和、沉銦，得到硫酸鋅溶液和銦渣，中和渣返回回轉(zhuǎn)窯與鋅焙砂一起進(jìn)行還原焙燒。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了含鐵銦鋅焙砂浸出時(shí)鋅、銦和鐵的選擇性浸出，提高銦的浸出率，降低鋅焙砂中提銦的成本。焙砂的還原焙燒需要粉煤量少，還原焙燒過(guò)程中的還原氣氛容易實(shí)現(xiàn)。可應(yīng)用于銦、鋅及其他高含鐵有色金屬物料的處理。
【專利說(shuō)明】一種熱壓選擇性浸出處理含鐵銦鋅焙砂的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱壓選擇性浸出處理含鐵銦鋅焙砂的方法，屬于濕法冶金【技術(shù)領(lǐng)域】 。
【背景技術(shù)】
[0002]原料主要來(lái)源于廣西、云南、湖南礦區(qū)的含銦高鐵鋅焙砂，主要成分為:Zn42~52%、FelO~20%、In500~1000g/t。為適應(yīng)鋅焙砂中鐵含量高、銦價(jià)值高的特點(diǎn)，考慮鋅焙砂中伴生銦的綜合利用，鋅提取的主要工藝流程為:中性浸出，低酸浸出，熱酸浸出，鐵礬法沉鐵、銦等。鐵礬渣提銦采用回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)，浸出，萃取，置換，電解的生產(chǎn)工藝。目前，該工藝存在以下問(wèn)題:(I)鋅、銦回收率低，鋅回收率92%，銦回收率70%，另外，精礦中鐵利用困難；(2)采用熱酸浸出，鐵礬法除鐵，產(chǎn)生的鐵礬渣需經(jīng)回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)回收鋅、銦，工藝流程冗長(zhǎng),生產(chǎn)成本高,廢氣處理量大。
[0003]熱壓浸出技術(shù)在20世紀(jì)80年代成功應(yīng)用于鋅精礦的工業(yè)生產(chǎn)，使?jié)穹掍\流程變的簡(jiǎn)單，鋅精礦中的硫化鋅在廢電解液或酸性溶液中與氧作用生成金屬硫酸鹽和元素硫，而黃鐵礦氧化直接生成硫酸根。鋅精礦熱壓浸出的效率高，適應(yīng)性好，與其它煉鋅的方法相比，在環(huán)保和經(jīng)濟(jì)方面都有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)能力。
[0004]赤鐵礦法是基于在高溫下Fe203的酸溶平衡pH值變負(fù)，而Zn2+、Ni2+的水解pH值還正的多，使其在酸性溶液中也能使鐵以Fe2O3沉淀而，而Zn2+、Ni2+、Cu2+等離子仍保留在溶液中，實(shí)現(xiàn)不加中和劑而使鐵與鋅、鎳、鈷分離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種熱壓選擇性浸出處理含鐵銦鋅焙砂的方法，把鐵銦鋅焙砂與煤粉配料混合均勻后從溜槽進(jìn)入裝備揚(yáng)板結(jié)構(gòu)的回轉(zhuǎn)窯中，鋅焙砂在回轉(zhuǎn)窯中被加熱還原，通過(guò)還原焙燒使鋅焙砂中的鐵酸鋅被分解，焙砂中的三價(jià)鐵轉(zhuǎn)變?yōu)槎r(jià)鐵，還原焙砂與廢電解液混合后，在高壓釜中熱壓選擇性浸出，焙砂中鋅、銦浸出進(jìn)入溶液，鐵被抑制保留在渣中。浸出液通過(guò)煙塵、氧化鋅粉調(diào)節(jié)pH值，銦水解沉淀，硫酸鋅溶液送凈化電解。
[0006]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的:一種熱壓選擇性浸出處理含鐵銦鋅焙砂的方法，包括以下步驟:
[0007]步驟一:將含42~52%的鋅，10~20%鐵、0.050~0.1%銦的鋅焙砂用煤粉還原，還原設(shè)備為內(nèi)置揚(yáng)板回轉(zhuǎn)窯，通過(guò)還原焙燒破壞鋅焙砂中鐵酸鋅的結(jié)構(gòu)，焙砂中三價(jià)鐵轉(zhuǎn)化為二價(jià)鐵；控制條件為:還原溫度700~900°C，鋅焙砂在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)與煤粉接觸還原，煤粉使用量5~30%，窯內(nèi)氣氛CO濃度I~10%，還原時(shí)間控制在30min~90min，得到的還原焙砂三價(jià)鐵的還原率在30~100% ；
[0008]步驟二:把還原焙燒后的還原焙砂與100~200g/L的硫酸溶液進(jìn)行混合調(diào)漿，調(diào)漿用的硫酸溶液的質(zhì)量是還原焙砂質(zhì)量的3~6倍，得到一種混合漿料；
[0009]步驟三:將所述混合漿料加入高壓反應(yīng)釜，在溫度為160°C~200°C、氧氣分壓0.1~0.4MPa的高溫高壓環(huán)境下通入氧氣，反應(yīng)時(shí)間2~4小時(shí)，還原焙砂中的鋅、銦浸出進(jìn)入溶液，還原焙砂中的鐵轉(zhuǎn)化為赤鐵礦成為鐵洛，反應(yīng)結(jié)束的溶液過(guò)濾得到浸出液和赤鐵礦渣；
[0010]步驟四:浸出液加入煙塵預(yù)中和至終點(diǎn)pH0.5~1.5，壓濾機(jī)過(guò)濾得到中和渣和預(yù)中和液，中和渣返回還原轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行還原焙燒；
[0011]步驟五:預(yù)中和液加入氧化鋅粉中和沉銦至終點(diǎn)pH4.0~5.0,銦水解沉淀得到沉銦渣和沉銦液，沉銦渣作為提銦的原料，沉銦液送去硫酸鋅凈化工序凈化后作為鋅電解的溶液。
[0012]本發(fā)明突出的技術(shù)效果在于:
[0013]采用回轉(zhuǎn)窯還原焙燒處理鋅焙砂需要粉煤量少，還原需要的還原氣氛容易實(shí)現(xiàn)。
[0014]采用高壓釜熱壓酸性選擇性浸出，浸出時(shí)間短，實(shí)現(xiàn)鋅、銦和鐵在浸出時(shí)分離，浸出率高，鐵渣品位高、渣量少。
[0015]采用沸騰爐煙塵作為除鐵液的中和劑，采用氧化鋅作為沉銦的中和劑，原料來(lái)源簡(jiǎn)單。鋅焙燒中的銦得到富集，可作為直接提銦的原料降低銦生產(chǎn)的成本。
[0016]各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)良好，浸出率:Zn98.9%，F(xiàn)e6.4%，In91.4%，鐵渣率34.3%，鐵渣品位51.75%,沉銦率:99.7%ο
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明所述的熱壓選擇性浸出處理含鐵銦鋅焙砂的方法的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例1
[0019]本發(fā)明所述的熱壓選擇性浸出處理含鐵銦鋅焙砂的方法的第一實(shí)例，包括如下步驟:
[0020]原料:廣西某地含Ζη52.1%，F(xiàn)el9.41%，In0.057%的高鐵銦鋅焙砂。
[0021]步驟一:回轉(zhuǎn)窯溫度900°C，鋅焙砂混入10%的煤粉，加入密閉回轉(zhuǎn)窯中，窯內(nèi)安裝揚(yáng)板，物料在窯內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)75min出料，物料在相同的還原氣氛下降至100°C以下，得到還原鋅焙砂，三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵達(dá)到92.6%。
[0022]步驟二:得到的還原焙砂與酸性溶液混合，酸性溶液的硫酸含量為160g/L，投入還原焙砂的質(zhì)量與酸性溶液的質(zhì)量比為1:6，兩者攪拌均勻后加入高壓釜中。
[0023]步驟三:混合液在高壓釜中進(jìn)行熱壓選擇性浸出，反應(yīng)溫度195°C，氧氣分壓
0.4MPa，反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后，進(jìn)行液固分離，得到浸出液和浸出渣。浸出率:Ζη98.6%、Fe6.4%、Ιη91.5%。鐵渣產(chǎn)率 34.3%，鐵渣中鐵品位 51.8%, Znl.45%。浸出液中 Fe含量為1.9g/L,硫酸含量37.lg/L。
[0024]步驟四:浸出液采用鋅煙塵進(jìn)行預(yù)中和，終點(diǎn)為pH值1.0，煙塵用量(對(duì)鋅焙砂質(zhì)量比)40.7%,中和渣率18.8%ο
[0025]步驟五:用氧化鋅粉調(diào)節(jié)預(yù)中和液的pH值至4.5，氧化鋅粉用量13.8%，得到沉銦渣，渣率4.8%，銦渣含銦1.86%，含鋅36.8%，含鐵12.4%，沉銦后液鐵0.016g/L。
[0026]實(shí)施例2[0027]本發(fā)明所述的熱壓選擇性浸出處理含鐵銦鋅焙砂的方法的另一實(shí)例，包括如下步驟:
[0028]原料:焙砂含Zn43.8%, Fe22.9%, In0.078%。
[0029]步驟一:采用回轉(zhuǎn)窯還原鋅焙砂，回轉(zhuǎn)窯溫度800°C，還原煤量15%，還原90min，三價(jià)鐵還原率93.8%的還原焙砂。
[0030]步驟二:還原焙砂與酸液調(diào)漿，酸液含硫酸180，固液質(zhì)量比為1:6，混合均勻后加入聞壓爸。
[0031]步驟三:還原焙砂在高壓釜中進(jìn)行熱壓選擇性浸出，浸出率:Zn98.9%、Fe8.6%、Ιη94.2%，得到鐵渣32.8%，鐵渣中鐵的品位56.1%，。
[0032]步驟四:煙塵預(yù)中和，預(yù)中和終點(diǎn)1.5，煙塵用量46.2%，預(yù)中和渣率22.1%。
[0033]步驟五:氧化鋅粉沉銦，終點(diǎn)pH值5.0，氧化鋅粉用量10.5%，得到沉銦渣，渣率
4.2%，銦渣含銦3.1%，沉銦后液鐵含量0.008g/L。
[0034]實(shí)施例3
[0035]本發(fā)明所述的熱壓選擇性浸出處理含鐵銦鋅焙砂的方法的另一實(shí)例，包括如下步驟:[0036]原料:焙砂含Zn46.0%, Fel8.02%, In0.049%。
[0037]步驟一:采用回轉(zhuǎn)窯還原鋅焙砂，還原煤量8%，還原溫度850°C，還原45min，得到還原率82.5%的還原焙砂。
[0038]步驟二:還原焙砂與酸液調(diào)漿，酸液含硫酸180g/L，固液質(zhì)量比為1:5，混合均勻后加入高壓爸。
[0039]步驟三:還原焙砂在高壓釜中進(jìn)行熱壓選擇性浸出，熱壓反應(yīng)溫度180°C，反應(yīng)壓力 1.6Mpa，浸出液含鋅 83.7g/L,銦 67mg/L，鐵 0.62g/L,浸出率為 Ζη98.8%、Ιη83.2%，F(xiàn)el.91%，得到鐵渣38.7%，鐵渣中鐵的品位50.9%。
[0040]步驟四:煙塵預(yù)中和，預(yù)中和終點(diǎn)1.5，煙塵用量46.2%，預(yù)中和渣率22.1%。
[0041]步驟五:氧化鋅粉沉銦，氧化鋅粉用量9.3%，得到沉銦渣，渣率3.92%，銦渣含銦
2.23%，含鋅37.08%，含鐵10.5%，沉銦后液鐵低于0.018g/L。
【權(quán)利要求】
1.一種熱壓選擇性浸出處理含鐵銦鋅焙砂的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一:將含42~52%的鋅，10~20%鐵、0.050~0.1%銦的鋅焙砂用煤粉還原，還原設(shè)備為內(nèi)置揚(yáng)板回轉(zhuǎn)窯，通過(guò)還原焙燒破壞鋅焙砂中鐵酸鋅的結(jié)構(gòu)，焙砂中三價(jià)鐵轉(zhuǎn)化為二價(jià)鐵；控制條件為:還原溫度700~900°C，鋅焙砂在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)與煤粉接觸還原，煤粉使用量5~30%，窯內(nèi)氣氛CO濃度I~10%，還原時(shí)間控制在30min~90min，得到的還原焙砂三價(jià)鐵的還原率在30~100% ； 步驟二:把還原焙燒后的還原焙砂與100~200g/L的硫酸溶液進(jìn)行混合調(diào)漿，調(diào)漿用的硫酸溶液的質(zhì)量是還原焙砂質(zhì)量的3~6倍，得到一種混合漿料； 步驟三:將所述混合漿料加入高壓反應(yīng)釜，在溫度為160°C~20(TC、氧氣分壓0.1~0.4MPa的高溫高壓環(huán)境下通入氧氣，反應(yīng)時(shí)間2~4小時(shí)，還原焙砂中的鋅、銦浸出進(jìn)入溶液，還原焙砂中的鐵轉(zhuǎn)化為赤鐵礦成為鐵渣，反應(yīng)結(jié)束的溶液過(guò)濾得到浸出液和赤鐵礦渣； 步驟四:浸出液加入煙塵預(yù)中和至終點(diǎn)pH0.5~1.5，壓濾機(jī)過(guò)濾得到中和渣和預(yù)中和液，中和渣返回還原轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行還原焙燒； 步驟五:預(yù)中和液加入氧化鋅粉中和沉銦至終點(diǎn)PH4.0~5.0，銦水解沉淀得到沉銦渣和沉銦液，沉銦渣作為提銦的原料，沉銦液送去硫酸鋅凈化工序凈化后作為鋅電解的溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱壓選擇性浸出處理含鐵銦鋅焙砂的方法，其特征在于，所述步驟二中的混合調(diào)漿是經(jīng)過(guò)一個(gè)循環(huán)以后，用鋅電解廢液進(jìn)行混合調(diào)漿，鋅電解廢液含硫酸100~200g/L，調(diào)漿用的鋅電解廢液的質(zhì)量是還原焙砂質(zhì)量的3~6倍，溶液中的硫酸質(zhì)量是還原焙砂的質(zhì)量0.8~1.4。
【文檔編號(hào)】C22B3/08GK103643036SQ201310719825
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】羅思強(qiáng), 何航軍, 劉晨, 羅東明, 蓉蓉, 陶媛, 陳科云, 黃強(qiáng), 羅朝巍, 劉澤, 張湘鈺, 唐海明, 陳小雁, 覃輝平 申請(qǐng)人:廣西冶金研究院