[發(fā)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(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210565757.6
• 申請(qǐng)日: 2012-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN102978391A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 倪恒發(fā);張新莊;翟愛萍;張向陽(yáng);張利濤;鄧攀;王向陽(yáng);張歌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南豫光鋅業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): C22B3/04
• 分類號(hào): C22B3/04;C22B3/44;C22B58/00;C22B41/00;C25C1/16
• 代理公司: 北京鑫浩聯(lián)德專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11380
• 代理人: 李荷香

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有色金屬冶煉行業(yè)的鋅冶煉技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種在鋅清潔冶煉過程中綜合回收有價(jià)金屬及鐵元素分離與富集的工藝。

背景技術(shù)

目前濕法煉鋅工藝中有價(jià)金屬的綜合回收、鐵的形成及脫除、鐵渣的處理以及能耗、環(huán)保是濕法煉鋅工藝的核心內(nèi)容，而這幾項(xiàng)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(zhuǎn)窯或煙化爐揮發(fā)成氧化鋅，然后再進(jìn)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(zhì)全部浸出，同時(shí)采用不同方式將鐵及有雜質(zhì)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(guó)內(nèi)大部分濕法煉鋅廠采用揮發(fā)窯揮發(fā)法，但是該方法存在著浸出渣量大、能耗高、揮發(fā)窯尾氣含SO₂高，尾氣吸收系統(tǒng)規(guī)模較大、運(yùn)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(guó)部分冶煉廠采用，該工藝成熟可靠，投資相對(duì)較低，但存在鐵礬酸性渣需專用渣場(chǎng)堆存，存在環(huán)保隱患問題，同時(shí)液體中的鎵、銦、鍺等有價(jià)金屬無法回收；采用針鐵礦除鐵工藝可以產(chǎn)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(jià)金屬會(huì)帶入渣中，回收流程加長(zhǎng)、成本升高或回收率降低，同時(shí)需要考慮高酸浸出渣的利用問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要是對(duì)濕法煉鋅工藝進(jìn)行創(chuàng)新研發(fā)，通過新工藝的創(chuàng)新解決濕法煉鋅工藝主金屬及有價(jià)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(chǎn)方面的問題，有助于自動(dòng)化程度的提高及勞動(dòng)環(huán)境的改善，同時(shí)有利于縮短濕法煉鋅工藝流程減少濕法煉鋅投資。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)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(duì)鋅精礦進(jìn)行焙燒，焙燒后產(chǎn)出二氧化硫煙氣和鋅焙砂，將二氧化硫煙氣導(dǎo)入雙轉(zhuǎn)雙吸硫酸系統(tǒng)，以濃硫酸的形式回收精礦中的硫；

步驟2）、將步驟1）中產(chǎn)生的鋅焙砂經(jīng)中性溶液浸出、低酸溶液浸出后，再通過濕法強(qiáng)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(zhì)的液體；

步驟3）、將步驟2）中得到的含鋅及可溶性雜質(zhì)的液體導(dǎo)入進(jìn)有價(jià)金屬分離系統(tǒng)，分離出銦、鎵、鍺有價(jià)金屬富集渣；

步驟4）、將步驟3）中分離出銦、鎵、鍺有價(jià)金屬后的液體輸入到鋅鐵分離系統(tǒng)，在高溫高壓條件下，鐵以含鐵大于55%的鐵精礦沉淀產(chǎn)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(jìn)入電解系統(tǒng)，電解產(chǎn)出金屬鋅。

步驟2）中所述的濕法強(qiáng)化浸出過程是將低酸浸出底流用電解廢液和硫酸進(jìn)行強(qiáng)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(dòng)力學(xué)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(shí)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(zhì)量濃度為160-195g/L，鋅的質(zhì)量濃度為35-70g/L。

所述的濕法強(qiáng)化浸出過程，溫度控制在85-98℃，反應(yīng)初始酸度控制在150-250?g/L，反應(yīng)終點(diǎn)酸度控制在130-190?g/L，作業(yè)時(shí)間控制在3-7小時(shí)，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(jià)金屬分離系統(tǒng)包括還原、預(yù)中和、有價(jià)金屬銦鎵鍺分離富集三個(gè)工序，還原是用鋅精礦將強(qiáng)化浸出液用中的Fe³⁺還原為Fe²⁺，預(yù)中和是用焙砂中和還原后溶液中的酸，有價(jià)金屬銦鎵鍺分離富集是用高銦氧化鋅粉將預(yù)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(jià)金屬分離系統(tǒng)中的還原工序，控制溫度為70-95℃，作業(yè)時(shí)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(xué)反應(yīng)方程式計(jì)算所需的鋅精礦的質(zhì)量。

所述的有價(jià)金屬分離系統(tǒng)中的預(yù)中和工序，控制反應(yīng)溫度為70-90℃，中和反應(yīng)初始酸度為50～60g/l，中和反應(yīng)終點(diǎn)的pH值為1.0-2.0，作業(yè)時(shí)間為1-3h。

所述的有價(jià)金屬分離系統(tǒng)中的有價(jià)金屬銦鎵鍺分離工序，控制反應(yīng)溫度為70-85℃，分離結(jié)束時(shí)的pH值為3.0-4.0，作業(yè)時(shí)間為1-3h。