一種鐵礬渣制備鐵紅及回收銀的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于濕法冶金綜合回收領(lǐng)域，具體涉及一種鐵礬渣制備鐵紅及回收銀的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 黃鉀鐵釩法是濕法煉鋅工藝中廣泛運(yùn)用的沉鐵方法，過(guò)程簡(jiǎn)單，鐵釩是晶體，易于 濃縮、過(guò)濾、洗滌，過(guò)濾速度較快，隨渣損失的鋅低。由于鐵礬渣中含鐵量少，一方面很難達(dá) 到煉鐵工業(yè)的要求；另一方面雜質(zhì)元素 Zn、Cu、Cd、Pb、Sn、As、Sb等的含量比較高，并且其 中含有的少量的Au、Ag等貴金屬。數(shù)量龐大的黃鐵礬廢渣如若不采取適當(dāng)措施加以處理和 有效利用，不但占用土地資源、浪費(fèi)礦產(chǎn)資源，最重要的是有害組分的緩慢溶出對(duì)環(huán)境造成 很大的污染。鐵礬渣綜合利用一般多用于回收鋅、鍺等金屬，對(duì)于鐵資源的回收利用同時(shí)回 收貴金屬銀并未涉及，專利CN 102153148 A公開了一種制備鐵紅的方法，其要求的反應(yīng)溫 度為180-220°C，耗熱量大，同時(shí)沉鐵是在氧化性氣氛下進(jìn)行。對(duì)于鐵礬渣中銀的回收多采 用浮選的方法，回收率低，而且由于鐵礬渣中含有少量的鉛，若采用濕法回收銀，容易在硫 酸浸出時(shí)生成PbSO 4，銀被包裹在其中而造成損失；專利CN 104532013 A公開了一種鐵礬渣 中銀的回收方法，采用真空蒸餾的方式實(shí)現(xiàn)鐵礬渣中銀的分離，工藝簡(jiǎn)單，但能耗較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)傳統(tǒng)處理黃鉀鐵礬渣能耗大、對(duì)冶金設(shè)備的承載負(fù)荷要求 高、鐵礬渣長(zhǎng)期堆放處理污染環(huán)境、有價(jià)金屬和鐵資源回收利用不到位等問題，提供一種工 藝流程簡(jiǎn)單、金屬綜合回收率高，最大程度地實(shí)現(xiàn)鐵、銀金屬?gòu)蔫F礬渣中高效回收的方法。
[0004] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的：
[0005] -種鐵礬渣制備鐵紅及回收銀的方法，包括以下步驟：
[0006] 1)熱酸浸出鐵礬渣，得到熱酸浸出液和熱酸浸出渣；
[0007] 2)熱酸浸出液采用水熱法制備鐵紅；
[0008] 3)熱酸浸出渣回收銀。
[0009] 步驟1)所述的熱酸浸出鐵礬渣是在溫度60_100°C的條件下浸出l_4h。
[0010] 步驟1)所述的熱酸浸出鐵礬渣用的是硫酸，硫酸用量為能夠浸出全部鐵離子的 理論用物質(zhì)的量的1-1. 8倍，液固比為2:1-6: lmL/g。
[0011] 步驟2)所述的熱酸浸出液在制備鐵紅之前進(jìn)行除雜，包括鐵粉置換除銅，硫化除 鉛、鎘、砷，H 2O2氧化的過(guò)程，除雜后凈化液含鐵60-120g/L。
[0012] 步驟2)水熱法制備鐵紅時(shí)加入添加劑尿素。所述添加劑尿素的用量為理論用物 質(zhì)的量的1 _2倍。
[0013] 步驟2)所述的水熱法直接制備鐵紅包括調(diào)節(jié)熱酸浸出液的pH值至0. 5-3,在 120-150°C下反應(yīng)0. 5-3h，得到產(chǎn)品鐵紅。用于調(diào)節(jié)熱酸浸出液pH值的試劑為石灰乳、氫氧 化鈉、氨水中的一種或幾種。
[0014] 步驟3)所述的熱酸浸出渣回收銀包括浸銀和富銀液除雜，所述浸銀是在 40-KKTC的下反應(yīng)2-4h。所述的熱酸浸出液回收銀是以硫脲為浸出劑，反應(yīng)體系中硫脲濃 度為5-25g/L，液固比為5:1-12: lmL/g ;所述的富銀液除雜采用鋅粉置換，所述鋅粉的用量 為理論質(zhì)量的1-2. 5倍。
[0015] 本發(fā)明的有益效果為：
[0016] Fe3+溶液制備鐵紅過(guò)程中反應(yīng)溫度為120°C _150°C，F(xiàn)e 3+濃度80_120g/L，相比于 傳統(tǒng)的水熱法制備鐵紅所需的溫度150°C _200°C，降低了 0_80°C，比傳統(tǒng)水熱法所需的Fe3+ 濃度 20-50g/L 提高近 60-100g/L ;
[0017] 制備鐵紅過(guò)程中加入尿素，由于其在酸性條件下可先分解成NHjP CO 2，
[0020] NH3可與溶液中的H2SO4反應(yīng)，降低溶液酸度，當(dāng)加入多于理論用量的尿素時(shí)，發(fā)生 反應(yīng)：
[0023] 避免由于促進(jìn)鐵紅的生成Fe3+的濃度大于20g/L時(shí)沉鐵過(guò)程H30[Fe3(SO 4)2(OH)6] (水合氛黃鐵1凡）的形成，提尚沉鐵率；
[0024] 制備鐵紅過(guò)程中加入尿素，其分解產(chǎn)生氣體，提高反應(yīng)體系壓力，從而降低反應(yīng)溫 度；
[0025] 由于熱酸浸出渣酸度高，同時(shí)有少量的三價(jià)鐵，使得在浸銀過(guò)程中不需添加氧化 劑，同時(shí)破壞硫酸鉛對(duì)銀的包裹，也不需要調(diào)節(jié)溶液pH值，從而提高銀的浸出率。
[0026] 本發(fā)明得到產(chǎn)品鐵紅和銀粉，沉鐵率高于93%，銀回收率高于94%;產(chǎn)品鐵紅的純 度高于97%。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1為本發(fā)明原則工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 以下結(jié)合實(shí)施例旨在進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。
[0029] 實(shí)施例1
[0030] 以某內(nèi)蒙古赤峰冶煉廠濕法煉鋅鐵礬渣為原料，其元素組成如表1。
[0031] 表1原料主要元素成分
[0032]
[0033] 注：銀含量的單位為g/t
[0034] (1)稱取400g鐵礬渣，按體積/質(zhì)量比（mL/g) 2:1，硫酸用量為理論用量的1. 5倍， 在溫度為60°C下反應(yīng)2h，過(guò)濾得熱酸浸出濾液和熱酸浸出渣；
[0035] (2)熱酸浸出液經(jīng)鐵粉置換除銅，硫化除鉛、鎘、砷，H2O2氧化，得到凈化液，凈化液 含鐵 88. 5g/L ;
[0036] (3)凈化液在經(jīng)石灰乳中和調(diào)PH至3,添加理論量1倍的尿素，在溫度120°C的條 件下反應(yīng)時(shí)間0. 5h，得到產(chǎn)品鐵紅；
[0037] (4)將熱酸浸出渣在液固比（mL/g)5:l，硫脲濃度為5g/L，溫度為40°C的條件下反 應(yīng)4h，得到富銀液；
[0038] (5)富銀液用鋅粉置換，鋅粉用量為理論量的1倍，得到產(chǎn)品銀粉；
[0039] 試驗(yàn)結(jié)果為：沉鐵率93. 2%，鐵紅純度97. 2%，銀回收率94. 3% ;
[0040] 實(shí)施例2
[0041] 以某內(nèi)蒙古赤峰冶煉廠濕法煉鋅鐵礬渣為原料，其元素組成如表1。
[0042] (1)稱取400g鐵礬渣于，按體積/質(zhì)量比（mL/g) 4:1，硫酸用量為理論用量的I. 0 倍，在溫度為80°C下反應(yīng)4h，過(guò)濾得熱酸浸出濾液和熱酸浸出渣；
[0043] (2)熱酸浸出液經(jīng)鐵粉置換除銅，硫化除鉛、鎘、砷，H2O2氧化，得到凈化液，凈化液 含鐵 103. Og/L ;
[0044] (3)凈化液在經(jīng)石灰乳中和調(diào)PH至L 5,添加理論量L 5倍的尿素，在溫度180°C 的條件下反應(yīng)時(shí)間2h，得到產(chǎn)品鐵紅；
[0045] (4)將熱酸浸出渣在液固比（mL/g) 10:1，硫脲濃度為10g/L，溫度為80°C的條件 下，得到富銀液；
[0046] (5)富銀液用鋅粉置換，鋅粉用量為理論量的2倍，得到產(chǎn)品銀粉；
[0047] (6)試驗(yàn)結(jié)果為：沉鐵率94. 7%，鐵紅純度98. 6%，銀回收率94. 1 %。
[0048] 實(shí)施例3
[0049] 以某內(nèi)蒙古赤峰冶煉廠濕法煉鋅鐵礬渣為原料，其元素組成如表1。
[0050] (1)稱取400g鐵礬渣于，按體積/質(zhì)量比（mL/g) 6:1，硫酸用量為理論用量的1.8 倍，在溫度為l〇〇°C下反應(yīng)lh，過(guò)濾得熱酸浸出濾液和熱酸浸出渣；
[0051] (2)熱酸浸出液經(jīng)鐵粉置換除銅，硫化除鉛、鎘、砷，H2O2氧化，得到凈化液，凈化液 含鐵 118.6g/L ;
[0052] (3)凈化液在經(jīng)石灰乳中和調(diào)PH至0· 5,添加理論量2倍的尿素，在溫度220°C的 條件下反應(yīng)時(shí)間3h，得到產(chǎn)品鐵紅；
[0053] (4)將熱酸浸出渣在液固比（mL/g) 12:1，硫脲濃度為25g/L，溫度為100°C的條件 下反應(yīng)2h，得到富銀液；
[0054] (5)富銀液用鋅粉置換，鋅粉用量為理論量的2. 5倍，得到產(chǎn)品銀粉；
[0055] (6) (6)試驗(yàn)結(jié)果為：沉鐵率94. 1%，鐵紅純度99. 0%，銀回收率97. 3%，，產(chǎn)品鐵 紅的組成如表2所示。
[0056] 表2鐵紅成分/%質(zhì)量
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鐵礬渣制備鐵紅及回收銀的方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 熱酸浸出鐵礬渣，得到熱酸浸出液和熱酸浸出渣； 2) 熱酸浸出液采用水熱法制備鐵紅； 3) 熱酸浸出渣回收銀。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵礬渣制備鐵紅及回收銀的方法，其特征在于，步驟1)所述 的熱酸浸出鐵礬渣是在溫度60-KKTC的條件下浸出l-4h。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鐵礬渣制備鐵紅及回收銀的方法，其特征在于，步驟1) 所述的熱酸浸出鐵礬渣用的是硫酸，硫酸用量為能夠浸出全部鐵離子的理論用物質(zhì)的量的 1-1. 8 倍，液固比為 2:1-6:lmL/g。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵礬渣制備鐵紅及回收銀的方法，其特征在于，步驟2)所述 的熱酸浸出液在制備鐵紅之前進(jìn)行除雜，包括鐵粉置換除銅，硫化除鉛、鎘、砷，H202氧化的 過(guò)程，除雜后凈化液含鐵60-120g/L。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的鐵礬渣制備鐵紅及回收銀的方法，其特征在于，步驟2) 水熱法制備鐵紅時(shí)加入添加劑尿素。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鐵礬渣制備鐵紅及回收銀的方法，其特征在于，所述添加劑 尿素的用量為理論用物質(zhì)的量的1-2倍。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鐵礬渣制備鐵紅及回收銀的方法，其特征在于，步驟2)所述 的水熱法直接制備鐵紅包括調(diào)節(jié)熱酸浸出液的pH值至0. 5-3,在120-150°C下反應(yīng)0. 5-3h， 得到產(chǎn)品鐵紅。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的鐵礬渣制備鐵紅及回收銀的方法，其特征在于，用于調(diào)節(jié)熱 酸浸出液pH值的試劑為石灰乳、氫氧化鈉、氨水中的一種或幾種。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵礬渣制備鐵紅及回收銀的方法，其特征在于，步驟3)所述 的熱酸浸出渣回收銀包括浸銀和富銀液除雜，所述浸銀是在40-100°C的下反應(yīng)2-4h。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述的熱酸浸出液回收銀是以硫脲為浸 出劑，反應(yīng)體系中硫脲濃度為5-25g/L，液固比為5:1-12:lmL/g;所述的富銀液除雜采用鋅 粉置換，所述鋅粉的用量為理論質(zhì)量的1-2. 5倍。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鐵礬渣制備鐵紅及回收銀的方法，包括熱酸浸出鐵礬渣、浸出液除雜、水熱法直接制備鐵紅、熱酸浸出渣提銀。所述的熱酸浸出鐵礬渣是在溫度60-100℃的條件下浸出1-4h，得到熱酸浸出液和熱酸浸出渣，所述的浸出液除雜包括鐵粉置換除銅，硫化除鉛、鎘、砷，H2O2氧化，得到凈化液，所述的水熱法直接制備鐵紅向凈化液中加入添加劑，在120-150℃下反應(yīng)0.5-3h，得到產(chǎn)品鐵紅；所述的熱酸浸出渣提銀包括浸銀和富銀液除雜，所述浸銀是在40-100℃的下反應(yīng)2-4h，其中鐵紅制備中沉鐵率高于93％，銀回收率高于94％，鐵紅的純度為高于97％。本發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)單、金屬綜合回收率高，最大程度地實(shí)現(xiàn)了鐵、銀金屬?gòu)蔫F礬渣中高效回收。
【IPC分類】C22B11/00, C01G49/06, C22B7/04
【公開號(hào)】CN105385858
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510736982
【發(fā)明人】何靜, 楊建平, 楊聲海, 王夏陽(yáng), 夏新兵, 郭路路, 陳永明
【申請(qǐng)人】中南大學(xué)
【公開日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年11月3日