[發明專利]鋅濕法清潔冶煉及資源綜合回收利用工藝

無效

• 申請號: 201210565757.6
• 申請日: 2012-12-23
• 公開（公告）號: CN102978391A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 倪恒發;張新莊;翟愛萍;張向陽;張利濤;鄧攀;王向陽;張歌
• 申請（專利權）人: 河南豫光鋅業有限公司
• 主分類號: C22B3/04
• 分類號: C22B3/04;C22B3/44;C22B58/00;C22B41/00;C25C1/16
• 代理公司: 北京鑫浩聯德專利代理事務所(普通合伙) 11380
• 代理人: 李荷香

技術領域

本發明屬于有色金屬冶煉行業的鋅冶煉技術領域，尤其涉及一種在鋅清潔冶煉過程中綜合回收有價金屬及鐵元素分離與富集的工藝。

背景技術

目前濕法煉鋅工藝中有價金屬的綜合回收、鐵的形成及脫除、鐵渣的處理以及能耗、環保是濕法煉鋅工藝的核心內容，而這幾項因素又相互影響互為制約條件。

目前濕法煉鋅除鐵工藝有濕法和火法兩種方案，火法處理方案是將浸出渣加入回轉窯或煙化爐揮發成氧化鋅，然后再進行氧化鋅浸出；濕法處理方案是在酸性條件下將可溶性金屬及雜質全部浸出，同時采用不同方式將鐵及有雜質元素分離，目前除鐵的方式有高溫高酸-鐵礬法、針鐵礦法等工藝。

國內大部分濕法煉鋅廠采用揮發窯揮發法，但是該方法存在著浸出渣量大、能耗高、揮發窯尾氣含SO₂高，尾氣吸收系統規模較大、運行成本較高，稀散金屬的回收率低等問題；熱酸浸出-黃鉀鐵礬工藝，在我國部分冶煉廠采用，該工藝成熟可靠，投資相對較低，但存在鐵礬酸性渣需專用渣場堆存，存在環保隱患問題，同時液體中的鎵、銦、鍺等有價金屬無法回收；采用針鐵礦除鐵工藝可以產出含鐵較高的針鐵礦渣，但是針鐵礦的利用仍然存在一定問題，針鐵礦渣雖量有所減少但仍需火法處理，鋅金屬的直收率較低，沉鐵過程中銅鉛等有價金屬會帶入渣中，回收流程加長、成本升高或回收率降低，同時需要考慮高酸浸出渣的利用問題。

發明內容

本發明主要是對濕法煉鋅工藝進行創新研發，通過新工藝的創新解決濕法煉鋅工藝主金屬及有價金屬回收率的問題，固廢渣的處理問題以及減少二氧化硫和二氧化碳的排放清潔化生產方面的問題，有助于自動化程度的提高及勞動環境的改善，同時有利于縮短濕法煉鋅工藝流程減少濕法煉鋅投資。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種鋅濕法清潔冶煉及資源綜合回收利用工藝，該工藝包括以下步驟：

步驟1）、對鋅精礦進行焙燒，焙燒后產出二氧化硫煙氣和鋅焙砂，將二氧化硫煙氣導入雙轉雙吸硫酸系統，以濃硫酸的形式回收精礦中的硫；

步驟2）、將步驟1）中產生的鋅焙砂經中性溶液浸出、低酸溶液浸出后，再通過濕法強化浸出過程，完成酸性可溶金屬與不溶元素屬鉛、鈣、鎂、硅的分離，得到含鋅及可溶性雜質的液體；

步驟3）、將步驟2）中得到的含鋅及可溶性雜質的液體導入進有價金屬分離系統，分離出銦、鎵、鍺有價金屬富集渣；

步驟4）、將步驟3）中分離出銦、鎵、鍺有價金屬后的液體輸入到鋅鐵分離系統，在高溫高壓條件下，鐵以含鐵大于55%的鐵精礦沉淀產出，過濾出精鐵礦沉淀；

步驟5）、將步驟4）中過濾出精鐵礦沉淀后的溶液深度凈化后進入電解系統，電解產出金屬鋅。

步驟2）中所述的濕法強化浸出過程是將低酸浸出底流用電解廢液和硫酸進行強化浸出，即通過提高浸出過程的溫度和酸度以提供較好的動力學條件，將鋅的浸出率提高到大于98%，銅和銦的浸出率提高到大于90%；同時將渣率即鉛銀渣的重量除以焙砂的重量，降低到10%以下。

所述的低酸浸出底流用電解廢液中H₂SO₄的質量濃度為160-195g/L，鋅的質量濃度為35-70g/L。

所述的濕法強化浸出過程，溫度控制在85-98℃，反應初始酸度控制在150-250?g/L，反應終點酸度控制在130-190?g/L，作業時間控制在3-7小時，液固比即液體的體積除以固體的重量控制在10-30:1。

所述的有價金屬分離系統包括還原、預中和、有價金屬銦鎵鍺分離富集三個工序，還原是用鋅精礦將強化浸出液用中的Fe³⁺還原為Fe²⁺，預中和是用焙砂中和還原后溶液中的酸，有價金屬銦鎵鍺分離富集是用高銦氧化鋅粉將預中和后液體中和到pH值為3.0-4.0，使銦鎵鍺以氫氧化物形式水解。

所述的有價金屬分離系統中的還原工序，控制溫度為70-95℃，作業時間為3-7h、鋅精礦加入量為理論量的1.2-3倍，理論量即按化學反應方程式計算所需的鋅精礦的質量。

所述的有價金屬分離系統中的預中和工序，控制反應溫度為70-90℃，中和反應初始酸度為50～60g/l，中和反應終點的pH值為1.0-2.0，作業時間為1-3h。

所述的有價金屬分離系統中的有價金屬銦鎵鍺分離工序，控制反應溫度為70-85℃，分離結束時的pH值為3.0-4.0，作業時間為1-3h。