[發(fā)明專利]一種富銦高鐵鋅焙砂還原磁選分離鋅銦鐵的方法

無效

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• 申請日: 2010-12-29
• 公開（公告）號: CN102134655A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發(fā)明（設計）人: 鄧志敢;魏昶;李存兄;李興彬;李旻廷;樊剛;徐紅勝
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C22B19/02
• 分類號: C22B19/02;B03C1/00;C22B1/00
• 代理公司: 昆明今威專利代理有限公司 53115
• 代理人: 趙云

技術領域

本發(fā)明涉及一種富銦高鐵鋅焙砂還原磁選分離鋅銦鐵的方法，屬于礦物加工技術領域。

背景技術

富銦高鐵鋅焙砂是高銦高鐵硫化鋅精礦經焙燒處理后得到的一種富含銦及大量雜質鐵的鋅冶金物料。隨著濕法煉鋅工藝的發(fā)展，低鋅品位、高雜質含量的復雜鋅礦物資源的利用越來越普遍，尤以高鐵鋅精礦的利用最為明顯。

高鐵硫化鋅精礦通常是指含鐵大于7.5wt％，含鋅小于48wt％，含硫一般在25～35wt％，并伴生有較高含量的金屬銦的一類硫化鋅精礦的總稱。對于處理這一類高鐵硫化鋅精礦，通常采用的工藝技術流程有兩種，第一種工藝技術流程是鋅精礦沸騰焙燒-中性浸出-中性浸出渣回轉窯高溫還原揮發(fā)。在該工藝技術流程中，鋅精礦沸騰焙燒目的是控制溫度870～1100℃，將鋅精礦中的元素硫脫除，得到幾乎不含硫的焙燒礦，同時，在該焙燒條件下，硫化鐵和硫化鋅被氧化生成氧化物，高鐵硫化鋅精礦中鐵與鋅鑲嵌共存，生成的氧化鐵與氧化鋅將發(fā)生化學反應，生成鐵酸鋅，因而，在焙燒過程中，大部分的鐵不可避免地生成難溶于稀硫酸溶液的鐵酸鹽，如鐵酸鋅等物質，形成一系列的鐵酸鹽固溶體，而鐵酸鋅是一種難以被稀硫酸浸出的鐵酸鹽。中性浸出的目的是用稀硫酸將鋅焙燒礦中的鋅大部分的溶解到硫酸溶液中，實現金屬鋅從礦物中轉化到硫酸水溶液的目的，中性浸出過程得到合格的硫酸鋅溶液，這種硫酸鋅溶液做為下一步提取金屬鋅的原料轉入下一工序；在中性浸出過程中還產生中性浸出渣；由于鐵酸鋅等不被稀硫酸浸出，造成鋅、銦等有價元素進入到浸出渣，造成金屬鋅、銦等有價元素的損失，幾乎所有的鐵也進入中性浸出渣。為了更好的回收和利用這部分不被稀硫酸浸出而進入到浸出渣中金屬鋅、銦等，需要特定工藝和技術；中性浸出渣根據高鐵硫化鋅精礦含鐵的不同，其含鋅在18～24wt％左右，含鐵在25～35wt％左右，含硫在5～8wt％。中性浸出渣回轉窯高溫還原揮發(fā)是一種處理中性浸出渣的技術工藝，該過程是控制1250℃的高溫，添加焦炭作為發(fā)熱劑和還原劑，焦炭的用量是投入回轉窯物料量的50wt％。對中性浸出渣進行高溫還原揮發(fā)，在高溫還原揮發(fā)過程中，氧化鋅及其它含鋅化合物被還原揮發(fā)并收塵得到氧化鋅粉，金屬鋅在該氧化鋅粉中得到富集，一般含鋅為50wt％左右；回轉窯高溫還原揮發(fā)過程中，中性浸出渣中的元素硫被氧化，生成二氧化硫進入高溫煙塵氣中，由于在回轉窯高溫還原揮發(fā)過程中，控制高的過剩空氣系數，使得該過程中煙氣量很大，稀釋了生成的二氧化硫，使煙氣含二氧化硫很低，難以回收利用，全部排放到大氣中，造成二氧化硫污染，進而產生酸雨；金屬鐵被還原成低價氧化物或金屬鐵進入到窯渣中，在這個過程中實現鐵鋅的分離。該過程所產氧化鋅粉含鋅約50wt％左右，需要單獨專門處理以回收其中的金屬鋅和銦等有價元素。第二種工藝技術流程是鋅精礦沸騰焙燒-中性浸出-中性浸出渣高溫高酸浸出-黃鉀鐵礬法除鐵-液固分離-黃鉀鐵礬渣(堆存)-含鋅溶液返回主流程回收鋅，在這個技術工藝流程中，鋅精礦沸騰焙燒和中性浸出的目的如前所述。中性浸出渣高溫高酸浸出是控制浸出溫度在95℃，硫酸濃度達到200～300g/l的技術條件，終酸濃度控制35～70g/l，對中性浸出渣進行浸出，這時鐵酸鋅等不溶解于稀硫酸的礦物，可以順利的溶解進入到高濃度的硫酸溶液中，得到一種含鐵高、含鋅較低的硫酸鹽混合溶液，這種硫酸鋅和硫酸鐵混合溶液中鐵與鋅的分離，必須采用特殊的方法才能夠進行，從硫酸鋅和硫酸鐵混合溶液中分離鐵鋅的方法，在工業(yè)上采用的方法有黃鉀鐵礬法、針鐵礦法和赤鐵礦法。在濕法煉鋅過程中，通常采用黃鉀鐵礬法除去鐵離子含量高的硫酸鋅溶液中的鐵。黃鉀鐵礬法是控制溫度為90～95℃，控制溶液pH值為小于等于1.5，添加一定量的一價離子，如鉀離子，鈉離子，銨離子等，同時添加晶種，使硫酸鐵生成AFe₃(SO₄)₂(H₂O)₆這樣的物質，這個物質是一種微晶沉淀，可以從溶液中分離出來。生成黃鉀鐵礬的化學反應為：3Fe₂(SO₄)₃+2A(OH)+10H₂O＝2AFe₃(SO₄)₂(H₂O)₆+5H₂SO₄，生成黃鉀鐵礬的化學反應是一個可逆反應，也就是說，生成黃鉀鐵礬沉淀的過程是一個釋放硫酸的過程，當硫酸濃度達到一定量時，生成的黃鉀鐵礬微晶沉淀將重新被酸溶解，生成鐵離子，使鐵離子重返溶液。所以，為了使黃鉀鐵礬生成，必須保持pH小于等于或接近1.5，這樣才能使黃鉀鐵礬保持沉淀狀態(tài)。而黃鉀鐵礬生成的過程，將使反應體系中硫酸濃度上升，因而，生成黃鉀鐵礬的全過程必須進行酸度調整和控制，生成黃鉀鐵礬過程中采用添加鋅焙燒礦的方法，中和在生成黃鉀鐵礬過程產生的硫酸；當鐵從溶液中全部生成黃鉀鐵礬后，就實現了鐵鋅的分離。這時，得到含鋅的溶液返回主流程提取金屬鋅。同時得到含鋅3～8wt％的黃鉀鐵礬渣，該黃鉀鐵礬渣是濕法煉鋅過程的終渣，進行堆存，這種黃鉀鐵礬渣含有多種重金屬離子，在堆存過程中，存在重金屬離子污染問題，是一種典型的重金屬污染源。