[發明專利]一種選冶聯合煉鋅的方法

無效

• 申請號: 201110332253.5
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN102399997A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 柴立元;彭兵;蔡練兵;李密;劉維;陳永明;戴曦;鄔建輝;周雍茂;顏愛國
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B19/00
• 分類號: C22B19/00;C22B1/02;B03C1/00;C22B3/08
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 袁靖

技術領域

本發明涉及一種選冶聯合煉鋅方法，具體涉及傳統鋅濕法冶煉過程中鐵鋅分離的方法，屬于礦物加工與冶金工程技術交叉領域。

背景技術

目前，世界上80％以上的鋅產量來源于濕法煉鋅工藝，根據工藝流程的不同，可分為間接浸出煉鋅法和直接浸出煉鋅法。間接浸出煉鋅主要工藝流程為“沸騰焙燒-浸出-電解”，在此工藝流程中，硫化鋅精礦經高溫沸騰氧化焙燒(900-1100℃)后轉化為氧化鋅焙砂，所得焙砂經過中性浸出或低酸浸出溶出鋅，富鋅溶液經除雜，凈化后送入電解工序生產電解鋅。然而，由于硫化鋅精礦中伴生有不同含量的鐵(10-35％)，在沸騰焙燒過程中導致大量鐵酸鋅的生成，因鐵酸鋅不溶于稀酸，在常規中浸和低酸浸出過程中，20％左右的鋅以及90％以上的鐵以鐵酸鋅的形式損失到浸出渣中。工業上關于鋅浸出渣的處理方式主要有回轉窯揮發法和高溫高酸浸出法兩種，回轉窯揮發法是將浸出渣配以40-45％的煤粉，利用回轉窯在1100-1300℃的高溫下揮發鋅、鉛等有價金屬并以煙塵的形式回收，由于煙塵中含有較多的氟、氯等雜質元素，必須經過除雜工序，才能進入到鋅浸出工段。因該工藝能耗高，環境污染嚴重，且產生的鐵渣中鐵主要以金屬鐵形式存在，難以進一步回收利用，已逐漸被高溫高酸浸出工藝所取代。高溫高酸浸出工藝是控制浸出酸度在200-300g/l，浸出溫度在90-95℃的條件下，對鋅浸出渣進行浸出。該特殊條件下，鐵酸鋅被強制分解，鋅和鐵全部以硫酸鋅和硫酸鐵的形式進入到溶液中，為了后續電解工段的正常運行，必須對溶液中的鐵鋅進行分離，工業上常采用的方法有黃鉀鐵礬法、針鐵礦法和赤鐵礦法。但此工藝流程長，設備腐蝕嚴重，且產生的大量沉鐵渣無法利用，導致了鐵資源的浪費。為了避免鐵酸鋅的生成，國內外學者開發了直接浸出煉鋅工藝，主要包括常壓氧浸和高壓氧浸。硫化鋅精礦不經過沸騰氧化焙燒階段，而直接采用硫酸浸出，得到硫酸鋅溶液、單質硫和鐵氧化物。但該工藝鋅浸出效率低，產生的硫單質促使固液分離困難，且產生的鐵渣仍然無法綜合利用，使該工藝的發展受到一定的限制。

綜上所述，無論是采用何種常規鋅濕法冶煉工藝，均面臨著高鐵鋅精礦進入冶煉流程所帶來的鐵鋅分離困難、鐵渣難以資源化的工藝和技術瓶頸。因此，開發高效鐵鋅分離技術，工藝流程簡單且能綜合回收鐵資源及伴生稀貴金屬的鋅冶煉工藝是社會發展的迫切需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠實現鐵的源頭分離，且能綜合回收伴生鐵資源及稀貴金屬的選冶聯合煉鋅的方法。

一種選冶聯合煉鋅的方法，包括以下步驟：

1)將濕法煉鋅過程中得到的高鐵鋅焙砂在弱還原氣氛下磁化焙燒，使其中的鐵酸鋅分解為氧化鋅和磁性氧化鐵；

2)步驟1)所得的磁化焙砂冷卻后采用選冶聯合方式，實現鐵鋅分離；所述的選冶聯合方式為先選再冶、先冶再選兩種方式中的一種，具體步驟如下：a)先選再冶工藝：將步驟1)得到的磁化焙砂首先采用磨礦和磁選組合將鐵從焙砂中分離出來，所得低鐵焙砂采用中性浸出或弱酸浸出溶出鋅，固液分離，鋅浸出液凈化除雜后進行電解回收鋅；浸出渣綜合回收稀貴金屬；b)先冶再選工藝：磁化焙砂先采用中性浸出或低酸浸出溶出鋅，固液分離，鋅浸出液凈化除雜后進行電解回收鋅；鋅浸出渣通過磁選回收鐵精礦，磁選尾礦用于回收綜合回收稀貴金屬。

所述的磁化焙燒過程利用沸騰焙燒的余熱或還另外增加熱量。

步驟1)所述的弱還原氣氛為CO與N₂或CO₂的混合氣，其中CO濃度控制在1％-10％。所述的稀貴金屬包括鉛、銀、銦等。

本發明的選冶聯合煉鋅的方法，是將磁化焙燒、選礦工藝和濕法冶金工藝三者相組合，在常規鋅濕法冶煉流程中實現鐵的高效源頭分離，并綜合回收伴生鐵資源和稀貴金屬。

本發明采用以上技術方案，與傳統鋅濕法煉鋅工藝相比，具有以下優勢：

1)利用沸騰焙燒余熱，采用磁化焙燒將鐵酸鋅分解為氧化鋅和磁性氧化鐵，能耗低，由于采用弱還原氣氛，還原劑成本低，并能有效控制鐵酸鋅的分解歷程，避免了鐵酸鋅過還原，為后續鐵鋅分離創造了條件，同時也降低了鋅、鉛、銦等揮發性金屬的損失。

2)選冶結合，可采用先選后冶或先冶后選等多種組合工藝實現鐵鋅的源頭分離，避免了后續浸出時大量鐵進入鋅浸出液中，從根本上解決了傳統工藝中存在的鋅浸出液含鐵高，沉鐵工藝流程長，設備腐蝕嚴重，金屬回收率低等問題。

3)選冶聯合中所獲得的富鐵料可采用多段磁選組合工藝，獲得鐵精礦，可作為煉鐵原料使用，因此，資源綜合利用率高，同時也減少了鋅冶煉過程中廢渣的排放，降低了對環境的污染。