湿法炼锌厂针铁矿渣的表征

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湿法炼锌渣的无害化处理及资源综合回收长沙有色冶金设计研究院有限公司- 张乐如 -CONTENTS 目录概述1湿法炼锌工艺及其渣的种类2国内外湿法炼锌渣的处理方法3我国湿法炼锌渣处理的现状4湿法炼锌渣无害化处理方法选择5第一部分概述•由于环境保护意识日益增强,国家的环保政策日益严格,渣处理已经成为制约湿法炼锌的瓶颈;•湿法炼锌有多种不同工艺,产出的渣有多种,其化学成分和化学性质各不相同。

因为湿法炼锌渣属于危险废物的范围,这类危险废物产出量大,不可能也不允许长期堆存,必须进行无害化处理;•无害化处理的方法主要有两大类,一类是火法处理,另一类是填埋。

现在对危险废物填埋也作出了非常严格的规定,不仅对填埋设施提出了很高的要求,对危险废物的化学成分提出了严格的控制限值。

浸出渣即使进行预处理也无法达到控制限值的要求,例如浸出渣中的锌及其化合物(以总锌计)的控制限值为75mg/L是不可能达到的,即使反复洗涤和压滤,也只能达到1g/L左右。

危险废物允许进入填埋区的控制限值序号项目稳定化控制限值(mg/L)1 有机汞0.0012 汞及其化合物(以总汞计)0.253 铅(以总铅计) 54 镉(以总镉计)0.505 总铬126 六价铬 2.507 铜及其化合物(以总铜计)758 锌及其化合物(以总铍计)759 铍及其化合物(以总铍计)0.2010 钡及其化合物(以总钡计)15011 镍及其化合物(以总镍计)1512 砷及其化合物(以总砷计) 2.513 无机氟化物(不包括氟化钙)10014 氰化物物(以CN计) 5 危险废物填埋场要求防渗漏、防腐蚀,还需设有预处理站,建设投资很大,预处理的运行成本很高,这就增加了湿法炼锌的投资和运行成本。

因此研究湿法炼锌渣的无害化处理及综合回收是非常重要的课题。

第二部分湿法炼锌工艺及其渣的种类湿法炼锌工艺方法 热酸浸出 黄钾铁矾法 常规浸出法 热酸浸出 针铁矿法 加压氧气 浸出工艺目前常规浸出一般采用两段连续浸出,只产生一种浸出渣,其成分如下:成分Zn Pb Cu Fe CaO+MgO Al2O3SiO2S Ag(g/t) In(g/t)% 18-22 3-5 0.2-0.6 20-26 2-3 3-5 8-10 4-6 100-150 100-150 常规浸出法这种常规浸出渣具有回收价值,一般用回转窑回收其中的锌、铅和铟,产出次氧化锌烟尘,在其单独浸出过程中产生一种氧化锌浸出渣,由于该浸出渣含铅高,又称为“铅渣”或“铅泥”。

湿法炼锌中锌铁分离方法与运用探讨

湿法炼锌中锌铁分离方法与运用探讨

・20・有色金属(冶炼部分)(http://)2021年第2期doi:10.3969/j.issn.1007-7545.2021.02.003湿法炼锌中锌铁分离方法与运用探讨张国华,朱北平,陈先友,姚应雄,成世雄,李云,李科(云锡文山锌锢冶炼有限公司,云南文山663701)摘要:湿法炼锌已成为锌冶炼的主流趋势.铁闪铮矿作为当今锌冶炼的主要原料•铁的分离成为其在湿法炼锌过程中的关键环节,湿法炼锌工艺流程的选择很大程度上就是锌铁分离方法的选择。

阐述了铁闪锌矿在湿法炼锌过程中几种主要的锌铁分离方法及其工艺原理、工艺控制条件、主要经济技术指标,并且分析了工艺的优缺点•为湿法炼锌企业锌铁分离方法的选择和运用提供依据。

关键词:挥发法;黄钾铁矶法;针铁矿法;赤铁矿法;铁资源化中图分类号:TF813文献标志码:A文章编号:1007-7545(2021)02-0020-07Discussion on Separation Method and Application of Zinc andIron in Zinc HydrometallurgyZHANG Guo-hua,ZHU Bei-ping,CHEN Xian-you.YAC)Ying-xiong,CHENG Shi xiong,LI Yun,LI Ke(Yunxi Wenshan Zinc Indium Smelting Co..Ltd..Wcnshan663701,Yunnan,China)Abstract:Zinc hydrometallurgy has become the mainstream trend of zinc smelting.Sphalerite is main raw material of zinc smelting,iron separation has become a key link in zinc hydrometalluegy.Choice of zinc smelting process is largely choice of zinc-iron separation method.Several main zinc-iron separation methods and process principles,process control conditions,and main economic and technical indicators of zinc hydrometallurgy process of sphalerite were described.Advantages and disadvantages of those processes were analyzed which can provide reference of selection and application of zinc-iron separation methods. Key words:volatilization method;jarosite method;goethite method;hematite method;iron resource utilization随着高锌低铁锌资源的不断开发利用,高品质锌资源逐渐减少,高铁复杂锌精矿成为当前锌冶炼的主要原料,同时也势必带来更多的杂质分离问题•包括铁的分离。

锌冶炼厂铁闪锌矿湿法冶炼浸出渣处理方案选择

锌冶炼厂铁闪锌矿湿法冶炼浸出渣处理方案选择
1 浸 出渣 火 法 处 理 方 案 比 较
目前 锌浸 出渣 的火 法处 理工艺 主要 有 回转 窑挥 发法 、奥 斯麦 特熔 化烟化 法 、烟化 炉烟 化法及 侧 吹熔
收 稿 日期 :2016-03—16 基 金 项 目:国家 高 技 术 研 究 发 展 计 划 (863计 划 )项 目(2013AA064005) 作 者 简 介 :邹 小 平 (1979一),男 ,江 西 吉 安 人 ,博 士研 究 生 ,高 级 工 程 师 .
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ· 12 ·
有 色 金 属 (冶 炼 部 分 )(http://ysy1.bgrimm.cn)
doi:10.3969/J.issn.1007—7545.2016.08.003
2O16年 第 8期
锌 冶 炼 厂 铁 闪锌 矿 湿 法 冶 炼 浸 出渣 处 理方 案选 择
邹 小平 ,王 海 北 ,魏 帮 ,刘 三 平 ,冯 亚 平
(1.北 京矿 冶研 究 总院 ,北 京 100160;2.东北 大学 ,沈 阳 110004)
摘 要 :针 对 某 锌 冶 炼 厂 锌 浸 出渣 处 理 渣 量 大 、渣 含 锌 高 、有 价 金 属 综 合 回 收率 低 等 问 题 ,比较 了 各 浸 锌 渣 处 理 工 艺 的优 缺点 ,结 合 企 业 原 料 性 质 及 原 浸 出 系 统 现 有 情 况 ,提 出 锌 浸 出 渣 处 理 改 造 方 案 ,并 进 行 了 成本 及 经 济 效 益 对 比 。 关键 词 :热 酸 浸 出 ;浸锌 渣 ;回转 窑 挥 发 法 ;奥 斯 麦 特 熔 炼 中 图 分 类 号 :TF813 文 献标 志码 :A 文 章 编 号 :1007—7545(2016)08—0012—04

锌湿法冶炼渣处理工艺研究

锌湿法冶炼渣处理工艺研究

锌湿法冶炼渣处理工艺研究摘要:有色金属冶炼的环境保护和资源高效利用已成为制约行业可持续发展的关键因素,湿法炼锌生产的浸出渣开路问题是企业面临的难题之一。

本文针对我国湿法炼锌采用的主流工艺,基于生产过程的产生的各种浸出渣、净化渣、烟尘、污泥等含锌物料的来源、组成和污染物进行分析,较系统地总结了目前各类锌冶炼渣的综合利用及无害化处理技术。

关键词:湿法炼锌;锌冶炼渣;处理工艺1冶炼渣的来源与组成1.1常规浸出冶炼渣常规浸出过程为中性浸出和酸性浸出两段。

中性浸出液的净化采用置换或化学沉淀,一般加入锌粉去除铜镉,然后将溶液升温加锌粉和活化剂锑盐或砷盐去除钴镍,最后加锌粉去除复溶镉,分别得到铜镉渣和镍钴渣,也可采用黄药除钴生成黄酸钴渣。

添加铜渣或石灰乳去除氟、氯,分别得到氯化亚铜和氟化钙沉淀。

通过控制酸性浸出液的pH值,Fe2+被氧化成Fe3+后水解去除,酸性浸出渣含锌约20%,Fe约25%,铅约5%,烟尘中含有少量的氧化锌尘和SO2。

常规浸出冶炼渣为有害渣,含有价金属多,回收利用技术相对成熟。

1.2热酸浸出冶炼渣热酸浸出与常规浸出不同的是中性浸出渣采用二段高温高酸浸出,使渣中难溶于稀硫酸的铁酸锌溶解进入酸性浸出液。

富集于热酸浸出渣中的铅、银等称为铅银渣,其中锌主要以ZnS和ZnFe2O4形式存在,铁主要以Fe2O3和FeO形式存在,铅主要以PbS和PbSO4形式存在,银主要以Ag2S和AgCl形式存在。

热酸浸出液除铁后返回中性浸出流程,除铁工艺主要有:黄钾铁矾法、针铁矿法、赤铁矿法,使浸出液中的Fe以黄钾铁矾、针铁矿、赤铁矿的形式与溶液分离。

1.3高压氧浸浸出渣氧压浸出是在高压釜内直接高温氧压浸出硫化锌精矿,可避免副产硫酸,浸出液的处理过程与常规流程一致。

此工艺反应速度快,提高了原料中镓、锗、铟等稀散金属的回收率和铜、镉的浸出率和回收率,利于铅、银等贵金属的富集。

氧压浸出废渣含20%~25%的水份和12%~15%的元素硫,根据精矿原料的不同及后续渣处理工艺的差异,氧压浸出渣分为高银渣和低银渣,高银渣又分成高铁渣和低铁渣。

湿法炼锌中锌铁分离方法与运用探讨莫德杨

湿法炼锌中锌铁分离方法与运用探讨莫德杨

湿法炼锌中锌铁分离方法与运用探讨莫德杨发布时间:2022-03-02T11:43:50.460Z 来源:《探索科学》2021年10月下20期作者:莫德杨[导读] 渣挥发法、黄钾铁矾法、针铁矿法均能实现较好的锌铁分离效果。

广西誉升锗业高新技术有限公司莫德杨广西河池市 547000摘要:当前锌冶炼厂85%以上采用湿法炼锌工艺,其工艺过程主要包括常规浸出—渣挥发法、热酸浸出—黄钾铁矾法、热酸浸出/氧压浸出—针铁矿法、还原浸出—赤铁矿法,其关键核心技术为锌铁分离,因此,高铁锌精矿湿法炼锌过程中在锌铁高效分离、铁渣资源化利用、清洁绿色生产方面面临新的挑战。

关键词:碳热还原法;挥发法;黄钾铁矾法;针铁矿法;赤铁矿法;喷淋法引言锌铁的湿法分离在湿法炼锌、钢铁冶金含锌尘泥的资源化利用、镀锌行业废液治理等过程中有重要的作用,高效的分离方法不仅能提高产品质量,还能提高金属资源的利用率并解决废渣废液造成的环境污染问题。

溶液中的锌铁分离主要有化学沉淀法、离子交换法和溶剂萃取法等。

由于共沉淀的存在,除非多次沉淀,否则化学沉淀分离效果难以令人满意。

离子交换法分离程度较好,但受制于交换容量,该法难以满足工业上处理量大、金属含量高的需要。

溶剂萃取法由于具有金属回收率高、处理能力大、分离效果好、设备简单和易于自动化操作等优点,最具工业应用前景。

1原料中铁的赋存形式对国内某厂高铁锌精矿与锌浸出渣进行XRD分析,高铁锌精矿中主要矿物为闪锌矿和铁闪锌矿。

对国内某厂高铁锌精矿与锌浸出渣中铁在各物相中的分布进行了分析,在高铁锌精矿中,铁主要以硫化物形态存在,占总铁量的94%;在锌浸出渣中,铁主要以赤铁矿和磁铁矿形态存在,分别占总铁量的82%和7%左右。

2湿法炼锌中锌铁分离方法2.1黄钾铁矾法热酸浸出液预中和至pH~1.5,控制除铁温度约90℃,向含铁液中加入碱离子,如K+、Na+、NH4+等。

同时不断加入中和剂,维持溶液pH,使铁以黄钾铁矾的形式沉淀,铁渣含铁约25%,除铁后液含铁1~3g/L。

针铁矿法在湿法冶金中的应用

针铁矿法在湿法冶金中的应用

立志当早,存高远针铁矿法在湿法冶金中的应用利用沉淀针铁矿除铁的技术是由比利时老山公司巴伦厂(Vieille Montagne)首先开发和工业化的,称为VM 法。

成功地沉淀针铁矿的关键在于维持溶液中Fe3+的低浓度,例如<1kg∕m3,否则在沉淀针铁矿的pH 范围(2~3.5)内将得到胶状的Fe(OH)3 或碱式硫酸铁Fe4SO4(OH)10。

VM 法解决此问题采用的是还原-沉淀法,流程如图1 所示,从热酸浸出得到的含100kg∕m3Zn,25~30kg∕m3Fe3+及50~60kg∕m3H2SO4的硫酸锌溶被先经过还原作业,即在沉淀针铁矿前在一个单独的作业中先用锌精矿(ZnS)将溶液中的Fe3+都还原成Fe2+,还原后未反应的ZnS 与反应生成的元素硫一同分离出来送回焙烧炉。

还原后液再用焙砂ZnO 预中和至3~5kg∕m3H2SO4,得到的铁渣返回热酸浸出作业,溶液则送入沉淀反应器。

向沉淀器通空气将Fe2+氧化成Fe3+而使之水解沉淀出针铁矿晶体。

图1 VM 针铁矿法沉淀针铁矿时需不断在加入焙砂以中和水解反应产生的酸,将pH 值控制在适当的范围内,如pH=2~3.5。

VM 法需要特别注意控制Fe2+的氧化速度,使得溶液中Fe3+的浓度在水解沉淀针铁矿的过程中始终保持在1kg∕m3以内。

与黄铁矾法不同的是,针铁矿沉淀时无需提供一价阳离子,而得到的针铁矿渣也不能进行酸洗回收其中由焙砂中和带入的未溶解的锌。

为防止这部分锌的损失,一个对策是使用低铁的闪锌矿焙砂作中和剂。

澳大利亚电解锌公司开发的EZ 法直接将含Fe3+的待水解液缓缓加入水解沉淀器中,控制水解液Fe3+浓度不超过1kg∕m3从而控制水解,因而EZ 法亦称部分分解法。

在70~90℃下连续水解沉淀针铁矿,同时不断加入锌焙砂中和。

湿法炼锌的要求

湿法炼锌的要求

湿法炼锌的要求1、锌精矿焙烧应采用流态化焙烧炉。

2、浸出工序应采用连续浸出的机械搅拌槽。

3、浓密工序宜采用高效浓密机。

4、浸出渣过滤宜采用箱式压滤机、箱式隔膜压滤机和立式压滤机。

5、净化工序采用连续净化时,除铜、镉应采用机械搅拌槽,过滤设备宜采用箱式压滤机。

6、电积工序宜采用树脂混凝土电解槽,废液冷却应采用空气冷却塔。

7、大型湿法炼锌剥锌作业宜采用机械剥锌。

8、锌熔铸应采用低频感应电炉。

9、各种冶金炉窑不应设置备用。

10、浸出搅拌槽不宜设置备用。

11、浓密机不宜设置备用。

12、湿法炼锌主要工艺设备选择的技术参数应符合下列规定:(1)流态化焙烧炉床能力应为6.0t/h~7.5t/h。

(2)焙砂浸出应符合下列规定:1)传统浸出工艺中性浸出时间应为1.5h~4h,酸性浸出时间应为3h~4h;2)热酸浸出工艺中的黄钾铁矾法,中性浸出时间应为1.5h~4h,Ⅰ段酸浸时间应为3h~4h,Ⅱ段酸浸时间应为4h~5h,沉矾时间应为5h~6h。

低污染黄钾铁矾法的中性浸出时间应为1.5h~4h,预中和时间应为2h~4h,低污染沉矾时间应为5h~6h,高酸浸出时间应为3h~5h,针铁矿法的酸性浸出时间应为2 h~3h,高酸浸出时间应为3h~4h,超酸浸出应为4h~5h,还原时间应为3h~4h,氧化沉铁时间应为3h~6h;3)氧化锌浸出及富集铟过程的酸性浸出时间应为2h~3h,高酸浸出时间应为5 h~6h,锌粉置换铟的时间应为3h~4h。

(3)浓密与过滤应符合下列规定:1)传统浸出浓密主要技术参数应符合表7.7.12-1的规定;表7.7.12-1 传统浸出浓密主要技术参数2)传统浸出过滤的过滤能力应符合表7.7.12-2的规定;表7.7.12-2 传统浸出过滤的过滤能力[kg/(m2·h)]3)热酸浸出过滤的过滤能力应符合表7.7.12-3的规定;表7.7.12-3 热酸浸出过滤的过滤能力[kg/(m2·h)](4)三段锑盐(或砒霜)锌粉净化应符合下列规定:1)第一段净化反应时间应为1h~2h;2)第二段净化反应时间应为2.5h~3.5h;3)第三段净化反应时间应为1.0h~1.5h。

湿法炼锌浸出液针铁矿法除铁晶种的制备

湿法炼锌浸出液针铁矿法除铁晶种的制备

第卷专辑中国有色金属学报年月18120086V ol.18 Special 1The Chinese Journal of Nonferrous Metals Jun. 2008文章编号:1004-0609(2008)S1-0027-05湿法炼锌浸出液针铁矿法除铁晶种的制备邓永贵,陈启元,尹周澜,张平民(中南大学化学化工学院,长沙 410083)摘要:利用水热法在酸性条件下制备针铁矿晶种,经TG-DTG和XRD分析,结果表明:前驱体经80~110 ℃水热,可以制得针铁矿,且在110 ℃水热条件下,水热反应6 h所得产物结晶最好。

受水热反应器限制,水热法制备的针铁矿的产量有限,若改用准均相成核法制备针铁矿晶种,可以满足湿法炼锌浸出液针铁矿法除铁所需大量晶种的要求。

关键词:针铁矿;水热法;准均相成核法;晶种中图分类号:TQ 138.1文献标识码:APreparation of goethite seeds for removal of ferrous/ferric ionsfrom leaching solution of zinc in hydrometallurgy processDENG Yong-gui, CHEN Qi-yuan, YIN Zhou-lan, ZHANG Ping-min(School of Chemistry and Chemical Engineering, Central South University, Changsha 410083, China) Abstract: Goethite (α-FeOOH) was successfully prepared via hydrothermal method in acidic solutions.Thermogravimetry-differential thermogravimetry (TG-DTG) and X-ray diffraction (XRD) pattern indicate that the goethite crystal seed is successfully prepared from precursor via hydrothermal method in acidic solutions by hydrothermal synthesis at 80 −110 ℃, and the pure goethite with good crystal structure was prepared by hydrothermal process at 110 ℃for 6 h. Larger amount of goethite seeds could be produced by pseudo-homogeneous nucleation method to meet the mass demand of industry to remove ferrous/ferric ions from the leaching solution in zinc hydrometallurgy.Key words: goethite; hydrothermal process; pseudo-homogeneous nucleation method; crystal seeds湿法炼锌中焙烧或锌精矿浸出得到的ZnSO4溶液中含有大量Fe3+(或Fe2+),在电锌工艺之前,必须对铁进行处理[1−2]。

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第50卷第2期中南大学学报(自然科学版) V ol.50No.2 2019年2月Journal of Central South University (Science and Technology)Feb. 2019 DOI: 10.11817/j.issn.1672−7207.2019.02.002湿法炼锌厂针铁矿渣的表征李玉虎1,高禄鹏2,刘志宏2(1. 江西理工大学冶金与化学工程学院,江西赣州,341000;2. 中南大学冶金与环境学院,湖南长沙,410083)摘要:针对湿法炼锌厂针铁矿渣中铁和锌质量分数波动大、过滤性不佳的问题,通过采集不同锌厂的针铁矿渣样,对其展开系统的表征分析,研究铁、锌在针铁矿渣样中的赋存特征以及形成原因。

研究结果表明:尽管不同厂家的针铁矿渣成分相差较大,但颗粒粒径及铁、锌分布特征相似;铁渣样品中粒径小于38 μm的颗粒占多数,且这部分颗粒渣中铁质量分数较高,锌质量分数较低,而对于粒径大于80 μm的颗粒,锌质量分数约为30%,铁质量分数仅为15%左右,这说明除酸洗外还可采用分级的方法降低针铁矿渣中锌质量分数;在针铁矿样品中,大部分铁存在明显的富集相,而锌除了存在富集相外,还有一部分呈分散分布;因此,为了获得理想的针铁矿渣、除调控沉铁工艺条件外,还需严格控制中和剂品质。

关键词:针铁矿渣;锌;除铁;湿法炼锌;赋存特征中图分类号:TF813;TF803.25 文献标志码:A 文章编号:1672−7207(2019)02−0257−07 Characterization analysis of goethite residue fromzinc hydrometallurgy plantsLI Yuhu1, GAO Lupeng2, LIU Zhihong2(1. School of Metallurgy and Chemical Engineering,Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou 341000, China;2. School of Metallurgy and Environment, Central South University, Changsha 410083, China)Abstract: Considering the great variation of iron and zinc mass fraction and poor filtration performance in the goethite residue from zinc hydrometallurgy plants, the goethite residue samples from different zinc plants were collected and characterized systematically. The occurrence characteristics of zinc and iron in goethite residue and its formation causes were revealed. The results show that although there is great difference in the mass fractions of zinc and iron in these samples, the characterization of particle size and distribution of Fe and Zn are similar. Particles smaller than 38 μm in diameter in the sample account for vast majority, and contain high mass fraction of iron and low mass fraction of zinc.While particles of greater than 80 μm in diameter contain up to 30% zinc, but only 15% iron. In other words, besides acid washing process, size classification can also reduce the mass fraction of zinc in the goethite residue. Most of the iron in the goethite samples exists as enrichment phase. For zinc, in addition to zinc rich phase, some zinc is widely scattered in the sample. For obtaining ideal iron removed goethite residue, the quality of neutralizer also need to be strictly controlled in addition to improvement of iron precipitation parameters.Key words: goethite residue; zinc; iron removal; zinc hydrometallurgy; occurrence characteristics收稿日期:2018−03−01;修回日期:2018−05−07基金项目(Foundation item):国家科技支撑计划项目(2015BAB02B02);国家自然科学基金资助项目(51864019)(Project(2015BAB02B02) supported by the National Science and Technology Support Program; Project(51864019) supported by the National Natural Science Foundation of China) 通信作者:李玉虎,博士,副教授,从事湿法冶金新工艺和新方法研究;E-mail:lyh_csu@中南大学学报(自然科学版) 第50卷258针铁矿法除铁工艺由比利时老山公司于20世纪60年代末开发[1−2],由于该工艺具有物料适应性强、工艺简单,且所得铁渣中铁质量分数较高、过滤性能较好[3],同时除铁过程还可脱除砷、锑、氟和氯等有害杂质[4],因此,被广泛应用于锌、铜、镍、锰等有价金属的湿法冶金工艺中[5−6]。

针铁矿法被认为是未来湿法冶金除铁技术的主流工艺和发展方向[7]。

随着热酸浸出和硫化锌精矿氧压直接浸出技术的广泛应用,针铁矿法作为一种高效且低成本的除铁方法,越来越受到国内外研究者的重视[8−12]。

按照操作方法,可将针铁矿法分为还原−氧化法和稀释法[13]。

还原−氧化法首先将Fe3+还原为Fe2+,然后用空气(或氧气)在适当的pH条件下,将Fe2+缓慢氧化为Fe3+,使得Fe3+以针铁矿形式沉淀。

稀释法则是将高质量浓度Fe3+溶液均匀缓慢地加入至不含铁或铁质量分数较低的溶液中,通过控制加料速度,保持沉铁溶液中Fe3+质量浓度<1 g/L,使得Fe3+在适当pH下以针铁矿形式沉淀。

稀释法省去了Fe3+的还原工序,工艺流程简单,但稀散金属进入铁渣,不利于稀散金属的综合回收[14]。

在稀释法的基础上,人们先后开发了仲针铁矿(paragoethite)法[15−17]和Zincor法除铁工艺[18−19]。

然而,尽管针对针铁矿工艺的应用和优化研究取得了较大进展,但针铁矿除铁渣中铁和锌质量分数波动较大,锌质量分数为8%~17%[20−21],普遍高于黄钾铁矾法和赤铁矿法中的锌质量分数,增加了不必要的锌损失,使得针铁矿法的经济效益受到了影响。

此外,不同针铁矿渣过滤性能也存在较大差异,为此,不得不借助絮凝剂提升过滤性能,这使得湿法炼锌系统面临有机杂质引入的问题。

对于针铁矿铁渣铁、锌质量分数和过滤性差异的研究,暂未见相关报道。

为此,本文通过采集具有代表性锌厂的针铁矿渣样,开展系统表征分析,研究针铁矿渣中锌和铁的分布、物相组成和微观形貌特征,揭示针铁矿铁渣锌、铁的赋存规律和物相形成机制,以便为后续优化针铁矿沉铁工艺提供参考。

1试验1.1原料试验所用针铁矿渣样采集自国内2家大型炼锌企业生产现场,共3个批次样品,其中1号和2号样品为同一厂家样品,1号为原渣,2号为酸洗后渣样,颜色均呈褐红色;3号为另一厂家针铁矿原渣,颜色呈暗红色。

1号、2号和3号针铁矿渣样的铁质量分数分别为45.09%,44.31%和33.43%;锌质量分数分别为11.20%,8.50%和9.30%。

1.2试验设备8411型电动振筛机;孔径为38~250 μm的分样筛;鼓风干燥箱(SFG-01B);METTLER TOLEDO ME204E 电子分析天平;JP-060超声波清洗机;DB-XAB电热恒温数显加热板。

1.3试验方法1) 湿筛分析。

分别称取2 kg针铁矿渣(1号、2号和3号)于5 L烧杯中,加入3.5 L水后超声搅拌分散20 min,然后,将分散好的料浆缓慢倒入筛分机进样口,使得料浆依次通过孔径为250,150,109,80,66,58,48和38 μm的分样筛。

进料结束后,继续加入1.5 L水冲洗筛网,然后停止筛分,收集不同筛网上的渣样。

将收集的渣样在鼓风干燥箱中于105 ℃干燥24 h。

干燥完成后,收集渣样,封装编号并送样检测。

2) 表征分析。

取200 g 1号、2号、3号针铁矿样品于表面皿中,在鼓风干燥箱中于105 ℃干燥24 h,然后,磨细封装,送成分和物相表征。

采用扫描电子显微镜(SEM,型号为JSM−6360LV)观测针铁矿渣样微观形貌和粒径分布特征;采用X线衍射仪(XRD,型号为Rigaku-TTRⅢ,Cu/Kα,波长λ=0.154 06 nm)表征渣样物相组成;采用电感耦合等离子发射光谱仪(ICP-AES,IRIS Intrepid Ⅱ XSP型)测定针铁矿渣样中锌、铁等元素的质量分数;采用X线荧光光谱仪(S4 PIONEER型)分析样品中主要元素的分布特征;采用JEOL JXA−8230型电子探针观测固体产物微区结构和成分特征。

2结果与讨论2.1针铁矿渣粒径和锌铁分布特征1号、2号和3号针铁矿渣样品经湿筛分级后的粒径及锌、铁质量分数分布特征如图1所示。

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