锌焙烧矿热酸浸出工艺

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湿法炼锌的浸出过程

湿法炼锌的浸出过程

湿法炼锌的浸出过程一、锌焙烧矿的浸出目的与浸出工艺流程(一)锌焙烧矿浸出的目的湿法炼锌浸出过程,是以稀硫酸溶液(主要是锌电解过程产生的废电解液)作溶剂,将含锌原料中的有价金属溶解进入溶液的过程。

其原料中除锌外,一般还含有铁、铜、镉、钴、镍、砷、锑及稀有金属等元素。

在浸出过程中,除锌进入溶液外,金属杂质也不同程度地溶解而随锌一起进入溶液。

这些杂质会对锌电积过程产生不良影响,因此在送电积以前必须把有害杂质尽可能除去。

在浸出过程中应尽量利用水解沉淀方法将部分杂质(如铁、砷、锑等)除去,以减轻溶液净化的负担。

浸出过程的目的是将原料中的锌尽可能完全溶解进入溶液中,并在浸出终了阶段采取措施,除去部分铁、硅、砷、锑、锗等有害杂质,同时得到沉降速度快、过滤性能好、易于液固分离的浸出矿浆。

浸出使用的锌原料主要有硫化锌精矿(如在氧压浸出时)或硫化锌精矿经过焙烧产出的焙烧矿、氧化锌粉与含锌烟尘以及氧化锌矿等。

其中焙烧矿是湿法炼锌浸出过程的主要原料,它是由ZnO和其他金属氧化物、脉石等组成的细颗粒物料。

焙烧矿的化学成分和物相组成对浸出过程所产生溶液的质量及金属回收率均有很大影响。

(二)焙烧矿浸出的工艺流程浸出过程在整个湿法炼锌的生产过程中起着重要的作用。

生产实践表明,湿法炼锌的各项技术经济指标,在很大程度上决定于浸出所选择的工艺流程和操作过程中所控制的技术条件。

因此,对浸出工艺流程的选择非常重要。

为了达到上述目的,大多数湿法炼锌厂都采用连续多段浸出流程,即第一段为中性浸出,第二段为酸性或热酸浸出。

通常将锌焙烧矿采用第一段中性浸出、第二段酸性浸出、酸浸渣用火法处理的工艺流程称为常规浸出流程,其典型工艺原则流程见图1。

图1湿法炼锌常规浸出流程是将锌焙烧矿与废电解液混合经湿法球磨之后,加入中性浸出槽中,控制浸出过程终点溶液的PH值为5.0~5.2。

在此阶段,焙烧矿中的ZnO只有一部分溶解,甚至有的工厂中性浸出阶段锌的浸出率只有20%左右。

第四章锌焙砂的浸出

第四章锌焙砂的浸出

第四章锌焙砂的浸出第一节概述硫化锌精矿经过沸腾焙烧后,得到的锌焙砂由ZnO和其它金属氧化物以及脉石组成,外表为暗红色的细物料,下一步就需从锌焙砂中把锌溶浸出来。

浸出时,不同厂家采用的炼锌工艺流程不尽相同,因而对锌焙砂成份要求也各不相同。

表4-1列出了国内一些厂家对焙砂成份的要求实例。

蒙自矿冶公司锌焙砂成份如表4-2。

表4-1 锌厂对焙砂成份要求实例,%表4-2 蒙自锌厂锌焙砂化学成份, %浸出是从固体物料中溶解一种或几种组分进入溶液的过程,锌焙砂的浸出目的就是使焙砂中的锌化合物尽可能多地溶解进入浸出液,并借助水解法除去铁、砷、锑、锗等部分杂质,得到满足下道工序要求的合格中性浸出液。

浸出工序是整个湿法炼锌生产过程液体、固体两种物料的大吞吐口。

所产出的溶液源源不断地从这里输出,而电解后的废液又连续流回这里,形成一个溶液循环回路。

固体转运也主要发生在该工序,即焙砂的输入和浸出后残渣的排出。

浸出工序的工艺流程选择以及技术条件控制在很大程度上决定了一个湿法炼锌厂的主要经济技术指标。

根据所使用原料中有价金属及杂质含量的不同,各湿法炼锌厂选择了不同类型的浸出工艺,较有代表性的有常规法浸出工艺,热酸浸出——黄钾铁钒工艺,热酸浸出——针铁矿工艺等。

第二节锌焙砂浸出过程的物理化学变化一、金属氧化物的溶解当含有H2SO4的稀溶液与焙砂一道在浸出槽内搅拌浸出时,焙砂中的各种金属氧化物将与H2SO4反应生成硫酸盐,一般反应方程式为:MeO+H2SO4=MeSO4+H2O锌、铁、铜、镉、镍、钴等的氧化物将发生这类反应,生成易溶于水的硫酸盐,如:ZnO+ H2SO4=ZnSO4+ H2OCuO+ H2SO4= CuSO4+H2O铅和钙也发生此类反应,但生成的硫酸盐难溶于水。

如PbSO4在室温下溶度积为2.3×10-8,溶解度为4.2×10-2g/L,CaSO4则为2.3×10-4和2.0g/L。

铅锌矿的优选浸出工艺与条件

铅锌矿的优选浸出工艺与条件

优点:操作简单,成本低,适用于大规模生产。
缺点:分离效果受溶液的pH值和沉淀剂种类的影响,需要精确控制。
萃取法分离铅和锌
分离与提纯:通过反萃取、洗涤、干燥等步骤,将铅和锌从萃取剂中分离出来,得到纯净的铅和锌
萃取过程:将浸出液与萃取剂混合,使铅和锌进入萃取剂中
萃取剂选择:选择合适的萃取剂,如硫代硫酸钠、二乙基硫代硫酸钠等
氧化还原电位是影响铅锌矿浸出的重要因素之一
氧化还原电位可以影响铅锌矿的溶解度和浸出速率
氧化还原电位可以通过添加化学试剂或改变反应条件来调节,以达到最佳的浸出效果
温度对浸出的影响
温度升高,浸出速率加快
温度降低,浸出速率减慢
温度过高,可能导致金属离子氧化
温度过低,可能导致浸出剂溶解度降低
搅拌强度对浸出的影响
搅拌强度影响浸出反应速率
搅拌强度影响浸出液的浓度和温度分布
搅拌强度影响浸出液与矿石的接触时间
搅拌强度影响浸出液的流动状态
浸出液中铅和锌的分离与提纯
04
沉淀法分离铅和锌
原理:利用铅和锌的溶解度不同,通过调节溶液的pH值,使铅和锌分别沉淀出来。
操作步骤: a. 加入沉淀剂:向浸出液中加入适量的沉淀剂,如氢氧化钠、碳酸钠等。 b. 调节pH值:通过添加酸或碱,将溶液的pH值调节至适宜范围。 c. 沉淀:在适宜的pH值下,铅和锌分别以氢氧化物或碳酸盐的形式沉淀出来。 d. 过滤:将沉淀物过滤出来,得到铅和锌的混合物。
过程:首先将浸出液通过离子交换树脂柱,然后收集流出液中的铅和锌
优点:操作简单,成本低,环保
缺点:需要定期更换离子交换树脂,处理能力有限
浸出渣的处理与利用
05
浸出渣的组成与性质
主要成分:铅、锌、铁、铜等金属元素

锌焙砂浸出生产实践(最新最全最详细分析)不断更新

锌焙砂浸出生产实践(最新最全最详细分析)不断更新

锌焙砂浸出生产实践(最新最全最详细分析)更新日期2014年06月09日锌焙砂浸出生产实践锌焙砂浸出的生产实践一、浸出过程对原料的要求焙烧矿的化学成分、物相组成等对浸出过程的质量及金属回收率均有很大关系。

焙烧矿的总锌量,可溶锌量,水溶锌量,可溶二氧化硅量,可溶铁量,不溶硫量,砷、锑、锗、铜、镉、钴、镍、铅、氟、氯、钙、镁含量等是衡量其质量好坏的标志。

焙烧矿含锌多少与浸出渣的数量有直接关系,含锌量越高则浸出渣量越少,金属回收率越高;可溶锌是表明原料中可浸出锌的数量,它直接影响锌的浸出率和回收率;对常规浸出法而言,可溶锌率是一个重要指标,尽管原料中含锌较高,但可溶锌较低,锌的浸出率仍很低。

水溶锌量对过程的影响则需根据精矿组成、操作制度及工艺流程具体情况而定,一般来说,水溶锌可起到补充浸出系统硫酸量的作用,水溶锌含量少,消耗的硫酸多;水溶锌过多,打破了系统的酸平衡,也不利于生产操作。

对热酸浸出工艺来说,水溶锌多危害更大,由于系统内酸量过多,外补硫酸较少,不利于高酸浸出作业。

原料中杂质,如铁、硅、砷、锑、锗、铜、镉、钴、镍、铅、氟、氯、钙、镁等的含量如前所述是越少越好。

浸出过程通常对原料有如下要求。

(1)焙烧矿总锌含量在其他条件相同的情况下,原料含锌越高浸出渣量越少,浸出率越高。

为了求得好的经济效益,一般要求焙烧矿含锌量应在50%以上。

(2)可溶锌率焙烧矿中可溶锌率越高,浸出速率越大,浸出率也越高,反之难溶的铁酸锌、锌酸盐、及未被氧化的硫化锌越高,则浸出速率越小,浸出率越低。

在常规浸出法中一般要求可溶锌率大于90%。

热酸浸出尽管铁酸锌是可以溶解的,但可溶锌率高,对加速浸出过程也是有利的。

(3)铁含量焙烧矿中的铁含量在常规浸出法中对浸出率和渣量均有重要的影响,通常焙烧矿中含铁量增加1%,不溶锌量增加0.6%。

在热酸浸出法中,除影响作业进程外,也影响到铁渣量的多少。

(4)二氧化硅含量焙烧矿中的硅酸盐(MeO·SiO2)能溶解于稀硫酸溶液中,在浸出过程中呈胶体状态,严重影响矿浆澄清和过滤。

热酸浸出湿法炼锌

热酸浸出湿法炼锌

目录1 J国外炼锌发展概述 (2)仁2国内炼锌发展概述 (2)仁3商洛地区概述 (2)2冶炼过程 (2)2J湿法冶炼(热酸浸出)流图 (3)2、2硫化锌焙砂热酸浸出 (3)2、3锌焙砂主要组分浸出时其成分反应 (3)2、4锌焙烧矿浸出得目得 (4)2、5焙烧矿浸出得工艺流程 (5)2、6黄铁饥法除铁..............................................⑸2、7硫酸锌溶液得净化. (6)2.7.1锌粉置换法 (6)2、7、2B 一蔡酚除姑工艺 (6)2、8硫酸锌电解沉积 (7)2、8、1主要设备及反应 (7)3参考文献.....................................................⑺湿法炼锌工艺1.锌概述锌主要以硫化物形态存在于自然界,氧化物形态为其次。

在硫化矿中,锌得主要矿物就是闪锌矿与高铁闪锌矿,它们经选矿后得到硫化锌精矿;而氧化矿主要以菱锌矿与异极锌矿为主,其它还有少量得红锌矿等。

通过这些炼锌矿物生产出锌锭得工艺被分为两个大类:火法炼锌工艺与湿法炼锌工艺。

而目前世界上主要炼锌方法就是湿法炼锌,有80% 以上得原生锌锭就是通过湿法炼锌得工艺方法生产出来得。

传统得湿法炼锌主要由焙烧、烟气制酸、浸出、净液、电积、熔铸等工序组成。

针对浸出渣火法处理能耗高、过程复杂、劳动条件差、耐火材料消耗高等弊病冶金工作者相继研究成功了热酸浸出黄钾铁饥法、热酸浸出针铁矿法、热酸浸出赤铁矿法处理新工艺,解决了湿法炼锌长期以来得关键问题既強化了浸出过程,又简化了渣处理过程,使锌回收率大幅度提高,促进了湿法炼锌得高速发展。

1、2国外炼锌发展概述国外对炼锌技术得研究很活跃,研究得范围也广泛,主要就是探索新得冶炼工艺与改造现有生产流程。

湿法炼锌得研究发展主要有下列方面:(I废气产出,故不需制酸。

整个生产工艺基建投资低,估计只有常规法得三分之。

(2)1978年有人提出用亚硫酸浸出锌精矿,用二一2乙基一己基瞇磷酸进行溶剂萃取得方法也就是可行得,最后采用电积制取高纯度电锌,(3)对锌得氧化矿物选择醋酸浸出时,可得8%得锌回收率,而且溶液中杂质较低。

Zn冶金

Zn冶金

锌的冶炼方法:火法炼锌和湿法炼锌一、火法炼锌:1、本质:将氧化锌在高温下用碳做还原剂,将锌还原出来。

然后利用锌沸点低的特点,使锌以蒸汽的形式挥发,然后通过特殊的冷凝设备将锌在蒸汽冷凝为液体锌。

2、工艺流程图:3、分类:火法炼锌有平罐蒸馏法、竖罐蒸馏法、电热蒸馏法和锌鼓风炉法等四种二、湿法炼锌1、本质:用稀硫酸(即废电解液)浸出焙烧矿中的锌,从而与不溶的脉石成分分离,硫酸锌经净化点击过程,把锌提取出来。

2、主要工艺流程:焙烧、浸出、浸出液净化、点解、(铸锭)其中浸出是这个湿法流程中的最重要环节,湿法炼锌厂的主要经济指标在很大程度上取决于所选择的浸出工艺操作条件。

3、锌焙砂浸出的分类:中性浸出、酸性浸出和高温高酸浸出4、湿法炼锌得到迅速发展的原因:ZnO+CO=Zn+CO2 处于高温条件下,因此比较耗能2ZnS+3O2=ZnO+SO2 所需条件为P O2<10-23atm, P SO2<10-16atm,在现有的设备而条件下很难达到基于以上原因,生产设备或者生产条件难以满足,因此要把硫化矿焙烧生成硫酸锌5、锌精矿焙烧的目的(1)、将精矿中的硫化锌尽量氧化生成氧化锌,出去部分或全部的硫(2)、使精矿中的硫氧化成二氧化硫,产出有足够浓度的二氧化硫烟气,以便制取硫酸(3)、使焙砂具有一定的强度、湿润性、透气性、粒度等物理性能(4)、使精矿中的铅、隔、砷和锑等杂质氧化变成易挥发的化合物或直接挥发而从精矿中分离三、焙烧过程的热力学1、硫化物焙烧的一般规律(1)、反应及产物形态A、硫酸化焙烧MeS+2O2=MeSO4B、氧化焙烧MeS+1.5O2=MeO+SO2C、焙烧生成金属(汞)MeS+O2=Me+SO2D、部分硫酸化MeSO4= MeO+2SO3 SO3=SO2+1/2O22、影响因素A、焙烧产物在很大程度上取决于温度低温生成硫酸盐,是硫酸化焙烧中温生成硫酸盐和氧化物,是部分硫酸化焙烧高温生成氧化物,是氧化焙烧实际焙烧温度为1070~1100℃。

降低锌湿法冶炼过程浸出渣含锌的处理工艺

降低锌湿法冶炼过程浸出渣含锌的处理工艺

降低锌湿法冶炼过程浸出渣含锌的处理工艺摘要:在锌冶炼处理过程中,常用浸出工艺包括了常规浸出、高温高酸浸出、直接浸出,第一种处理工艺相较剩余两种,拥有投资成本少,处理工艺周期短的工艺优势,但是在使用过程中存在浸出渣中过高的含锌量,锌的回收率不高这一问题。

根据以往锌冶炼的浸出工艺经验,达到19%~22%的浸出渣含锌量,较热酸浸出渣5%~8%的含锌量明显要高。

所以对于锌冶炼企业来讲,想要提升锌冶炼过程中的锌回收率,减少浸出渣的渣量,控制锌冶炼成本投入,就要降低锌的浸出渣含锌。

本文对降低锌湿法冶炼过程中浸出渣含锌量的处理工艺进行试验探讨并加以总结。

关键词:锌湿法;冶炼;处理工艺引言生产锌时会产生各种类型的渣,而且绝大多数都属于危险的固体废弃物。

虽然大部分都可以返回到主流程当中,将含有的有价金属提取出来,但是仍然会存在一些冶炼渣,没有办法有效利用,存在环境污染风险,这成为了行业发展当中急需解决的技术和共性问题。

1锌冶炼工艺现状1.1浸出过程流量大在浸出处理工艺中达到600m3/h的流量,为了能够确保冲矿流量充足,预防沸腾炉焙砂发生“沉底”,中性浸出循环流量基本达到了400m3/h,另外加入200m3/h废酸,基本达到了450m3/h的酸性进出流量,分别包括100m3/h、100m3/h、250m3/h的分级底流、废酸与中性底流。

在浸出过程中过大流量不仅压缩了浸出时间,过低的温度和初始酸度,还随之降低了铜、锌内有价金属的浸出率,过大流量加大了浓缩澄清压力,极易导致浓缩槽的上清液过于浑浊,增高含固量,导致对后续的净化生产造成严重影响。

酸上清浑浊还会导致系统内部的浸出渣恶性循环,对生产渣平衡性有所突破,严重情况下甚至会无法维持浸出过程。

1.2浸出过程温度低该厂就降低锌湿法冶炼过程浸出渣含锌的合理与科学性做了大量的试验论证工作,运用了热焙砂冲矿、蒸汽加热这两种升温方法。

因为较大的浸出流量所致未能达到充足的升温时间,过低的浸出温度,在中性浸出时上清温度在65℃以内,酸性进出槽的温度在80℃以内。

锌焙烧矿浸出工艺操作规程

锌焙烧矿浸出工艺操作规程

锌焙烧矿浸出工艺操作规程1 范围本工艺操作规程包括锌生产中焙烧矿浸出时工艺流程、基本原理、原材料及其质量要求、工艺操作条件、岗位操作法、产出物料及其质量要求、主要技术经济指标和主要设备。

2 焙烧矿浸出工艺流程,见图1。

3 基本原理浸出是从固构物料中溶解一种或几种组分进入溶液的过程。

锌冶炼的中性浸出是将原料中的锌化合物大部分溶解并借水解法除去铁、砷、锑、锗等部分杂质。

而酸性浸出是在允许的条件下,最大限度把中性浸出渣中的锌化合物继续溶解,使锌进入溶液,其化学反应如式(1)~(3):ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O (1)2FeSO4+MnO2+2H2SO4=Fe2(SO4)3+MnSO4+2H2O (2)Fe2(SO4)3+6H2O=2Fe(OH)3↓+3H2SO4 (3)锌烧焙矿图1 锌焙烧矿浸出工艺流程图4 原材料及其质量要求4.1 锌焙烧矿化学成份(%)Zn55~60 Sb≤0.15 SiO2可≤2.50 Fe可3.0~5.0Pb≤1.50 As≤0.30 Ge≤0.005 Zn可≥91.00 F+Cl<0.02粒度要求―200目时不小于80%,―80耳100%。

4.2 锌电解废液(g/L)Zn 40~50,H2SO4150~200。

4.3 锰矿浆锰矿浆液:固=40~50:1锰矿浆颜色为黑色,浆化后粒度不大于5mm。

4.4 3#聚凝剂聚丙烯酰胺含量为8%。

4.5 焙烧矿酸浸滤液(g/L)Zn 100~130,含固量≤5,湿度,抽干开裂。

4.6 氧化锌中性浓缩上清液(g/L)含固量≤5,PH值5.0~5.2,Zn 100~130As≤0.008,Sb≤0.008,Ge ≤0.008。

4.7 贫镉液(g/L)Zn100~120,Cd 0.05~0.15清亮,不带黑色。

5 工艺操作条件5.1 氧化槽将亚铁氧化成三价铁。

5.1.1 氧化液的组成:矿粉酸性浸出一次二次过滤液,氧化锌中性浓缩上清液、贫镉液、锌电解废液、锰矿浆。

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3.3 浸出的生产实践(3)3.3.3热酸浸出工艺锌焙烧矿热酸浸出是20世纪60年代后期随着各种除铁方法的研制成功而发展起来的。

采用热酸浸出使铁酸锌分解后,浸出溶液中的铁含量高达30g/L左右,由于这种高铁溶液的铁能用黄钾铁矾法、针铁矿法以及赤铁矿法等从锌溶液中有效分离,使焙砂热酸浸出得到了广泛应用。

目前,国内外采用的沉铁方法以黄钾铁矾法的最多,有二十多家,其它都是在少数工厂采用。

热酸浸出的实质是锌焙烧矿的中性浸出渣经高温、高酸浸出,在低酸中难以溶解的铁酸锌以及少量其它尚未溶解的锌化合物得到溶解,进一步提高锌的浸出率。

一般是将常规浸出法的酸性浸出改为高温、高酸浸出,使浸出过程成为不同酸度、多段逆流的浸出过程。

其特点是浸出的酸度逐段增加,浸出渣量逐段减少。

由于铁酸锌及其他化合物溶解,浸出渣数量显著减少,使浸出渣中的铅、银、金等有价金属得到较大的富集,从而有利于这些金属的进一步回收。

3.3.3.1热酸浸出工艺流程热酸浸出工艺是在常规浸出工艺的基础上再增加一段或多段热酸浸出过程(并相应增加除铁过程)。

热酸浸出锌的浸出率较高,可达97%以上,两段热酸浸出锌的浸出率可达99%。

目前国内外热酸浸出工艺流程由于各生产企业的条件不同、除铁方式不同,各工厂的热酸浸出工艺流程亦不尽相同。

热酸浸出工艺可按浸出段数分成一段热酸浸出和多段热酸浸出工艺流程。

我国四川西昌炼锌厂采用一段热酸浸出工艺流程,(见图3—5),其优点是热酸浸出段处理量较少,可以节约设备和热能消耗。

我国西北铅锌冶炼厂年产电锌10×104t,采用热酸浸出—黄钾铁矾法沉铁的浸出流程,属于多段热酸浸出工艺流程,见图3—6。

该流程的特点如下:1)氧化液的配制是将电解废液与沉铁后液按一定比例混合,并在其中加入适量的氧化剂(主要是软锰矿和电解阳极泥)。

其作用是保证溶液中的Fe2+充分氧化为Fe3+,配制氧化液是在一个80m3的搅拌槽(俗称氧化槽)中进行,控制其酸度为60~90g/L,反应时间约0.5h,最终溶液含铁低于1g/L,其中Fe2+<0.1g/L,然后将配制好的氧化液送中性浸出工序进行焙砂的浸出。

图3—5四川西昌炼锌厂浸出工艺流程图2)中性浸出是在氧化液中加入焙砂,在串联的四台80m3的搅拌槽中进行,温度保持65~70℃,焙砂按一定比例加入中浸第一槽与第三槽,反应时间为2h,最终中浸浆化液的pH值控制在4.8~5.2之间,尽可能使焙砂中的锌进入溶液,而其中的铁、砷、锑等有害杂质被水解除去。

浆化液经φ21m浓密机液固分离后,合格的中浸上清(含Znl60~170g/L、含Fe<20mg/L)送去净化电积。

中浸渣含锌20%~25%,送热酸浸出。

3)热酸浸出分为I段高温高酸浸出和Ⅱ段高温超高酸浸出。

I段酸浸是在串联的四台80m3搅拌槽中进行。

温度保持90~95℃、反应3h,控制其酸度为40~50g/L。

I段酸浸出的浆化液经φ15m的浓密机液固分离后,上清液送预中和工序,而底流渣进入Ⅱ段酸浸。

Ⅱ段酸浸是在四台串联的80m3的搅拌槽中进行。

通过第一槽调节电解废液量和浓硫酸加入量来控制酸度,实现超高酸浸出,使铁酸锌和硫化锌进一步溶解,其反应为:ZnFe2O4+4H2SO4=ZnSO4+Fe(SO4)3+4H2OZnS+Fe2(SO4)3=ZnSO4+2FeSO4+S0锌被浸出的同时也有大量的Fe被溶解出来。

保持浸出温度95~98℃,反应时间4h,控制浆化液最终酸度在120~150g/L,经φ15m浓密机液固分离后,上清液返回I段酸浸以补充所需要的含酸溶液。

Ⅱ段底流经浆经过滤产出Pb-Ag 渣,堆干后送铅系统QSL炉回收有价金属。

铅银渣的化学成分如下:成分Zn Pb Cu Cd SiO2Fe MgO Ag含量(%)4.3410.460.020.0731.1412.560.070.0295图3—6 西北铅锌冶炼厂热酸浸出—黄钾铁矾法工艺流程4)通过I段热酸浸出,由I段产生的上清液含酸为40~50g/L,送去预中和。

其操作是在两个串联的80m3搅拌槽中进行。

为了降低I段热酸浸出上清液的酸度,在预中和第一槽添加适量焙砂来中和酸。

控制温度为80~90℃,反应时间2h,最终预中和浆化液酸度为15~25g/L。

含铁约5~15g/L的浆化液经φ15m浓密机液固分离,底流返回I段酸浸继续浸出,而上清液送沉铁工序。

5)沉铁在连续串联的7台80m3搅拌槽中进行。

在第一槽和第三槽适量添加ZnO粉或锌焙砂作中和剂,并在第一槽按比例加入锰矿粉和硫酸钠添加剂,控制温度为90~95℃、反应时间为6h、pH值为1.5~2.0,同时控制钠离子的浓度并添加适量晶种以达到沉矾除铁的技术要求。

从沉铁第七槽流出的浆化液含酸约8~10g/L,含铁低于1g/L。

在沉矾中提高碱离子浓度可加速铁矾水解沉淀,常压下温度接近100℃时,几个小时内沉淀可接近完全。

形成黄钾铁矾的理想pH值为1.5~1.6,这就必须控制中和速度,若结晶过快,颗粒太细或溶液局部酸度过低,可导致Fe(OH)2沉淀生成。

由于黄钾铁矾晶体的生成比较缓慢,所以在沉矾过程中加入晶种,以缩短诱发期,能显著地促进铁矾的沉淀。

黄钾铁矾法能除去90%~95%的铁,残存的铁将在中性浸出过程中被进一步除去。

沉矾浆化液经φ21m浓密机液固分离,上清送中浸去配制氧化液;底流的1/3返回沉矾第一槽作为晶种;2/3送φ15m的三段逆向洗涤塔进行酸洗,酸洗上清返回沉矾系统,底流送过滤系统浆化,经圆筒过滤机进行一次过滤和折带过滤机进行二次过滤后产生铁矾渣。

铁矾渣的化学成分如下:成分Zn Pb Cu Cd SiO2Fe CaO MgO Ag含量(%)6.474.580.050.0712.0024.65 1.880.010.01253.3.3.2热酸浸出溶液沉铁铁酸锌虽然不溶解于常温下的稀硫酸溶液中,但当温度和酸度提高以后,就能很好的溶解。

这种技术称为高温高酸浸出,或者简称热酸浸出。

但是在热酸浸出的过程中,在锌溶解的同时,也有大量的铁随之溶解而进入溶液中,从而污染了溶液。

从溶液中除去铁,最通用的方法是前面所述的中和水解法。

在此,如果仍用中和水解法来除热酸浸出溶液中的铁,势必将产生大量的氢氧化铁胶体,而使澄清、过滤和洗涤产生很大困难,渣中并含有相当多的未起反应的焙烧矿。

所以,必须要采用更有效的方法来处理。

(1)黄钾铁矾沉淀法这个方法的实质就是在一定的温度和酸度的条件下,让溶液中的三价铁离子成为黄钾铁矾晶体而沉淀下来。

这种黄钾铁矾晶体既不溶解于硫酸,又容易沉淀、洗涤和过滤,从而解决了从浸出液中除去大量铁的困难。

黄钾铁矾是一种含水的碱性硫酸盐矿物,其通式为AFe3(SO4)2(OH)6,A可以是Na+、K+、Rb+、NH+、Ag+或H3O+等阳离子。

如果A是K+,则称黄钾铁矾,是Na,则称黄钠铁矾;是NH4+,则称黄铵铁矾;是H3O+,则称草黄铁矾。

人们习惯于将它们统称为黄铁矾或黄钾铁矾。

黄钾铁矾沉淀过程中发生的基本反应为:Fe2(SO4)3+6H2O = 6Fe(OH)SO4+H2SO44Fe(OH)SO4+4 H2O = Fe2(OH)4SO4+2 H2SO4从这些反应可知,当铁矾化合物沉淀时,都产生一定量的硫酸,需要用中和剂中和。

在湿法炼锌厂,最方便的中和剂是锌焙砂。

焙砂中的ZnO、Fe2O3均参与反应。

所需NH4+以NH3形式加入较好,加入量应比沉铁理论量多5~8%,因溶液中的其它物质参加反应。

因此,沉淀的产物往往也是几种黄钾铁矾的混合物。

铁沉淀的完全程度取决于过程的温度、溶液中的NH4+、K+、Na+等离子的浓度以及溶渡的酸度。

升高温度和增加溶液中NH4+、K+、Na+等离子的浓度时,都有利于使铁沉淀完全。

随着溶液pH值的降低,铁的沉淀率便降低。

黄钾铁矾法对除砷、锑、锗的效果不如中和除铁法,因此在处理含砷、锑、锗高的原料时,还应使一定数量的铁以氢氧化铁形态除去,以保证除砷、锑、锗等的效果。

进入黄钾铁矾中SO42-离子量约与铁量相等。

由于沸腾焙烧矿含硫酸盐形态的硫较高,往往引起锌湿法冶炼系统中硫酸过剩,黄钾铁矾中带走一定量的硫酸盐形态的硫,对生产过程中硫酸的平衡是有利的。

上面已经说到,黄钾铁矾法并不能把铁完全除掉,要将剩余的铁除去,必须要在其后用中和水解法除之;或将溶液送往中性浸出阶段中和;或插入一单独的中和阶段,在溶液中加入焙砂中和;或在澄清分离之前加以中和。

为了减少黄钾铁矾中锌的损失,可把沉淀物返回热酸浸出,也可用硫酸处理分离出来的黄钾铁矾渣。

黄钾铁矾法的主要优点是:能够提高锌、铜、镉的回收率;液固容易分离过滤;铅和贵金属可富集到较少的“二次渣”中,便于回收,可在常规流程的设备和厂房中进行,试剂消耗低,中和剂的作用比别的沉淀法彻底;可控制硫酸盐的积累,起平衡作用;浸出渣可作炼铁原料。

此法的缺点是:沉淀过程必须在酸性溶液中进行,得到的溶液中还残留一定量的铁,需进一步除铁,才能进去净化,造成流程复杂化,焙砂中的稀散金属在过程中较分散,不易回收;消耗钠盐和氨的量较大。

(2)针铁矿沉淀法针铁矿沉淀法是在高温中性硫酸锌溶液内通入分散的空气,使其中的Fe2+氧化为Fe3+,同时形成与天然针铁矿在品形和化学成分上相同的化合物沉淀。

针铁矿晶体易沉淀和过滤。

其反应是:4FeSO4+O2+6H2O=4FeOOH+4H2SO4在硫酸铁溶液中沉淀铁时,随Fe2(SO4)3的浓度不同,可以在硫酸铁溶液中形成各种化合物。

在很稀的溶液中:生成α—FeOOH(针铁矿);在浓溶液中:生成Fe2(SO4)3·5Fe2O3·15H2O;在更浓溶液中则生成4Fe2(SO4)3·5Fe2O3·27H2O(草黄铁矾)在生产上得到的高温高酸浸出液中一般含有30~40g/L的Fe2+,此浓度唯一能生成的沉淀将是不利于沉淀和过滤的草黄铁矾。

所以,要想采用空气氧化法得到α—FeOOH,就必须将溶液中的Fe3+全部还原成Fe2+,而后再向溶液中通入分散的空气,使Fe2+氧化成Fe3+,同时形成针铁矿沉淀。

从硫酸亚铁溶液中用分散空气来氧化Fe2+时,硫酸亚铁氧化成硫酸铁的水解产物,将随溶液的pH值不同而异。

当pH值降低时,溶液中的Fe3+升高,这时将生成一种像草黄铁矾一样的碱式硫酸盐;当pH值升高时,溶液中Fe3+降低.这时将生成a—FeOOH,即针三价氧化铁的水合物,故分子式又可以a—Fe2O3·H2O来表示,一般为棕黄色针状结晶。

另有一种γ型三价氧化铁的水合物γ—FeOOH,叫做臂状针铁矿,为红色鳞状结晶。

针铁矿是三价氧化铁中比较最为固定的一种。

a—FeOOH叫偏氢氧化铁,在水溶液中呈酸性,其等电点的pH值为5.2,而γ—FeOOH也叫正氢氧化铁,在水溶液中呈碱性,其等电点的pH值为7.7。

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