[發(fā)明專利]一種短流程火法煉鋅方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610140975.3
• 申請日: 2016-03-11
• 公開（公告）號: CN105603210B
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發(fā)明（設計）人: 馬瑞新;李士娜;黃凱
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22B19/04
• 分類號: C22B19/04;C22B19/02;C22B1/02
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

一種短流程火法煉鋅方法，屬于有色金屬冶金領域。煉鋅過程是將粉狀硫化物鋅精礦通過流態(tài)化焙燒完全脫除S，轉化成氧化物焙砂，然后以氧化物為主的焙砂經(jīng)過造粒或者不經(jīng)過造粒和粉煤一起加入到另外一臺流態(tài)化還原爐中進行強還原，使ZnO還原成金屬鋅進入氣相，與此同時，鐵則被還原成金屬態(tài)；氣態(tài)金屬鋅進入鋅雨冷凝器冷凝回收，在此過程中能夠被金屬鋅溶解的伴生元素進入金屬鋅，在后續(xù)的精煉過程中與鋅分離；原礦中的鐵通過安放在還原流態(tài)化爐壁上的水冷套中的電磁鐵或永磁鐵吸附到還原流態(tài)化爐壁，定期清理。本發(fā)明方法處理能力大、成本低、工藝簡單、流程短。

技術領域

本發(fā)明屬于有色金屬冶金領域，涉及一種鉛鋅冶金方法。

技術背景

濕法煉鋅是目前主要的冶煉方法，通過濕法冶煉的鋅占總產(chǎn)量的80％以上。所謂濕法煉鋅，根據(jù)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—凈化—電積”，在此工藝流程中，硫化鋅精礦經(jīng)高溫沸騰氧化焙燒(900-1100℃)后轉化為氧化物焙砂，經(jīng)過中性浸出或低酸浸出溶出鋅、含鋅溶液經(jīng)除雜、凈化后送入電解工序陰極電積得到電鋅。

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(guī)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。

為了回收浸出渣中的鋅，常采用回轉窯揮發(fā)法或高溫高酸浸出法。回轉窯揮發(fā)法是將浸出渣配以一定的粉煤或碎焦，在1100-1300℃溫度的回轉窯中揮發(fā)鋅、鉛等有價金屬并以使之以煙塵的形式回收，由于含有較多的氟、氯等雜質(zhì)元素，必須經(jīng)過除雜工序，才能進入到鋅浸出工段。因該工藝能耗高、環(huán)境污染嚴重、回轉窯結圈嚴重。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，鐵酸鋅被分解成硫酸鋅和硫酸鐵進入到溶液中，為了后續(xù)電解工段的正常運行，必須對溶液中的鐵鋅進行分離，工業(yè)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(chǎn)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(nèi)外學者開發(fā)了常壓氧浸和高壓氧浸等直接浸出煉鋅工藝。硫化鋅精礦不經(jīng)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(zhì)硫和鐵氧化物。但該工藝鋅浸出效率低，產(chǎn)生的硫單質(zhì)促使固液分離困難，且產(chǎn)生的鐵渣仍然無法綜合利用，使該工藝的發(fā)展受到一定的限制。

濕法煉鋅的優(yōu)勢在于原料的適應性強、可以綜合提取伴生有價元素，但是存在溶液凈化工序繁雜、電積過程能耗高、酸霧嚴重等問題。常規(guī)的火法煉鋅，如橫罐煉鋅、豎罐煉鋅等方法采用間接加熱法，難以避免能耗高、成本高而逐漸被淘汰；電爐煉鋅電耗太高而基本沒有為工業(yè)界所接受。

處理硫化鋅精礦的傳統(tǒng)方法是采用流態(tài)化氧化焙燒，使鋅從硫化物形態(tài)轉化成以ZnO、ZnO·Fe2O3、ZnO·SiO2、ZnO·Al2O3等氧化物為主的形態(tài)，這種過程與目前常規(guī)鋅濕法冶金過程相同。本發(fā)明所述的方法的特別之處在于：經(jīng)過氧化焙燒以后所得焙砂的后續(xù)處理。常規(guī)濕法冶金是把焙砂通過余熱鍋爐回收余熱、降溫后，進行浸出、溶液凈化、電積。本發(fā)明則是將焙砂趁熱進入另外一臺流態(tài)化焙燒床中，進行強還原氣氛的流態(tài)化還原。

中國專利C22B19/02(2006.01)I提出一種富銦高鐵鋅焙砂的低溫流態(tài)化還原方法：在570℃低溫弱還原處理工藝，將鐵酸鋅還原成ZnO、Fe3O4及部分鐵，然后經(jīng)過冷卻、磨細制漿以后進行磁選分離鐵，ZnO則采用傳統(tǒng)的酸浸進行回收。

CN 103276197 A提出了一種一種鋅焙砂閃速還原焙燒的方法，其特征在于，將粒度為74μm～125μm的鋅焙砂用組成為CO濃度在0～18％vol之間的CO+N2或CO+CO2混合氣體輸送焙砂并以噴射方式加入到溫度控制為800℃～1050℃，氣氛控制CO濃度為0.01～2％vol，CO2濃度為1～50％vol，O2濃度為0～1％vol的閃速焙燒爐內(nèi)，鋅焙砂在閃速焙燒爐內(nèi)呈懸浮態(tài)下落，鋅焙砂在閃速焙燒爐內(nèi)停留時間為1～3秒。