一種加壓浸出優化溼法煉鋅熱酸浸出工藝的方法
2024-01-30 21:46:15
一種加壓浸出優化溼法煉鋅熱酸浸出工藝的方法
【專利摘要】本發明公開了一種加壓浸出優化溼法煉鋅熱酸浸出工藝的方法，新技術易與現有流程銜接，在現有熱酸浸出流程中引入加壓浸出工藝。其特徵在於其優化過程用熱酸浸出流程中的一段熱酸浸出液浸出鋅精礦，同時加壓浸出過程實現鐵物質的氧化與沉澱，加壓浸出礦漿液固分離，上清液返中性浸出，濾渣送浮選富集硫精礦和鐵渣。本發明提出的聯合流程，工藝簡短，在一個反應容器中實現浸鋅和除鐵，浸出效率高，實現鋅冶煉行業的清潔生產。
【專利說明】—種加壓浸出優化溼法煉鋅熱酸浸出工藝的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於鋅溼法冶煉【技術領域】，涉及一種加壓浸出優化溼法煉鋅熱酸浸出工藝的方法。
【背景技術】
[0002]目前我國鋅冶煉90%採用傳統溼法煉鋅工藝，國內只有韶關冶煉廠、葫蘆島鋅廠等少數幾家企業仍採用火法煉鋅。
[0003]溼法煉鋅的工藝流程為「焙燒一浸出一淨化一電積」。硫化鋅精礦沸騰氧化焙燒脫硫，產生的二氧化硫煙氣送制酸，焙砂送浸出經淨化得到合格的硫酸鋅溶液，再電積生產電鋅。根據鋅浸出渣處理方式的不同，溼法煉鋅又分為迴轉窯揮發法和熱酸浸出法。迴轉窯揮發法又稱常規法，中性浸出渣採用迴轉窯揮發或煙化爐煙化，株洲冶煉廠為典型的常規溼法煉鋅法。熱酸浸出將中性浸出渣在高溫高酸條件下浸出，然後採用黃鉀鐵礬法除鐵，一段熱酸浸出渣採用二段高溫高酸浸出進一步浸出鋅，並且得到高浸渣，我國西北鉛鋅冶煉廠為典型的熱酸浸出-黃鉀鐵礬法工藝。
[0004]由於鋅焙燒過程中部分鋅與鐵結合形成難於溶解的鐵酸鋅，造成中浸渣中鋅含量高達20%以上，在鐵含量較高的情況下，鋅的總回收率較低。且由於迴轉窯揮發法綜合能耗高，每生產It鋅金屬量需要消耗至少4t優質焦炭，同時揮發過程產出大量低濃度SO2需要進行處理。因此多數企業採用熱酸浸出法處理中浸渣中的鋅，在高溫高酸下對中浸渣進行浸出，浸出溶液中鐵含量 較高，常採用鐵礬法除去。但熱酸浸出-鐵礬除鐵存在流程長，工序多，金屬回收率低，鐵礬渣量大等不足，而且鐵礬渣性質不穩定，對環境具有很大的潛在汙染。
[0005]針對上述溼法煉鋅鐵礬除鐵工藝中存在的問題和不足，本發明提出了具有創新性的加壓浸出技術與除鐵工序相結合的集成技術，該技術取消鐵礬除鐵工序，用一段熱酸浸出液浸出鋅精礦，實現在一個反應容器中浸鋅和除鐵，實現鋅冶煉的清潔生產。
【發明內容】
[0006]本發明的目的就是針對現有熱酸浸出-鐵礬工藝的不足，提供一種結合現有傳統溼法煉鋅工藝的改造流程，用熱酸浸出液直接加壓浸出硫化鋅精礦，鐵直接以赤鐵礦形式沉澱到渣中，過程不產生鐵礬，鐵渣量大大減少，同時過程可以提高鋅產量30%。整個生產工藝除水和氧氣外不需添加其它化學品，生產過程清潔環保，實現了真正意義上的清潔冶煉。
[0007]本發明的目的是通過以下技術方案實現的。
[0008]一種加壓浸出優化溼法煉鋅熱酸浸出工藝的方法，用溼法煉鋅熱酸浸出流程中的一段熱酸浸出液作為浸出劑氧壓浸出鋅精礦，同時一段熱酸浸出液中鐵離子實現氧化沉澱，取消鐵礬除鐵系統；氧壓浸出後礦漿液固分離，上清液返回溼法煉鋅中性浸出流程，固體渣浮選富集硫精礦和鐵渣。[0009]進一步地，所述的一段熱酸浸出液成分為:鋅110~125g/L，硫酸30~50g/L，鐵
10~15g/L。
[0010]進一步地，所述的氧壓浸出條件為:浸出溫度為110~150 °C,液固比為4~15: 1，氧分壓為0.2~0.8MPa，木質磺酸鈣加入量佔浸出體系總質量的0.1 %~0.5%，浸出時間為I~4小時。浸出溫度低,浸出時間短。
[0011]進一步地，所述的上清液含鋅120~160g/L，鐵<3g/L，硫酸5~20g/L。
[0012]進一步地，所述的固體渣含鐵18%~30%、含硫35%~40%，鐵主要以赤鐵礦的形式存在，硫王要以單質硫的形式存在。
[0013]本發明所涉及的比例、百分比除另有說明的以外，均為質量比。[0014]浸出過程的主要化學反應如下:
[0015]ZnS+H2S04+0.502 = ZnS04+S°+H20
[0016]Fe2 (SO4) 3+ZnS = 2FeS04+S°+ZnS04
[0017]2FeS04+H2S04+0.5O2 = Fe2 (SO4) 3+H20
[0018]本發明創造性地使用溼法煉鋅熱酸浸出液氧壓浸出鋅精礦，鋅浸出率可達97%以上，硫轉化率大於90%，金屬浸出率高，精礦中負二價的硫轉化為單質硫，避免了二氧化硫的產生；由於鋅精礦浸出與熱酸浸出液除鐵合二為一，取消鐵礬除鐵系統，廢渣減少50%以上。本發明既增加了傳統溼法煉鋅工藝中的鋅產量，又減少了鐵渣量；同時易於與現有流程銜接，可充分利用現有工廠中的設備，適宜工業化大規模應用，具有巨大的經濟效益和環保社會效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]附圖為本發明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0020]一種加壓浸出優化溼法煉鋅熱酸浸出工藝的方法，用溼法煉鋅熱酸浸出流程中的一段熱酸浸出液作為浸出劑氧壓浸出鋅精礦，同時一段熱酸浸出液中鐵離子實現氧化沉澱，取消鐵礬除鐵系統；氧壓浸出後礦漿液固分離，上清液返回溼法煉鋅中性浸出流程，固體渣浮選富集硫精礦和鐵渣。所述的一段熱酸浸出液成分為:鋅Iio~125g/L，硫酸30~50g/L，鐵10~15g/L。所述的氧壓浸出條件為:浸出溫度為110~150°C，液固比為4~15: I，氧分壓為0.2~0.8MPa，木質磺酸鈣加入量佔浸出體系總質量的0.1 %~0.5%，浸出時間為I~4小時。浸出溫度低，浸出時間短。所述的上清液含鋅120~160g/L，鐵<3g/L，硫酸5~20g/L。所述的固體渣含鐵18%~30%、含硫35%~40%，鐵主要以赤鐵礦的形式存在，硫王要以單質硫的形式存在。
[0021]為了更清楚地說明本發明，列舉以下實施例，但其對發明的保護範圍無任何限制。
[0022]實施例1
[0023]在GSA型2L立式襯鈦加壓釜加入50g硫化鋅精礦(粒度_50um佔96 %，含鋅:53.04%、鐵 5.70%，硫 29.21%) M 750ml 熱酸浸出液(Znll6g/L, H2S0440g/L, Fell.5g/L)，添加木質磺酸鹽0.4%，加熱至130°C，通入氧氣，氧分壓為0.6MPa，控制氧化浸出反應溫度130~140°C，反應3小時，在加壓浸出過程中除氧氣和添加木質磺酸鹽外，不需添加其它添加劑和催化劑，反應結束後，礦漿經過濾得680ml浸出液(含Zn:149g/l、Fe:2.69g/
1、H2SO4:10.2g/L)和 37.4g 浸出渣(含鋅:2.14%，含 Fel9.25%，含硫 35.7% )。加壓氧化浸出過程中有96.98%的鋅被浸出。
[0024]實施例2
[0025]在GSA型2L立式襯鈦加壓釜加入50g硫化鋅精礦(粒度_50um佔96 %，含鋅:53.04%、鐵 5.70%，硫 29.21%) M 700ml 熱酸浸出液(Znll6g/L, H2S0440g/L, Fell.5g/L)，添加木質磺酸鹽0.4%，加熱至130°C，通入氧氣，氧分壓為0.6MPa，控制氧化浸出反應溫度130~140°C，反應3小時，在加壓浸出過程中除氧氣和添加木質磺酸鹽外，不需添加其它添加劑和催化劑，反應結束後，礦漿經過濾得625ml浸出液(含Zn:154g/l、Fe:1.54g/l、H2SO4:8.9g/L)和36.1g浸出渣(含鋅:1.92%，含Fe22.56%，含硫38.4% )。加壓氧化浸出過程中有97.39%的鋅被浸出。
[0026]實施例3[0027]在GSA型2L立式襯鈦加壓釜加入50g硫化鋅精礦(粒度_50um佔96 %，含鋅:53.04%、鐵 5.70%，硫 29.21%) M 720ml 熱酸浸出液(Znll6g/L, H2S0440g/L, Fell.5g/L)，添加木質磺酸鹽0.4%，加熱至130°C，通入氧氣，氧分壓為0.6MPa，控制氧化浸出反應溫度130~140°C，反應3小時，在加壓浸出過程中除氧氣和添加木質磺酸鹽外，不需添加其它添加劑和催化劑，反應結束後，礦漿經過濾得645ml浸出液(含Zn:152g/l、Fe:2.41g/l、H2SO4:9.6g/L)和36.3g浸出渣(含鋅:1.98%，含Fel9.35%，含硫34.9% )。加壓氧化浸出過程中有97.29%的鋅被浸出。
[0028]實施例4
[0029]在GSA型2L立式襯鈦加壓釜加入50g硫化鋅精礦(粒度_50um佔96 %，含鋅:53.04%、鐵 5.70%，硫 29.21%) M 650ml 熱酸浸出液(Znll6g/L, H2S0440g/L, Fell.5g/L)，添加木質磺酸鹽0.4%，加熱至130°C，通入氧氣，氧分壓為0.6MPa，控制氧化浸出反應溫度130~140°C，反應3小時，在加壓浸出過程中除氧氣和添加木質磺酸鹽外，不需添加其它添加劑和催化劑，反應結束後，礦漿經過濾得590ml浸出液(含Zn:154g/l、Fe:1.71g/l、H2SO4:8.7g/L)和36.0g浸出渣(含鋅:1.96%，含Fe21.54%，含硫37.6% )。加壓氧化浸出過程中有97.34%的鋅被浸出。
[0030]本方法提出的優化流程，在現有熱酸浸出流程中引入加壓浸出工藝，可充分利用現有工廠中的設備，增加少量投資建設加壓浸出系統，可使產量增加30 %~40 %，加壓浸出鋅浸出率可達到97%以上，浸出液含鐵低於3g/L，浸出渣含鋅小於2.0%。優化流程中鋅的全流程收率達到95.35%，相比傳統溼法煉鋅工藝92.46%提高2.89%，流程的生產成本比現有流程的生產成本低2.68%，元素硫得到回收，而且大幅減少了二氧化硫和鐵礬渣的排放，熱酸浸出液不直接進行鐵礬沉澱，而是送加壓浸出作為鋅精礦浸出的浸出劑，渣量減少50%以上，真正實現了鋅冶煉行業的清潔生產。
【權利要求】
1.一種加壓浸出優化溼法煉鋅熱酸浸出工藝的方法，其特徵在於，用溼法煉鋅熱酸浸出流程中的一段熱酸浸出液作為浸出劑氧壓浸出鋅精礦，同時一段熱酸浸出液中鐵離子實現氧化沉澱，取消鐵礬除鐵系統；氧壓浸出後礦漿液固分離，上清液返回溼法煉鋅中性浸出流程，固體渣浮選富集硫精礦和鐵渣。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的一段熱酸浸出液成分為:鋅110~.125g/L，硫酸 30 ~50g/L，鐵 10 ~15g/L。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的氧壓浸出條件為:浸出溫度為.110~150°C，液固比為4~15: 1，氧分壓為0.2~0.8MPa，木質磺酸鈣加入量佔浸出體系總質量的0.1%~0.5%，浸出時間為I~4小時。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於， 所述的上清液含鋅120~160g/L，鐵<3g/L，硫酸5~20g/L。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的固體渣含鐵18%~30%、含硫.35 %~40 %，鐵主要以赤鐵礦的形式存在，硫主要以單質硫的形式存在。
【文檔編號】C22B3/04GK103952572SQ201410218901
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月22日 優先權日:2014年5月22日
【發明者】蔣開喜, 王海北, 張邦勝, 鄒小平, 趙磊, 蔣偉, 張磊, 劉三平, 王玉芳, 魏幫, 汪勝東, 蔣訓雄 申請人:北京礦冶研究總院