[發明專利]一種鐵礬渣綜合回收鋅的方法

在審

• 申請號: 201410218878.2
• 申請日: 2014-05-22
• 公開（公告）號: CN103966448A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 蔣開喜;劉三平;王海北;蘇立峰;魏幫;黃勝;張邦勝;鄒小平;蔣應平;李相良;王玉芳;李賀
• 申請（專利權）人: 北京礦冶研究總院
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B19/30;C22B3/38
• 代理公司: 北京藍智輝煌知識產權代理事務所(普通合伙) 11345
• 代理人: 陳紅

技術領域

本發明屬于鋅濕法冶煉技術領域，涉及一種鋅濕法冶煉系統鐵礬渣綜合回收鋅的方法。

背景技術

世界煉鋅方法分為火法和濕法兩大類。其中，濕法煉鋅的優點是較好地滿足了環保要求，勞動條件好，金屬回收率高，產品質量高，易于實現大規模的連續化、自動化生產。目前，濕法煉鋅產量占世界總鋅產量的85％以上。然而，濕法煉鋅工藝過程會產生大量的浸出渣，浸出渣過濾后仍夾帶著大量的含鋅溶液。由于這部分溶液中含鋅高，渣中夾帶的鋅量高，有很大的回收利用價值。

為了有效地回收利用浸鋅渣中的有價元素，國內外專家學者進行了較為廣泛的研究，開發了多種工藝方法，歸納起來有以下幾種：回轉窯煙化法、選冶聯合法、熱酸浸出-沉鐵法、熔煉-萃取法、氯化煙化法、合金法等。目前，我國濕法煉鋅廠主要采用回轉窯煙化法和熱酸浸出法處理浸鋅渣以回收浸鋅渣中的有價元素。

發明內容

本發明的目的是提供一種鐵礬渣綜合回收鋅的方法，該方法具有流程簡短、操作簡單、成本低廉和環境友好的優點，能夠經濟處理鋅浸出渣，顯著地增加企業經濟效益。

本發明的主要原理為，鐵礬渣經過“酸性洗滌—中和除鐵—萃取提鋅”的方法，使其中可溶鋅得到進一步回收。

浸鋅渣中所含Zn主要是夾帶的浸出液中的ZnSO₄，為水溶性鋅，用水即可將其洗出。本方法的重點是如何從洗渣水中把鋅提取出來，溶劑萃取是其核心技術。本發明在鋅溶劑萃取研究的基礎上，提出浸出渣直接水洗-凈化-萃取提鋅的工藝流程，該工藝還未見相關報道。

其中，水洗采用低濃度的硫酸水溶液(含H₂SO₄2～20g/L)。

凈化采用熟石灰[Ca(OH)₂]中和水解除鐵。選取熟石灰作為中和劑，因為熟石灰易獲得，且不容易產生過中和，中和的溶液pH值最大小于6，完全符合除鐵過程的要求。熟石灰在中和反應過程中不產生氣體，杜絕了冒槽的風險。熟石灰固體顆粒還能為Fe(OH)₃的沉淀提供核心，增加了Fe(OH)₃沉淀時的晶核顆粒數，有利于Fe(OH)₃的沉淀和團聚。

萃取采用P204-煤油做有機相。P204是屬于酸性磷類萃取劑，可通過調節溶液的pH值提高鋅的萃取效果。

與傳統的鋅浸出渣處理工藝相比，該工藝具有流程簡短、操作簡單、成本低廉和無污染的優點，能夠經濟處理鋅浸出渣，具有顯著地經濟效益和社會效益。

本發明的目的通過下列技術方案實現。

一種鐵礬渣綜合回收鋅的方法，包括以下步驟：

(1)鐵礬渣酸性洗滌：鐵礬渣加入稀硫酸進行常壓攪拌洗滌，液固分離得到洗滌后液。

(2)洗滌后液中和除鐵：向洗滌后液中加入石灰乳，中和除去洗滌后液中的鐵離子，中和除鐵后液固分離得到除鐵后液。洗滌后液含Fe較高，會明顯影響萃取-反萃過程。采用熟石灰中和溶液中的游離酸，使Fe³⁺水解而被除去。

(3)除鐵后液溶劑萃鋅：采用P204-煤油做有機相，萃取除鐵后液中的鋅離子。可以通過調節溶液的pH值提高鋅的萃取效果。

(4)反萃：將負載鋅離子的有機相反萃，鋅離子進入反萃液返回鋅濕法冶煉主系統。

步驟(1)中，鐵礬渣含鋅由不溶鋅和水溶鋅組成，不溶鋅主要成分為：ZnS、ZnO·Fe₂O₃等，水溶鋅的主要成分為ZnSO₄。通過對主系統所產鐵礬渣進行充分攪拌酸性洗滌，可以降低渣中水溶鋅含量，提高鋅回收率。酸性攪拌洗滌控制硫酸濃度為2～20g/L，洗滌周期10～80min，洗滌溫度15～85℃，洗滌液固比3～7∶1。在此條件下Zn回收率>70％，渣含鋅<1％，溶液含鋅2～7g/L，溶液含鐵<0.2g/L。常壓攪拌洗滌過程中，有價金屬Zn、Fe的可溶鹽及部分氧化物進入溶液。

步驟(2)中，攪拌洗滌后液加入熟石灰進行中和除鐵，中和后液中鐵離子濃度<5mg/L，鋅離子濃度2～7g/L。中和除鐵的反應條件為：反應溫度20～90℃，反應時間0.5～6h，控制溶液終點pH2～5。在該條件下，除鐵后液Fe<5mg/L，Zn損失率<2％，主要化學反應方程式如下：

Ca(OH)₂+H₂SO₄＝CaSO₄↓+2H₂O