[發明專利]一種鐵礬渣酸浸出降鐵分離銦和鋅的方法

在審

• 申請號: 201810943195.1
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN108913877A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 高麗霞;戴子林;朱淮軍;李桂英;吳海鷹
• 申請（專利權）人: 廣東省稀有金屬研究所
• 主分類號: C22B1/02
• 分類號: C22B1/02;C22B7/00;C22B19/20;C22B19/30;C22B58/00
• 代理公司: 廣東世紀專利事務所有限公司 44216
• 代理人: 千知化

一種鐵礬渣酸浸出降鐵分離銦和鋅的方法，其特征是步驟如下：焙燒鐵礬渣得到焙砂，室溫下用硫酸溶液浸出焙砂1~2小時后加入磷酸，再加入磷酸鐵，升溫至80~90℃，反應8~10小時；反應結束后過濾，得到含鐵濾渣及含鋅和銦濾液。本發明的“鐵礬渣焙燒?酸浸?磷酸降鐵?分離銦和鋅”方法，使鐵礬渣在焙燒溫度范圍在600~670℃，能實現各元素浸出率：鐵≤10%、In≥70%、Zn≥80%。從而實現鐵礬渣焙砂溫度范圍≥100℃時，各元素浸出率均能控制在上述范圍內，從而使鐵礬渣中有價元素得到高效分離與利用，并易于工業應用。

技術領域

本發明涉及分離鐵礬渣中有價金屬的方法，特別涉及一種鐵礬渣稀酸浸出降鐵分離銦和鋅的方法。

背景技術

濕法煉鋅是當今世界最主要的煉鋅方法。在濕法煉鋅過程中，每年會產生大量廢渣，黃鉀鐵礬法所產生的鐵礬渣產率為0.3~0.5噸/噸電鋅，鐵礬渣中含In 100~300g/t、Zn3~6%、Fe 25~30%。被定性為“國家危險廢物”（HW48）。鐵礬渣的堆放，不僅占用大量的面積，更嚴重的是廢渣中的Zn、Fe等重金屬在自然堆存條件下會不斷溶出，污染地下水和土壤，造成水體、土地重金屬污染；但值得注意的是，鐵礬渣同時也是一種二次資源，其中含有Zn、Fe和In100~300克/噸稀散金屬等，所蘊含的價值約達2000元/噸鐵礬渣。因此，鐵礬渣的大量堆存，不僅造成生態環境受到影響，而且導致有價金屬資源的積壓，已經成為鋅冶煉行業可持續發展的嚴重制約因素之一。

CN201710017550.8中公開的“鋅渣活化焙燒-酸浸提In和Zn-氯鹽浸Ag和Pb”處理鋅廢渣，可實現Zn、Fe、Pb、In、Ag等有價金屬的全回收，尾渣可用于水泥生產，實現工藝流程無廢液、無廢渣。濕法煉鋅廢渣包括鉛銀渣和鐵礬渣，使用該工藝處理鐵礬渣，正如文獻（黃銨鐵礬渣的焙燒酸浸行為研究，2016,(10):9~11）報道，在焙燒時間為1.5h時，在焙燒溫度范圍680~720℃范圍內，各元素浸出率：Fe＜10%，In＞80%，Zn＞95%，有利于后續酸浸液中In和Zn的分離。而在焙燒溫度600~670℃范圍內，鐵礬渣經過焙燒酸浸，Fe的浸出率達到20%以上，酸浸液中Fe的含量高，給酸浸液中In、Zn的后續提取造成困難，因此，如何使鐵礬渣在低溫焙燒溫度范圍內也能實現Fe、In、Zn得到高效分離與利用是關鍵所在。

發明內容

本發明目的是提供一種在鐵礬渣在低溫焙燒溫度范圍內，實現鐵的浸出率≤10%，銦的浸出率≥70%，鋅的浸出率≥80%的方法。

本發明的步驟如下：

焙燒鐵礬渣得到焙砂，室溫下用硫酸溶液浸出焙砂1~2小時后加入磷酸，再加入磷酸鐵，升溫至80~90℃，反應8~10小時；反應結束后過濾，得到含鐵濾渣及含鋅和銦濾液。濾渣回收利用，含鋅和銦濾液返回鋅冶煉過程回收銦和鋅。

鐵礬渣經過600~670℃下焙燒1.5~2.0小時得到焙砂，按體積/質量比=4:1~6:1向焙砂中加入25~50g/L的硫酸溶液，在室溫下攪拌反應。焙燒及酸浸，鋅、銦和一部分鐵進入到酸浸液中，鐵給酸浸液中后續提取鋅和銦造成困難。因此，在酸浸1~2小時后，加入濃度>85%磷酸，加入量為焙砂中鐵質量的0.2~0.4倍，如果磷酸加入量小于焙砂中鐵質量的0.2倍，鐵的浸出率達到10~15%，Fe的沉淀效果不佳；如果磷酸加入量大于焙砂中鐵質量的0.4倍，雖然鐵的浸出率≤10%，但銦的浸出率只有60%左右，鐵礬渣分離有價金屬的效率低。

在酸性環境下，反應生成的磷酸鐵很難從溶液中結晶析出，所以另外加入焙砂質量的1.2~1.4%的磷酸鐵作為晶種，升溫至80~90℃，反應8~9小時，誘導生成的磷酸鐵沉淀析出。

加入磷酸鐵后的反應溫度為80~90℃。溫度低于80℃，生成的磷酸鐵不能充分結晶出來，鐵的浸出率高于15%；高于90℃，銦的浸出率低于70%，優選的反應溫度為85~90℃。