[發明專利]鋅焙砂短流程濕法煉鋅的方法

有效

• 申請號: 202010886323.0
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112126792B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 竇愛春;張也;劉云建;蘇明如;周玉;陳耀東
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C22B19/20
• 分類號: C22B19/20;C22B3/16;C25C1/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于鋅焙砂濕法處理領域，尤其涉及一種鋅焙砂短流程濕法煉鋅的方法。在密閉容器內，采用氨基乙酸鹽和亞氨基二乙酸鹽混配型體系進行高溫強化溶出鋅焙砂，浸出過程中，有價金屬鉛、鎘、銅、鎳和鈷隨主金屬鋅一起溶解進入浸出液，雜質鐵、硅、鈣、鎂不溶出而留在浸出渣中。浸出液經鋅粉還原凈化后，進行電積提鋅。直接一步選擇性浸鋅，實現鋅鐵分離，避開現有工藝繁雜的兩段浸出和沉鐵過程，簡化了浸出過程，縮短了鋅焙砂濕法提鋅工藝流程，提高了生產效率。

技術領域

本發明屬于鋅焙砂濕法處理領域，尤其涉及一種由鋅焙砂短流程濕法處理制取電鋅的方法。

背景技術

濕法煉鋅仍然是行業主流煉鋅方法，濕法煉鋅方法年鋅產量占當年鋅總產量的80%以上，而由鋅焙砂經“浸出-凈化-電積”提鋅的方法則是其中最主流的方法。但是，鋅焙砂浸出過程仍然是一個非常繁瑣的過程，本質原因在于鋅焙砂中除含有易溶于酸的氧化鋅（ZnO）外，還含有大量的難以處理的鐵酸鋅（ZnFe₂O₄），以及少量的硅酸鋅（ZnSiO₄）。鐵酸鋅是一種非常難以溶解的復合氧化物，只有在高溫、高酸條件下才可以溶解。現在廣泛采用的鋅焙砂浸出工藝為兩段浸出，第一段采用中酸（或低酸）浸出易溶氧化鋅，中浸渣中難溶鐵酸鋅采用高溫、高酸的熱酸浸出，鐵酸鋅溶出同時，鐵與鋅一并進入浸出液，因此，鋅焙砂浸出過程中必然還有一個沉鐵的過程。沉鐵過程條件控制苛刻、時間長、工作量大，在某種程度上已成為制約濕法煉鋅工藝發展的一個瓶頸。

發明內容

為克服現有鋅焙砂濕法煉鋅工藝的不足，本發明提供一種鋅焙砂一步浸出選擇性浸鋅的方法，直接實現鋅鐵分離，簡化浸出過程，大大縮短鋅焙砂濕法提鋅工藝流程，提高生產效率。

為達到以上目的，本發明采用的技術方案是：在密閉容器內，采用氨基乙酸鹽和亞氨基二乙酸鹽混配型體系進行高溫強化溶出鋅焙砂，浸出過程中，有價金屬鉛、鎘、銅、鎳和鈷隨主金屬鋅一起溶解進入浸出液，雜質鐵、硅、鈣、鎂不溶出而留在浸出渣中。浸出液經已有方法凈化后進行電積提鋅。

采用氨基乙酸鹽和亞氨基二乙酸鹽混配型體系進行高溫強化溶出的原因基于以下幾點：

首先，研究發現，單一的亞氨基二乙酸鹽體系與氨基乙酸鹽體系一樣，也具有溶解鐵酸鋅的能力，在常規溫度條件下（水沸點溫度以下），可以選擇性地溶出鐵酸鋅中鋅，鐵酸鋅中鐵形成相應鐵氧化物不溶出，但新生成的鐵氧化物會阻礙鐵酸鋅的進一步溶解。所以，在常規溫度條件下，亞氨基二乙酸鹽體系和氨基乙酸鹽體系溶解鐵酸鋅的能力都非常有限，不能很好地處理鋅焙砂，因為其中鐵酸鋅含量較高，因此，采用了高溫強化溶出的手段。

其次，用單一的亞氨基二乙酸鹽體系和氨基乙酸鹽體系以高溫強化溶出手段分別處理鋅焙砂發現，兩種體系中鐵酸鋅均能夠很好地溶出，焙砂中鋅浸出率均高于90%以上。氨基乙酸鹽體系鋅溶出效果較亞氨基二乙酸鹽體系差，這是因為氨基乙酸根離子與鋅離子配合能力不及亞氨基二乙酸根離子；同時發現，氨基乙酸鹽體系鐵基本不溶出，與常規溫度條件下結果一致，而亞氨基二乙酸鹽體系中鐵溶出情況與常規溫度下結果不一致，鐵在體系中大量溶出，這是因為亞氨基二乙酸根離子與鐵離子的配合能力在高溫情況下發生了本質的突變，這種突變導致亞氨基二乙酸鹽體系對鐵的選擇性下降。

最終，在處理鋅焙砂過程中，為了兼顧鋅的浸出效果，同時又要保證鐵的不溶出，極大化地實現鋅鐵分離，采用了氨基乙酸鹽和亞氨基二乙酸鹽混配型體系進行高溫強化溶出鋅焙砂。

具體工藝參數如下：

（1）配制氨基乙酸鹽和亞氨基二乙酸鹽混配型水溶液，加熱到一定溫度時調節混配型水溶液的pH，轉移到反應釜；

（2）在密閉容器內，按比例將鋅焙砂浸入氨基乙酸鹽和亞氨基二乙酸鹽混配型水溶液中，然后繼續加熱到浸出溫度，進行高溫強化溶出，浸出過程中，有價金屬鉛、鎘、銅、鎳和鈷隨主金屬鋅一起溶解進入浸出液，雜質鐵、硅、鈣、鎂不溶出而留在浸出渣中；降溫后，固液分離；