CN102828051B

CN102828051B - 一种湿法炼锌中的脱硅工艺

Info

Publication number: CN102828051B
Application number: CN2012103291550A
Authority: CN
Inventors: 王新文; 段小维; 刘安强; 冶玉花; 刘向东; 梁燕; 罗启顺
Original assignee: Baiyin Nonferrous Group Co Ltd
Current assignee: Baiyin Nonferrous Group Co Ltd
Priority date: 2012-09-07
Filing date: 2012-09-07
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2032-09-07
Also published as: CN102828051A

Abstract

本发明属于湿法炼锌技术领域，涉及一种湿法炼锌中的脱硅工艺。该工艺在湿法炼锌工艺步骤“中性浸出、酸浸、预中和、沉矾除铁”的基础上，主要是通过控制中浸溜槽内矿浆在pH值在区间1.5~2.0与3.5~4.0之间交替反应，既避免了硅胶容易析出的pH值区域2.0~2.5，又易于保证浸出后的中上清液终点pH值在4.8~5.2。本发明工艺要求简单，脱硅效果显著，矿浆过滤速度显著改善，对原料的适应性亦有提高。

Description

一种湿法炼锌中的脱硅工艺

技术领域

本发明属于湿法炼锌技术领域，涉及一种湿法炼锌中的脱硅工艺。

背景技术

在湿法炼锌浸出工序中，焙砂可溶硅（主要以Zn₂SiO₄形式存在）含量在2.5~3.5%或更高时，硅胶大量生成，浸出渣急剧恶化，渣不成型，滤液难于过滤，严重影响中上清产量。采用一般浸出方法会导致浸出溶液中有大量硅胶产生，使矿浆难以澄清、过滤、洗涤，严重影响中上清产量和矿渣含锌指标。常用脱硅技术如阴阳离子法，根据荷负电的硅胶与荷正电硫酸铝等离子中和，使硅胶凝结，浸出后期添加石灰乳使硅胶凝结长大，加快澄清效果。该方法的缺点在于，虽然硅胶的凝结体积增大，但由于仍然以硅胶凝结的形式脱硅，不能彻底解决硅胶易于粘接在滤布上而阻碍过滤的问题，而且脱硅效果亦不十分明显。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种脱硅效果好、工艺步骤简单的用于湿法炼锌中的脱硅工艺。

为此，本发明采用如下技术方案：

一种湿法炼锌中的脱硅工艺，包括如下工艺步骤：中性浸出、酸浸、预中和、沉矾除铁，通过如下工艺参数的控制来实现脱硅：

中性浸出步骤中，控制中浸溜槽内矿浆在pH值区间1.5~2.0反应20～40min后，立即提高pH值至3.5~4.0反应20～40min；然后将中浸溜槽内的矿浆导入浸出槽内反应，向中浸溜槽中补入矿浆并快速调整pH值到1.5~2.0，以此循环操作。

沉矾除铁步骤中，控制沉矾溜槽内矿浆的pH值在1.2~1.5，控制沉矾槽内矿浆的pH值在1.5~2.0。

中性浸出步骤中，中浸渣浆化液的液固比为2~4：1。

酸浸步骤中矿浆流量为25～30m³/h。

（一）本发明在现有湿法炼锌工艺步骤基础上（具体可参见中国发明专利申请201010538520.X），通过具体参数的控制来实现有效脱硅。具体地，中性浸出过程中控制中浸溜槽内矿浆的pH值在区间1.5~2.0与3.5~4.0之间交替变换，并控制中浸终点pH值在4.8~5.2。在中性浸出初期控制pH小于2，硅胶与硅酸便不会凝聚产生胶团，避开硅胶容易析出的pH值区域2.0~2.5；当pH大于2时，快速加矿至PH值为3.5~4.0，这样交替操作作业，既避免了硅胶在pH值区域2.0~2.5的析出，又易于保证浸出后的中上清液终点pH值在4.8~5.2，可能产生的硅胶则凝结长大而沉降。同理，沉矾除铁步骤中，控制沉矾溜槽内矿浆的pH值在1.2~1.5，矾渣放酸后控制沉矾槽内矿浆的pH值在1.5~2.0，既避免了硅胶在的pH值区域2.0~2.5的析出，又保证了铁矾反应的酸度控制条件。

（二）本发明将原工艺中中浸渣浆化液的液固比由5~6：1调整为2~4：1，其原理在于通过限制中性浸出的给水量，使***中的水量不超过反应生成金属硫酸盐水合物的需水量，这样便可以根据硅质锌矿的主要金属成分，来控制避免形成硅胶的适当水量。通过该参数调整，可使（一）中pH值交替法可能产生的硅胶转变为SiO₂形态的硅质渣，与（一）中方法结合使用，可产生最少量的硅胶，并降低滤液中的可溶硅含量。该方法的控制原理如下：

硅酸盐加入过量水反应：

Zn₂SiO₄+2H₂SO₄+∞H₂O=2Zn²⁺+2SO₄ ^2-+∞H₂O+H₄SiO₄(硅胶)（1）

硅酸盐限制水量反应：

Zn₂SiO₄+2H₂SO₄+12H₂O=2（ZnSO₄ ^.6H₂O）+H₄SiO₄(硅胶) （2）

部分水合硫酸锌同硅酸进一步反应：

2（ZnSO₄ ^.6H₂O）+ H₄SiO₄=2（ZnSO₄ ^.7H₂O）+SiO₂↓ （3）

（2）+（3）得

Zn₂SiO₄+2H₂SO₄+12H₂O=2（ZnSO₄ ^.7H₂O）+SiO₂↓ （4）

生成脱水硅质渣而易于澄清过滤。

（三）取得的有益效果

（1）脱硅工艺运用前后各上清滤液中可溶硅含量（见表一）

表一本发明脱硅工艺运用前后可溶硅（主要以Zn₂SiO₄形式存在）含量对比

项目	中浸滤液含Si（mg/l）	酸浸滤液含Si（mg/l）	沉矾滤液含Si（mg/l）
				运用前	230	260	320
运用后	23	20	48

从表中看出脱硅效果非常显著，各工序滤液中可溶硅含量大大降低，低于一般湿法炼锌中上清液含硅在50 mg/l左右的要求。

（2）酸浸、沉矾工序中过滤速度极大改善，过滤性能良好，***运转通畅，***内部体积无阻滞，无局部膨胀。

（3）酸浸渣渣性极大改善，工艺运用前渣不成型，打开压滤腔其内全为薄薄一层液状黏性胶体粘结在滤布上，过滤十分困难。脱硅工艺运用后渣性成型，滤饼形成良好，厚度达到25~35mm,过滤速度非常良好，过滤渣含水由65%下降到了了35%左右。

（4）酸浸渣含锌大幅降低，酸浸渣含锌由脱硅工艺运用前的7.5%下降到脱硅工艺运用后的5.5%。提高了锌冶炼的金属回收率。

（5）提高了本工艺对于原料的适应性，锌焙沙处理能力由原来2.5~3.0%的可溶硅含量提高到了2.5~3.5%，并且生产产能不降低。

具体实施方式

本发明在湿法炼锌原有工艺步骤“中性浸出→酸浸→预中和→沉矾除铁”的基础上，通过具体参数的控制实现脱硅，控制过程如下：

（1）pH值控制

Figure 2012103291550100002DEST_PATH_IMAGE001

中浸浸出pH值控制

中性浸出步骤中，在中浸溜槽内将中浸矿浆的pH值交替控制在1.5~2.0与3.5~4.0之间，具体地，控制pH值在1.5~2.0反应20～40min后，立即提高pH至3.5~4.0反应20～40min，然后将中浸溜槽内的矿浆导入浸出槽内反应，向中浸溜槽补入矿浆并调整中浸溜槽内pH值到1.5~2.0，以此循环操作。这样交替操作，既避免了硅胶在pH值区间2.0~2.5析出，又易于保证浸出槽内中上清液终点pH值在4.8~5.2的工艺要求。其中，pH值的控制可通过焙沙加料量大小及氧化液流量大小来调整。

沉矾冲矿pH值控制

沉矾除铁步骤中，在沉矾溜槽内将沉矾冲矿浆的pH值严格控制在1.2~1.5，矾渣放酸后在沉矾槽中适当加入碳酸氢氨沉矾剂微调pH值在1.5~2.0，既避免了硅胶在pH值为2.0~2.5时析出，又保证了铁矾反应的酸度控制条件。

⑵矿浆液固比及矿浆流量控制

中浸矿浆过滤后的滤渣经浆化后形成中浸渣浆化液，将中浸渣浆化液的液固比从5～6：1调整为2~4：1；

严格控制***外来水的加入，控制压滤滤布洗涤水，蒸汽冷凝水进入***以降低***液固比；由于在***可承受的范围内降低了液固比，有效的限制浸出的给水量，使得***水量没有超过反应生成金属硫酸盐充分水合物的需水量，限制了形成硅胶的反应，部分生成了易于澄清过滤的SiO₂硅质渣。

将酸浸反应中的矿浆流量从50m³/h降到25～30m³/h,适当补入浓硫酸保证酸浸始酸在100～120g/l,酸浸一槽出口70～80 g/l，终酸40～45 g/l；由于本发明方法的适用，虽然减小了酸浸反应矿浆的流量，但溶液中锌离子浓度由100 g/l增高到120g/l，单位体积矿浆输送的锌含量并未降低，故减小矿浆流量并不影响***产量。

Claims

1.一种湿法炼锌中的脱硅工艺，包括如下工艺步骤：中性浸出、酸浸、预中和、沉矾除铁，其特征在于：中性浸出步骤中，控制中浸溜槽内矿浆在pH值区间1.5~2.0反应20～40min后，立即提高pH值至3.5~4.0反应20～40min；然后将中浸溜槽内的矿浆导入浸出槽内反应，向中浸溜槽中补入矿浆并快速调整pH值到1.5~2.0，以此循环操作。

2.根据权利要求1所述的一种湿法炼锌中的脱硅工艺，其特征在于：沉矾除铁步骤中，控制沉矾溜槽内矿浆的pH值在1.2~1.5，控制沉矾槽内矿浆的pH值在1.5~2.0。

3.根据权利要求1所述的一种湿法炼锌中的脱硅工艺，其特征在于：中性浸出步骤中，中浸渣浆化液的液固比为2~4：1。

4.根据权利要求1所述的一种湿法炼锌中的脱硅工艺，其特征在于：酸浸步骤中矿浆流量为25～30m³/h。