[發明專利]一種高鐵鋅浸渣清潔利用方法

在審

• 申請號: 201710139793.9
• 申請日: 2017-03-10
• 公開（公告）號: CN107012328A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 鄭永興;王華;文書明;呂晉芳;藍卓越;楊春曦;賴振寧
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B1/02;C22B1/26;C22B19/30;C22B11/02;C22B13/02;C22B15/00;C22B30/06;C22B58/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種高鐵鋅浸渣清潔利用方法，屬于選冶技術領域。

背景技術

高鐵鋅浸渣是高鐵鋅精礦經過沸騰焙燒-兩段浸出流程之后得到的一種中間物料，對其進行高值化與清潔利用一直是國內外冶金行業有待攻破的難題。

在鋅冶煉過程中，由于鋅精礦常伴生有10%左右的鐵元素，在焙燒過程中為了達到理想的脫硫率，鋅焙砂中不可避免地產生鐵酸鋅，鐵酸鋅中鋅量占總鋅量的8%~10%。當鋅精礦為我國大量存在的高鐵料（≥10%）或鐵閃鋅礦時，焙砂中鐵酸鋅含量會更高。鐵酸鋅屬難浸鋅物種，中性浸出和低酸浸出環節很難將其浸出，在浸出過程會產生大量的浸出渣。熱酸浸出成功解決了鋅浸出率提高和有價金屬鉛銀回收的難題，但也產生了兩大新的問題：除鐵負擔繁重、操作復雜、生產成本高；產生大量除鐵渣，有價元素隨鐵渣損失大，鐵資源不能得到有效利用，鐵渣中存在大量不穩定重金屬污染物，堆存過程重金屬溶出易造成二次污染等，國家已禁止了沉鐵渣的露天堆存。火法冶金工藝處理后的高鐵酸浸渣渣量少、鐵渣污染小，是鋅清潔冶煉技術的新方向。然而，如今回轉窯工藝焦量消耗高達渣量的50%，致使大量二氧化碳排放且需要增加低濃度SO₂煙氣處理系統。此外，鐵、稀貴金屬及脈石成分已生成了復合固溶體，造成稀貴金屬及鐵資源難以回收。

隨著人們環保意識的不斷加強，尤其是國家在十二五期間制定節能減排為重點任務、發展低碳綠色經濟的思路以來，以及鉛鋅市場價格不景氣，部分企業開始停止對此類冶煉渣的火法處理，致使大量鋅冶渣不得不以堆存或直接向外出售的方式處理，造成嚴重環境污染以及有價資源的浪費。因此，開發鋅冶煉渣清潔處理新技術對緩解資源供需矛盾以及減少環境污染具有重要的意義。

選冶聯合技術是近年來鋅冶煉渣清潔處理研究新動向。中國專利CN201110332253.5、CN201110096566.5和CN201210122328.1中均采用還原焙燒的方法，通過不同還原條件的精準控制，將鐵酸鋅選擇性的還原為氧化鋅和四氧化三鐵，而后采用磁選和弱酸浸出的方法，實現了鋅鐵的有效分離，但仍然存在鐵的過還原，鋅浸出后大量鐵進入浸出夜以及其它金屬如鉛、銀和銦等回收效果不理想等難題。此外，專利中主要是針對鋅精礦經過沸騰爐處理后得到的鋅焙砂，而對含有銅、銀和鉛鋅硫酸鹽的高鐵鋅浸出渣關注較少。對于含鉛鋅硫酸鹽的渣料，專利申請者所在的研究團隊曾通過引入還原性氣氛，將鉛鋅硫酸鹽選擇性的自硫化為人造硫化礦而后采用浮選，取得一定的轉化和浮選回收效果（CN201310065266.X），但對于含多種組分的高鐵鋅浸渣的高值化與清潔利用并沒有提出有效的方法。

發明內容

針對濕法煉鋅過程中產生的大量高鐵鋅浸渣帶來的環境污染，濕法或火法回收成本高，常規選礦方法回收有價金屬難度大等一系列問題，本發明旨在提供一種高鐵鋅浸渣高值化、清潔利用方法，該方法首先將物料進行脫水、干燥處理后，在碳-硫混合氣氛下將渣料中的鉛鋅硫酸鹽選擇性的轉化為人造硫化礦，同時實現銅、鉍和銀的硫化與鐵酸鋅的磁化轉化，然后采用浮-磁聯合流程分別得到人造硫化礦和高純鐵酸鋅精礦，前者可以作為鋅精礦直接出售，后者通過還原揮發后獲得含銦的鋅產品和高品位煉鐵料。本發明通過以下技術方案實現。

一種高鐵鋅浸渣清潔利用方法，其具體步驟如下：

（1）首先將高鐵鋅浸渣干燥脫水，然后同時添加還原劑和硫化劑，在溫度為400℃~900℃條件下進行碳-硫混合氣氛焙燒反0.5h~3.5h，焙燒結束后，通入氮氣或氬氣作保護氣體，以150℃/h~300℃/h的速度進行緩慢冷卻，待溫度降至200℃以下后水淬得水淬渣；

具體反應方程式為：

PbSO₄ + 4C = PbS + 4CO(g) （1）

ZnSO₄ + 4C = ZnS + 4CO(g) （2）

PbSO₄ + 4CO(g) = PbS + 4CO₂(g) （3）

ZnSO₄ + 4CO(g) = ZnS + 4CO₂(g)（4）

3ZnFe₂O₄(s) + C(s) = 3ZnO(s) + 2Fe₃O₄(s) + CO(g) （5）