[發明專利]一種鋅冶煉的工藝

有效

• 申請號: 201310475358.5
• 申請日: 2013-10-12
• 公開（公告）號: CN103540765A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 孫偉;韓海生;劉文莉;唐鴻鵠
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B19/00
• 分類號: C22B19/00;C22B3/06;C22B1/02;C22B3/22;C22B3/44;B03C1/02
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 鄧建輝

技術領域

本發明公開了一種鋅冶煉新工藝；屬于冶煉工藝方法。

背景技術

在濕法冶金過程中，常常使用酸性溶液浸礦石，礦物中的鐵經常是以三價或者二價離子形式進入溶液。由于鐵在進行電沉積等后續工藝時存在較大危害，因此除鐵是濕法冶金中最為普遍和重要的一道工序。鋅冶煉過程中的沉淀除鐵問題，在濕法冶金中最具代表性。硫化鋅精礦一般含有5%-15%的鐵，浸出過程中鋅和其他有色金屬進入溶液時，鐵也不同程度地進入溶液。采用高溫高酸浸出工藝時，可使以鐵酸鋅形態(ZnFe₂O₄)存在的鋅浸出率達90%以上，顯著提高了金屬的提取率，但高浸能耗高且大量鐵也會轉入溶液，使浸出液中的含鐵量高達30g/L以上。為了從含鐵高的溶液中沉鐵，自上世紀60年代末以來，黃鉀鐵礬法、針鐵礦法、赤鐵礦法作為新的沉鐵方法先后在工業上獲得應用。

雖然這些方法基本解決了鋅濕法冶金中的固液分離問題，鐵的沉淀結晶好，并可取消浸出時對鐵溶解量的限制，從而實現了對鋅焙砂的全濕法處理。但是它們都存在各自的缺陷：黃鐵礬法的缺點是渣量大，鐵品位低，硫酸消耗較多；針鐵礦法的要點是使溶液中三價鐵離子濃度在沉淀過程中保持較低水平，如低于lg/L，該工藝效率較低，過濾的料液較大，動力消耗大，酸平衡難于掌握，酸、堿消耗較大，設備較為復雜；赤鐵礦法除鐵最富有吸引力的是此法除鐵鐵渣量少，含鐵較高，但需要較高pH值，且能耗最高，蒸汽耗量約占全廠60%。它們共同的缺陷在于生成的沉淀沉降速度緩慢，陳化時間長，顆粒細小過濾困難，且生成的沉淀渣品位不夠理想，綜合利用困難。

因此，有效提高高鐵閃鋅礦鋅浸出率、加速浸出液中鐵的分離，提高沉淀渣的利用率要有針對性的研究出一種對高鐵閃鋅礦浸出效率高、能耗低、凈化簡單的新方法和工藝，使環境效益、經濟效益和社會效益三統一。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能有效提高鋅浸出率、鉛銀的回收率，并有效緩解除鐵凈化壓力，實現快速、高效沉降分離濕法冶鋅酸性浸出液中鐵離子，并提高鐵沉降渣利用率的鋅冶煉的工藝。

為了解決上述技術問題，本發明提供的鋅冶煉的工藝，包括下述步驟：

第一步：含鋅物料的焙燒

將高鐵閃鋅礦精礦進行焙燒處理使得ZnS盡量氧化成ZnO，同時讓鉛、鎘、砷雜質氧化轉變為易揮發的化合物從精礦中分離，焙燒溫度控制在870～900℃，空氣過剩系數為1.20～1.30；

第二步：中性浸出

將鋅焙砂置于攪拌槽中加入酸液進行調漿，溫度保持65～85℃，含氧化鋅物料或焙砂按液固比7～9:1比例加入中浸攪拌槽中，反應時間為1.5h～2h，中浸始酸濃度為20～60g/L，終點pH為5.1～5.4；

第三步：低溫低酸浸出

將中浸渣轉入低浸槽進行低酸浸出溶解較難溶的氧化鋅，低酸浸出工藝參數為：液固比4～6:1，終酸15～25g/L，反應溫度60～70℃，反應時間1.5～2h；

第四步：磁選分離鐵酸鋅—鐵酸鋅還原焙燒

將低浸渣在1000～1500GS的磁場中進行磁選分離，磁性產品為鐵酸鋅，非磁性產品為富含鉛銀的難溶氧化鋅，難溶氧化鋅在高溫高酸條件下進一步浸出，浸出條件為：液固比4～6:1，終酸100g/L～110g/L，反應溫度90～95℃，反應時間1～1.5h；

將鐵酸鋅和-0.074mm焦碳粉按照40～45:1比例混合均勻，置于焙燒爐中在800～900℃條件下焙燒1～1.5h，鐵酸鋅分解為四氧化三鐵和氧化鋅，分別作為磁流體除鐵工藝的磁種和中和劑；

第五步：磁流體除鐵

(1)低酸浸出液還原

在低酸浸出液中加入還原劑，并以300～500r/min速度攪拌，使Fe³⁺含量降到3g/L以下；

(2)磁場誘導中和水解

將第(1)步所得的Fe³⁺含量降到3g/L以下的低酸浸出液置于磁場強度為50～150GS磁場中，連續攪拌，控制所述濕浸出液溫度在80～90℃，向浸出液中加入氧化劑，使浸出液中的Fe²⁺緩慢氧化成為Fe³⁺，同時，向濕法冶金酸性浸出液中連續加入鐵酸鋅焙燒產物，控制整個過程中濕法冶金酸性浸出液的pH值為2.0～3.0，加入氧化劑的速度為使得浸出液中Fe³⁺濃度保持在3g/L以內；

(3)絮凝