含銅高銦高鐵硫化鋅精礦的處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含銅高銦高鐵硫化鋅精礦的渣礦協(xié)同浸出-組合式沉鐵工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]除鐵過程在冶金工業(yè)中占有重要地位，特別是在高鐵閃鋅礦濕法煉鋅過程中顯得尤為重要。鐵閃鋅礦在成礦過程中，鐵、銦以類質(zhì)同象取代閃鋅礦中的鋅原子，采用機(jī)械磨礦和選礦的方法難以使鋅、鐵、銦分離，導(dǎo)致選礦產(chǎn)出的鋅精礦含鐵高含鋅低，并伴生有較高含量的銦、銅等金屬，稱為高鐵鋅精礦。這種高鐵鋅精礦通常鋅品位較低，銦、鐵含量高，伴生鉛含量低，同時(shí)伴生有數(shù)量可觀的銅和錫。
[0003]在冶煉過程中，由于鋅精礦中的鐵與鋅鑲嵌共存，在焙燒的條件下，不可避免的產(chǎn)生大量鐵酸鋅，鐵酸鋅在中性浸出過程不被破壞，與未被溶解的氧化鋅，以及幾乎全部的鐵、銦、銅留在中性浸出渣中。為了破壞鐵酸鋅以便回收鋅和銦，通常需采用回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)法或熱酸浸出技術(shù)進(jìn)行處理。其中回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)法能有效破壞鐵酸鋅，產(chǎn)出氧化鋅和氧化銦返回?zé)掍\流程回收鋅銦。然而，回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)法能耗高，鋅銦回收率低，且產(chǎn)出低濃度二氧化硫煙氣難以治理，限制了該方法的推廣應(yīng)用。熱酸浸出是破壞鐵酸鋅的一種有效方法，鋅、鐵、銦一同進(jìn)入溶液中，并且鐵大部分以Fe3+形式存在，導(dǎo)致鐵分離回收困難。目前，熱酸浸出液中鋅鐵的分離方法主要有黃鉀鐵礬法、針鐵礦法和赤鐵礦法。
[0004]采用黃鉀鐵礬法分離鐵時(shí)，銦和鐵一同進(jìn)入黃鉀鐵礬渣，然后采用揮發(fā)法從鐵礬渣中回收銦。同時(shí)由于黃鉀鐵礬渣中含有大量的鉛、鎘、砷、鋅等有害元素，因環(huán)境污染嚴(yán)重，該除鐵方法的應(yīng)用受到限制。針鐵礦法需先將溶液中的Fe3+還原為Fe 2+，用中和水解法回收銦，得到富銦渣。沉銦后液繼續(xù)中和至PH為2.5-4.2，在85~90°C條件下采用空氣氧化除鐵，得到針鐵礦渣，雖較黃鉀鐵礬法略高(30~35%)，但仍不具備潛在的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。因此，上述兩種熱酸浸出除鐵方法鐵渣含鐵低，渣量大，得到的鐵渣無法利用，現(xiàn)階段都采用建造尾礦壩來堆存或進(jìn)行二次處理。赤鐵礦具有熱力學(xué)穩(wěn)定性，這種穩(wěn)定性確保了和它共沉淀的雜質(zhì)元素不會浸出而滲入地下水，并且赤鐵礦渣含鐵量約55~62%，具備潛在的成為鋼鐵工業(yè)原料應(yīng)用的價(jià)值，或成為水泥添加劑，是實(shí)現(xiàn)濕法煉鋅鋅鐵高效分離，清潔生產(chǎn)的重要途徑，具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。
[0005]由于鋅精礦含鐵在20%左右，傳統(tǒng)濕法煉鋅與熱酸浸出-黃鉀鐵礬或針鐵礦法分離鋅鐵技術(shù)不適宜處理高鐵閃鋅礦。高鐵鋅精礦的單獨(dú)處理一直是世界性的難題，高鐵閃鋅礦冶煉的關(guān)鍵問題是鋅的高效浸出、鋅鐵有效分離和伴生有價(jià)金屬的綜合回收。
[0006]目前全世界只有日本秋田飯島冶煉廠成功采用赤鐵礦工藝，該廠自1972年建成至今運(yùn)行穩(wěn)定。我國在此領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化仍屬空白，尚無工業(yè)應(yīng)用實(shí)例，且由于國外的技術(shù)封鎖，我國未能掌握赤鐵礦沉鐵的工藝的關(guān)鍵問題和核心技術(shù)。因此，長期以來高鐵鋅精礦通常作為配料使用，未能得到較好地開發(fā)利用。為了解決高鐵鋅精礦綜合利用的難題，廣大科技工作者進(jìn)行了大量的探索和技術(shù)改進(jìn)，并開發(fā)了一些新的工藝技術(shù)。如(I)中國專利申請?zhí)枮?01010300159.7的專利公開了一種鋅精礦無鐵渣濕法煉鋅提銦及制取氧化鐵的方法。采用的技術(shù)路線為“流態(tài)化焙燒-中性浸出-低酸浸出-高酸浸出-預(yù)還原中和-置換除銅-中和沉銦-水熱法沉鐵”。(2)專利申請?zhí)枮?01110286157.1的專利公開了一種從高鐵高銦鋅精礦中提取鋅銦及回收鐵的方法。采用的工藝流程為“沸騰焙燒-中性浸出-熱酸還原浸出-氧化鋅預(yù)中和-鋅粉置換沉銦-赤鐵礦法沉鐵”。這些方法都有效的提高了鋅、銦的回收率，并綜合利用了礦物中的鐵，但礦物中伴生的銅和錫沒有得到有效回收。同時(shí)由于赤鐵礦工藝的特殊性，導(dǎo)致赤鐵礦渣中含有較高的砷，赤鐵礦渣難以銷售，以及赤鐵礦除鐵后液中鐵、氟、氯含量高的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種含銅高銦高鐵硫化鋅精礦的處理工藝，可解決冶煉過程中鋅、銦、銅的高效回收和鋅鐵分離的問題，實(shí)現(xiàn)高鐵鋅精礦高效提取鋅銦銅和鐵資源化利用，提高金屬回收率和資源綜合利用率，減少環(huán)境污染。
[0008]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明采取的工藝步驟如下:①高鐵硫化鋅精礦在沸騰爐內(nèi)焙燒得到含硫2-4%高鐵鋅焙砂；
②高鐵鋅焙砂與濕法煉鋅電解廢液和生產(chǎn)工序中產(chǎn)出的弱酸液混合后進(jìn)行中和水解除雜，產(chǎn)出中浸液和中浸渣；
③中浸渣和高鐵鋅焙砂與生產(chǎn)工序中產(chǎn)出的弱酸液混合，產(chǎn)出弱酸液和弱酸渣；
④弱酸渣和高鐵硫化鋅精礦與生產(chǎn)工序中產(chǎn)出的高酸液混合后進(jìn)行渣礦協(xié)同浸出，產(chǎn)出協(xié)同浸出液和協(xié)同浸出渣；
⑤協(xié)同浸出渣與濕法煉鋅電解廢液混合后進(jìn)行高酸浸出，產(chǎn)出高酸液和高酸渣；
⑥協(xié)同浸出液采用兩段連續(xù)置換工藝分離回收銅和銦，產(chǎn)出富銅渣與富銦渣和沉銦后液；
⑦沉銦后液采用170°C?200°C、0.2Mpa?0.5Mpa的高溫氧壓水熱沉鐵，得到沉鐵后液和可資源化利用的鐵渣。
[0009]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明更具體的技術(shù)方案:
所述的含銅高銦高鐵硫化鋅精礦為含鋅40~50wt.%、含鐵12~25wt.%、含銦300~800g/t、含銅0.5-1.5wt.%的高鐵鋅精礦；步驟①為800 °C?900 °C低溫焙燒。
[0010]步驟②的弱酸液是由步驟③產(chǎn)出，且物料質(zhì)量比為，高鐵鋅焙砂:濕法煉鋅電解廢液:弱酸液=1?1.2kg:8?1L:2.5?3L。
[0011]步驟③的弱酸液是由步驟⑦產(chǎn)出的沉鐵后液，且物料質(zhì)量比為，中浸渣:高鐵鋅焙砂:沉鐵后液=1?1.2kg:1.6?2kg:18?24L。
[0012]步驟④的高酸液是由步驟⑤產(chǎn)出，且物料質(zhì)量比為，弱酸渣:高鐵硫化鋅精礦:高酸液=1 ?1.2kg:0.27 ?0.32kg:10 ?12L。
[0013]步驟⑤的高酸浸出質(zhì)量比為，協(xié)同浸出渣:濕法煉鋅電解廢液=1?1.2kg:28?30L
步驟⑥的兩段連續(xù)置換工藝分離回收銅和銦方法為，鐵粉或鋅粉置換沉銅砷一高鐵鋅焙砂或石灰石粉預(yù)中和一鋅粉置換沉銦。
[0014]渣礦協(xié)同浸出中應(yīng)控制產(chǎn)出的協(xié)同浸出液含硫酸25~40g/L、含鐵25~40g/L、含F(xiàn)e3+小于 5 g/L、含銅 1-1.5g/L、含銦 0.08-0.15g/L。
[0015]高酸浸出中應(yīng)控制產(chǎn)出的高酸渣鋅小于5wt%、含銦小于150g/t、含銀大于600g/t、含硫大于35wt%，且80wt%以上的硫?yàn)樵亓颉?br>[0016]組合沉鐵工藝為高溫氧壓水熱沉鐵一含鐵溶液預(yù)處理一中和水解除雜。
[0017]本發(fā)明的有益效果:
(I)金屬回收率高。本發(fā)明采用了渣礦協(xié)同浸出工藝，在無外加還原劑和氧化劑，同時(shí)完成了精礦的氧化浸出和浸出液中高價(jià)鐵的還原，實(shí)現(xiàn)了鋅的總浸出率在99wt.%以上，銦的總浸出率在97wt.%以上，銅的總浸出率在98wt.%以上，終渣率小于1wt.%，終渣含鋅小于5wt.%、含銦小于150g/t，鉛、銀、錫等金屬在浸出終渣中富集比高，有利于鉛銀錫的回收。整個(gè)工藝鋅回收率大于96%，銦回收率大于80%，銅回收率大于90%，鐵回收率大于90%。
[0018](2)資源綜合利用率高。采用組合沉鐵工藝，得到含鐵60%~65%、含鋅小于0.5%、含砷小于0.01%、含硫小于2%的可作為煉鐵或生產(chǎn)水泥等的原料的鐵渣，解決了常規(guī)除鐵方法不適應(yīng)處理高鐵溶液和鐵渣資源化利用的問題，同時(shí)可去除系統(tǒng)中的氟、氯等離子。
[0019](3)冶煉過程清潔高效。本發(fā)明省去了傳統(tǒng)的揮發(fā)窯工藝，簡化了工藝過程，避免了煙氣污染，實(shí)現(xiàn)了廢渣零排放。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例
[0021]以某廠提供的高鐵硫化鋅精礦為原料，其成分(wt.%)如下:Zn:44.53，F(xiàn)el6.79，S:30.83，Cu:0.73，In:0.0395，Ag:0.0081。經(jīng)低溫焙燒得到如下成分(wt.%)的鋅焙砂::Zn:51.78，F(xiàn)el8.58，S:3.06, Cu:0.92, Ιη:0.0458，Ag:0.0097。
[0022]實(shí)施例1:
1、將50kg高鐵鋅焙砂與500L含鋅150g/L、含鐵0.8g/L的弱酸液和135L含鋅45g/L、含硫酸160g/L的廢電解液混合，控制反應(yīng)溫度60°C，反應(yīng)2h，進(jìn)行中和水解除雜，得到含鋅152g/L、含銅0.6g/L、含氟0.042g/L、含氯0.143g/L、含鐵15mg/L中浸液和含鋅22%、含鐵29%的中浸渣。
[0023]2、在550L含鋅106g/L、含鐵6.5g/L的沉鐵后液中加入45kg高鐵鋅焙砂和23kg中浸渣，保持反應(yīng)溫度80°C，反應(yīng)6h，進(jìn)行含鐵溶液預(yù)處理，得到含鋅150g/L、