一種硫化鋅精礦的臭氧常壓浸出法的製作方法
2023-05-24 20:43:11 1
專利名稱：一種硫化鋅精礦的臭氧常壓浸出法的製作方法
技術領域：
本發明屬於鋅的溼法冶金領域，特別是一種高鐵硫化鋅精礦的臭氧常壓浸出法
背景技術：
目前硫化鋅精礦的冶煉方法80%以上採用溼法煉鋅工藝，傳統的工藝流程為硫 化鋅精礦一焙燒一硫酸浸出一電積。此工藝較為成熟，鋅的浸出率也較高，但需要龐大的制 酸系統，投資很大；另外鋅精礦中鐵閃鋅礦在焙燒過程中生成大量鐵酸鋅，這部分鐵酸鋅需 採用高溫高酸才能浸出，酸耗很高，且鋅的浸出率也較低。為此，人們又發明了加壓浸出技 術，使硫化鋅精礦在高溫高壓的酸性條件下，由氧氣直接氧化得到硫酸鋅溶液與單質硫，從 而省去了傳統工藝中龐大的制酸系統，具有汙染低、投資小和鋅的回收率較高等優點。但是 加壓浸出對於所需的加壓設備要求很高，存在設備製造困難和設備腐蝕嚴重的缺點。另外 還受加壓設備容積的限制，其處理量有限。
發明內容
本發明的目的是提供一種硫化鋅精礦的臭氧常壓浸出法，該方法鋅浸出率高達 80 99%，單質硫的產率達30 80%，並且此工藝技術具有操作簡單、成本低廉、對環境友 好等顯著優點，本方法對普通的硫化鋅精礦有很高的浸出率，對高鐵硫化鋅精礦優點更為 突出。為達到上述的發明目的，本發明採用以下技術方案這種硫化鋅精礦的臭氧常壓浸出法是利用臭氧在常壓及硫酸體系中，直接將硫化 鋅精礦分解為硫酸鋅溶液，硫化鋅精礦中的硫轉化為硫單質。所述的鋅精礦是加入到硫酸溶液或鋅電積廢電解液中，加熱攪拌，然後通入臭氧 氣體進行反應。3ZnS+3H2S04+03 = 3ZnS04+3H20+3S鋅精礦中的FeS與O3及硫酸進行浸出反應，其化學反應式為3FeS+3H2S04+03 = 3FeS04+3H20+3S6FeS04+3H2S04+03 = 3Fe2 (SO4) 3+3H20鋅精礦中的ZnS與Fe2 (SO4)3進行間接反應，其化學反應式為ZnS+Fe2 (SO4) 3 = ZnS04+2FeS04+S可以鋅精礦(含鐵8 20%，含鋅38 55%，含硫28 35% )為原料，用硫酸溶 液或鋅電積廢電解液(含游離硫酸80 160g/L，含鋅0 60g/L)作為浸出液，液固比為 3 1 6 1，加熱到40 90°C進行攪拌浸出。本發明的優點是1、鋅的浸出速率很高。從浸出反應方程式可知，鐵閃鋅礦中的Fe先以Fe2+形式浸 出，進一步被臭氧氧化成Fe3+，Fe3+間接浸出鋅精礦中的ZnS，起到臭氧的傳遞作用，在浸出 過程中起催化作 用，有利於加快鋅的浸出速率。
2、從直接浸出反應原理看，鋅精礦中的硫以元素硫形態產出，省去了傳統焙燒工 藝中的龐大的制酸系統，元素硫可堆存，方便運輸。3、該發明無需像加壓浸出工藝所需的專門的加壓浸出設備，投資省，處理量大，同 時便於現有鋅冶煉企業的技術改造，浸出液可採用常規除鐵工藝(黃鉀鐵釩法，針鐵礦法 等)除鐵，而後進行電積，工藝銜接性好。4、該工藝排出的尾氣僅有臭氧及富氧空氣，而且臭氧可迅速被分解為氧氣，這種 尾氣可以循環利用，同時不汙染環境，因此是一種對環境友好的綠色冶金新工藝，符合國家 節能降耗的政策要求。
具體實施例方式實施例1 將濃硫酸稀釋配製成1L，濃度為130g/L的硫酸溶液，加入含鐵14. 08%，含鋅 45. 57%，含硫31. 51 %的硫化鋅精礦220g (含水10% )，在電爐上加熱攪拌，待溫度達到 70°C時，通入臭氧氣體，其流速為15ml/min，反應4h，過濾，得硫酸鋅溶液與硫渣，鋅的浸出 率為93. 5%，單質硫的產率為72. 1%。實施例2:取1L含游離酸152g/L，含鋅48g/L的鋅電積廢電解液，加入含鐵14. 08%，含鋅 45. 57%，含硫31. 51%的硫化鋅精礦220g (含水10 ，在電爐上加熱攪拌，待溫度達到 70°C時，通入臭氧氣體，其流速為15ml/min，反應4h，過濾，得硫酸鋅溶液與硫渣，鋅的浸出 率為95. 2%，單質硫的產率為74.8%。實施例3 取1L含游離酸152g/L，含鋅48g/L的鋅電積廢電解液，加入含鐵14. 08%，含鋅 45. 57%，含硫31. 51%的硫化鋅精礦220g (含水10 ，在電爐上加熱攪拌，待溫度達到 80°C時，通入臭氧氣體，其流速為15ml/min，反應4h，過濾，得硫酸鋅溶液與硫渣，鋅的浸出 率為96. 5%，單質硫的產率為78. 3%。實施例4 取1L含游離酸152g/L，含鋅48g/L的鋅電積廢電解液，加入含鐵14. 08%，含鋅 45. 57%，含硫31. 51%的硫化鋅精礦220g (含水10 ，在電爐上加熱攪拌，待溫度達到 80°C時，通入臭氧氣體，其流速為20ml/min，反應4h，過濾，得硫酸鋅溶液與硫渣，鋅的浸出 率為98. 4%，單質硫的產率為80. 1%。實施例5 取1L含游離酸152g/L，含鋅48g/L的鋅電積廢電解液，加入含鐵12.4%，含鋅 53.4%,含硫32. 8%的硫化鋅精礦220g(含水10% )，在電爐上加熱攪拌，待溫度達到80°C 時，通入臭氧氣體，其流速為20ml/min，反應4h，過濾，得硫酸鋅溶液與硫渣，鋅的浸出率為 98. 6%，單質硫的產率為79.3%。
權利要求
一種硫化鋅精礦的臭氧常壓浸出法，其特徵在於該方法是利用臭氧在常壓及硫酸體系中，直接將硫化鋅精礦分解為硫酸鋅溶液，硫化鋅精礦中的硫轉化為硫單質。
2.根據權利要求1所述的一種硫化鋅精礦的臭氧常壓浸出方法，其特徵在於，所述的 鋅精礦是加入到硫酸溶液或鋅電積廢電解液中，加熱攪拌，然後通入臭氧氣體進行反應，其 化學反應式為3ZnS+3H2S04+03 = 3ZnS04+3H20+3S鋅精礦中的FeS與O3及硫酸進行浸出反應，其化學反應式為3FeS+3H2S04+03 = 3FeS04+3H20+3S6FeS04+3H2S04+03 = 3Fe2 (SO4) 3+3H20鋅精礦中的ZnS與Fe2(SO4)3進行簡介反應，其化學反應式為ZnS+Fe2 (SO4) 3 = ZnS04+2FeS04+S。
3.根據權利要求1或2所述的一種硫化鋅精礦的臭氧常壓浸出法，其特徵在於，利用臭 氧作為氧化劑。
4.根據權利要求2所述一種硫化鋅精礦的臭氧常壓浸出法，其特徵在於，鋅電積廢電 解液中，含游離硫酸80 160g/L，含鋅40 60g/L。
5.根據權利要求3或4所述的一種硫化鋅精礦的臭氧常壓浸出法，其特徵在於，液固比 為3 1 6 1(以重量比計)。
6.根據權利要求3或4所述的一種硫化鋅精礦的臭氧常壓浸出法，其特徵在於，加熱攪 拌的溫度為40-90°C。
7.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，鋅精礦中各組份的含量是鐵含量以 重量百分比計為8 20%，鋅含量以重量百分比計為38 55%，含硫含量以重量百分比計 為28 35%。
全文摘要
一種硫化鋅精礦的臭氧常壓浸出法，該方法是利用臭氧在常壓及硫酸體系中，直接將硫化鋅精礦分解為硫酸鋅溶液，硫化鋅精礦中的硫轉化為硫單質。本發明的優點是鋅的浸出速率很高，鋅精礦中的硫以元素硫形態產出，省去了傳統焙燒工藝中的龐大的制酸系統，元素硫可堆存，方便運輸；無需像加壓浸出工藝所需的專門的加壓浸出設備，投資省，處理量大，同時便於現有鋅冶煉企業的技術改造，浸出液可採用常規除鐵工藝除鐵，而後進行電積，工藝銜接性好；該工藝排出的尾氣僅有臭氧及富氧空氣，而且臭氧可迅速被分解為氧氣，這種尾氣可以循環利用，同時不汙染環境，因此是一種對環境友好的綠色冶金新工藝，符合國家節能降耗的政策要求。
文檔編號C22B19/02GK101845548SQ200910080790
公開日2010年9月29日 申請日期2009年3月27日 優先權日2009年3月27日
發明者盧秋虎, 張永奇, 楊曉梅, 王永寧 申請人:北京建新力拓科技有限公司