本發(fā)明屬于濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種濕法煉鋅中和沉鐵渣的綜合回收方法。

背景技術(shù)：

濕法煉鋅除鐵一般常用中和氧化水解以針鐵礦（feooh）或fe（oh）3方式脫除硫酸鋅溶液中的鐵。由于feooh或fe（oh）3沉淀具有吸附作用而將as、sb、bi、cu、pb、ge等吸附共同沉淀。壓濾時(shí)仍含15%以上的硫酸鋅水溶液。故此該沉鐵渣含鐵高達(dá)30%以上，含鋅10%以上，含as、sb、bi、cu、pb、ge等可達(dá)0.1%以上，具有綜合回收價(jià)值。

目前幾乎所有的濕法煉鋅企業(yè)對中和沉鐵渣的處理都是采用送回轉(zhuǎn)窯還原揮發(fā)處理。zn、as、sb、bi、ge等揮發(fā)進(jìn)入煙塵，窯渣經(jīng)磁選得鐵精礦。磁選回收率約70%左右，鐵精礦含鐵50%左右。該沉鐵渣的火法流程能耗高，流程長，有價(jià)金屬回收率低，廢水、廢氣、廢渣量大，環(huán)境治理成本高。同時(shí)鐵精礦的經(jīng)濟(jì)價(jià)值低，經(jīng)濟(jì)效益差。為了克服火法流程的缺點(diǎn)，曾有人采用硫酸系統(tǒng)來濕法處理中和沉鐵渣。由于sb、bi等雜質(zhì)溶解進(jìn)入浸出液，使所得鐵產(chǎn)品質(zhì)量差，經(jīng)濟(jì)價(jià)值不大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述工藝技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種濕法煉鋅中和沉鐵渣的綜合回收方法，該方法采用氯化浸出電解鐵粉法來作為濕法煉鋅中和沉鐵渣綜合回收處理，達(dá)到短流程、低污染、低成本、高效益的目的。

本發(fā)明的目的及解決其主要技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種濕法煉鋅中和沉鐵渣的綜合回收方法，其特征在于，用80℃-90℃的熱水洗滌濕法煉鋅的中和沉鐵渣，獲得硫酸鋅洗滌液和氫氧化鐵渣；用鹽酸、氯化銨、氯化鈣混合液浸出氫氧化鐵渣，獲得氯化鐵浸出液和主要含硫酸鈣、氯氧鉍biclo、氯氧銻sbclo的浸出渣；氯化鐵浸出液加入電解鐵粉或鐵屑還原fe³⁺為fe²⁺，同時(shí)置換凈化as、sb、bi、cu、pb、ge雜質(zhì)，獲得氯化亞鐵凈化液和凈化渣；氯化亞鐵凈化液進(jìn)行電解獲得電解鐵粉，電解殘液返回氯化浸出，鐵粉凈化渣與氯化浸出渣合并作提取bi、sb有價(jià)金屬的原料。

所述的一種濕法煉鋅中和沉鐵渣的綜合回收方法，其中：清水洗滌中和沉鐵渣為兩級，第一級洗滌液含硫酸鋅20g/l-40g/l返回電解系統(tǒng)回收鋅，第二級洗滌液含鋅5g/l-10g/l用于第一級洗滌，兩級洗滌溫度為80-90℃。

所述的一種濕法煉鋅中和沉鐵渣的綜合回收方法，其中：混合氯化浸出液為鹽酸的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)10-15%、氯化銨的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為15-20%，氯化鈣的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5-10%；氯化浸出液/固=3-5，浸出溫度70-80℃，浸出時(shí)間2-4小時(shí)，浸出級數(shù)為2級，第一級浸出終點(diǎn)ph值為1-2，第二級浸出終點(diǎn)ph值為0.5-1；第一級作為電解鐵粉的溶液，第二級用于第一級浸出。

所述的一種濕法煉鋅中和沉鐵渣的綜合回收方法，其中：fe³⁺還原為fe²⁺及凈化as、sb、bi、cu、pb、ge雜質(zhì)都是用電解鐵粉或純鐵屑進(jìn)行，其使用量為fe/fe³⁺=0.5-0.7，還原終點(diǎn)為fe³⁺<100mg/l，as、sb、bi、cu、pb、ge雜質(zhì)總量<300mg/l，還原溫度50-60℃，用碳酸氫銨調(diào)節(jié)終點(diǎn)ph值為4-5。

所述的一種濕法煉鋅中和沉鐵渣的綜合回收方法，其中：電解純鐵粉是在如下條件下進(jìn)行的：

1）電解前液含fe²⁺>30g/l，ph=4-5，cl^->150g/l，電解殘液含fe²⁺<15g/l；

2）電解槽為隔膜電解槽，陽極為石墨，陰極為鈦板或鋁板；

3）電解槽壓2-2.5v，電流密度200-300a/m²，電解溫度30-40℃，電解時(shí)間24-36小時(shí)。

所述的一種濕法煉鋅中和沉鐵渣的綜合回收方法，其中：電解鐵粉進(jìn)行兩次以上清水常溫洗滌，洗滌后的鐵粉用真空烘干包裝出售，返回還原用鐵粉不用真空烘干包裝。

所述的一種濕法煉鋅中和沉鐵渣的綜合回收方法，其中：還原凈化渣與氯化浸出渣合并用于提取分離其他有價(jià)金屬，電解殘液返回氯化浸出使用。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)：

1、本發(fā)明的第一個(gè)主要特征是用鹽酸、氯化銨、氯化鈣混合液浸出中和沉鐵渣，使鐵以氯化鐵進(jìn)入溶液，而砷、鉍、銻以feaso4、biclo、sbclo固體形式留于渣中而與鐵分離。氯化鈣與硫酸根離子反應(yīng)生成硫酸鈣進(jìn)入渣中脫除氯化浸出液中的硫酸根離子，提高了氯化鐵浸出液的純度。

2、本發(fā)明的第二個(gè)主要特征是除第一次使用鐵屑外，可使用自產(chǎn)電解鐵粉作為fe³⁺還原為fe²⁺的還原劑，由于電解鐵粉的活性高于市售鐵屑，而保證還原凈化效果和還原液的純潔性。

3、本發(fā)明的第三個(gè)特征是在氯化銨系統(tǒng)中進(jìn)行電解鐵粉，控制槽壓2-2.5v，電流密度200-300a/m²，還原液中殘存的zn²⁺、cd²⁺等雜質(zhì)不會(huì)在陰極上放電析出，故此電解鐵的電流效率達(dá)80%以上，電耗在1000-1500kwh/t，電解鐵純度高。

4、本發(fā)明的第四個(gè)特征是采用隔膜電解槽，及陽極使用石墨電極，降低了三氧化二鐵在陽極上的析出和混入電解鐵粉中，保證了電解鐵粉的質(zhì)量。

5、本發(fā)明的第五個(gè)特征是工藝流程短，鐵元素回收利用率高經(jīng)濟(jì)價(jià)值高。目前磁選鐵精礦在1000元/t以下，而電解鐵粉可達(dá)5000元/t以上。每噸鐵粉的利稅在3000元以上。而且sb、bi等有價(jià)金屬被分離主要集中在氯化浸出渣中，便于處理回收，獲得了低污染，高效率，變廢為寶的效果。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的一種濕法煉鋅中和沉鐵渣的綜合回收方法具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。

一種濕法煉鋅中和沉鐵渣的綜合回收方法，包括以下步驟：

步驟1：用清水在80-90℃進(jìn)行2次洗滌中和沉鐵渣，第一次洗滌液含硫酸鋅20g/l-40g/l返回電鋅系統(tǒng)回收鋅，2次洗滌液含鋅5g/l-10g/l，用于一次洗滌，并得到含鋅小于1%的洗滌渣；

步驟2：用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10-15%的鹽酸、15-20%的氯化銨，5-10%的氯化鈣混合浸出步驟1的洗滌渣；控制液/固=3-5，浸出溫度70-80℃，浸出時(shí)間2-4小時(shí)，進(jìn)行二級浸出，第一級浸出終點(diǎn)ph值為1-2，第二級浸出終點(diǎn)ph值為0.5-1；第一級作為電解鐵粉的溶液，第二級用于第一級浸出；

步驟3：步驟2所得的第一級浸出液用電解鐵粉或鐵屑將fe³⁺還原為fe²⁺，鐵粉用量為fe/fe³⁺=0.5-0.7，還原溫度50-60℃，還原終點(diǎn)為fe³⁺<100mg/l，as、sb、bi、cu、pb、ge雜質(zhì)總量<300mg/l，用碳酸氫銨調(diào)節(jié)終點(diǎn)ph值為4-5；

步驟4：將上述氯化亞鐵還原液進(jìn)行電解獲得純電解鐵粉；電解條件是在隔膜電解槽內(nèi)，以石墨為陽極，鋁板或鈦板為陰極，控制電解槽壓2-2.5v，電流密度200-300a/m²，電解溫度30-40℃，電解時(shí)間24-36小時(shí)；電解殘液含鐵小于15g/l，獲得鐵粉常溫清水洗滌2次以上后進(jìn)行真空烘干，其純度達(dá)到95%以上。

實(shí)施例：（1）、取濕法煉鋅中和沉鐵渣進(jìn)行化驗(yàn)，含鋅15.4%、鐵13.7%，含sb0.15、bi0.34%、as0.085%、水15%。按照液/固=3在80℃下用清水洗滌2級，一級洗液含鋅28.5g/l，ph=5.2，二級洗液含鋅6.5g/l，ph=6。然后用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸，15%的氯化銨和10%的氯化鈣混合液在液/固=3.5，溫度70℃的條件下進(jìn)行2級氯化浸出，獲得一級浸出液含鋅1.2g/l，鐵25.2g/l，sb21mg/l、bi13mg/l、ge5.8mg/l，ph=1，二級浸出液含鋅0.65g/l，鐵5.2g/l，sb7.6mg/l、bi2.4mg/l，ph=0.5。

（2）、用步驟（1）之中和沉鐵渣及清水洗滌條件進(jìn)行洗滌硫酸鋅所得鐵渣。用步驟（1）之二級浸出液補(bǔ)充5%鹽酸，3%氯化銨和1%氯化鈣進(jìn)行一級浸出，在85℃和液/固=3條件下，獲得一級浸出液含鐵33g/l。

（3）、用步驟（2）之浸出液按fe/fe³⁺=0.5，50℃進(jìn)行鐵屑還原凈化0.5小時(shí)，獲得還原凈化液含fe²⁺45.2g/l，sb5.8mg/l、bi2.1mg/l、ge0.1mg/l，as13mg/l，fe³⁺152mg/l，ph=2.5

（4）、用步驟（3）之還原凈化液，用碳酸氫銨調(diào)節(jié)ph值為4，在隔膜電解槽中以石墨為陽極，鋁板或鈦板為陰極控制電解槽壓2v，電流密度200a/m²，電解溫度35℃，進(jìn)行24小時(shí)電解，電解液循環(huán)速度為5l/小時(shí)，陰極得到電解鐵粉1030g，含鐵95.6%，電流效率82.5%，電耗1300kwh/t。電解殘液含fe²⁺15.8g/l，含酸65.3g/l。

（5）、用步驟（1）、步驟（3）之還原凈化液用碳酸氫銨調(diào)節(jié)ph值為4.5，在電解槽壓2.5v，電流密度300a/m²，電解溫度30℃的條件下，以石墨為陽極，鋁板或鈦板為陰極進(jìn)行30小時(shí)隔膜電解。電解液循環(huán)速度4.5l/小時(shí)在陽極獲得電解鐵粉1150g，電流效率86.2%，電解鐵粉純度96.8%，電解殘液含鐵12.5g/l，酸度82g/l。

（6）、用步驟（5）之電解殘液和步驟（3）之二次浸出液混合作為中和沉鐵渣的一級浸出液。中和沉鐵渣按步驟（1）之條件清水洗滌后得到過濾渣含鐵17.8%、sb0.26%、bi0.68%。在液/固=3，溫度80℃條件下，浸出3小時(shí)，獲得一級浸出液含鐵41.2g/l，用電解鐵粉按fe/fe³⁺=0.6進(jìn)行還原凈化，得到還原凈化液含fe²⁺58.98g/l，sb2.5mg/l、bi1.2mg/l、as6.5mg/l、ge微量，ph=3，再用碳酸氫銨調(diào)節(jié)ph值為5，再按步驟（5）之電解條件進(jìn)行電解，經(jīng)洗滌真空烘干包裝后，獲得電解鐵粉純度98.5%，電流效率88.3%，能耗1350kwh/t，電解殘液含鐵12.3g/l。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，任何未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。