CN110295290B - 一种酸浸渣搭配铅渣一釜三段氧压浸出锌的方法 - Google Patents

一种酸浸渣搭配铅渣一釜三段氧压浸出锌的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种酸浸渣搭配铅渣一釜三段氧压浸出锌的方法，属于湿法冶金技术领域，本发明充分利用酸浸渣和铅渣的物料性质，采用一釜三段的高效处理工艺，对原料中的锌进行短流程浸出，并在一釜内分段连续实现酸浸渣浸出、铅渣氧化浸出及沉矾除铁。本发明为铅锌冶炼渣物料的联合处理提供新的思路，得到的氧压液含铁≤500mg/L，无需再单独除铁，回收锗铟后可直接并入主***锌浸出流程；氧压渣锌≤2%，且90%以上的铁渣随氧压渣并入粗铅火法***，充当冶炼熔剂使用，回收铅和银，最终通过水淬渣的形式生产水泥，实现锌冶炼湿法铁渣的无害化处置与利用。

Description

一种酸浸渣搭配铅渣一釜三段氧压浸出锌的方法
技术领域
本发明属于湿法冶金技术领域，具体的说，涉及一种酸浸渣搭配铅渣一釜三段氧压浸出锌的方法。
背景技术
锌传统湿法冶炼生成的酸浸渣目前的处理方式有火法和湿法两种，火法目前主要采用烟化炉或回转窑等方式进行烟化富集，存在流程长、成本高等缺点，但冶炼废渣进入水泥行业，可以得到很好的无害化处理与利用；湿法工艺主要有还原浸出和高酸浸出，相对火法工艺，其流程较短，降低成本，但复产的石膏渣和铁渣目前还没有得到无害化与应用，只能采用堆存的方式进行处理，会对环境带来不可预测的污染。针对酸浸渣湿法处理工艺的缺点，相关技术工作者进行技术改进，并开发了一些新的工艺。如①中国专利申请号为(201510075998.6)的专利公开了一种酸浸渣综合回收再利用的工艺，此发明采用常压稀酸浸出的工艺，有效地降低渣中含锌量，从而可大大提高锌回收率，降低对环境造成的污染，但其采用常压氧化浸出工艺，反应效率较低(3h以上)，且产生的铁渣没有得到合理的处置，没有做到渣物料的无害化处置。②中国专利申请号为(201510334478.2)的专利公开了从湿法锌冶炼废渣中分离有价金属的方法，该发明采用焙烧-压浸的方式处理酸浸渣，焙烧温度为600-720℃，会使得30％的锌挥发分散进入烟尘，压力浸出始酸较低，机理不明，锌的浸出率较低(85％)。
氧化锌烟尘浸出渣(铅渣)的处理，基本采用湿法处理工艺，分为常压浸出和压力浸出，根据物料的不同，具体工艺会有所差异，但针对全冷料烟化工艺产生氧化锌烟尘浸出渣方面的研究还较为鲜见，与常规铅渣相比其ZnS含量较高，采用常压浸出，Zn很难被浸出。③中国专利申请号为(201610049725.9)的专利公开了一种酸浸渣(铅渣)中锌的回收工艺，此发明采用闭路循环的方式，将副产物胶体状氢氧化铁(铁渣)返回浸出回用，避免了环境污染，但该工艺没有Fe的开路部分，会导致***中的Fe元素富集，无法有效连续运转。④中国专利申请号为(201510486874.7)的专利公开了一种提高次氧化锌中锌铟浸出率的方法，此发明采用中浸-酸浸-氧浸的工艺对次氧化锌烟尘进行处理，流程冗长繁琐，烟尘中的硫化锌无法充分浸出。
浸出液或氧压液除铁方面，分为主要分为中和除铁、沉矾除铁、针铁除铁及赤铁除铁，生成的铁渣作为固废堆存，无害化及资源化处置遇到瓶颈。⑤中国专利申请号为(200910094623.9)的专利公开了高铁硫化锌精矿加压酸浸釜内沉矾除铁方法，此发明采用高铁硫化锌精矿与氧化矿按23:1一同入釜，控制终点pH0.15-0.2mol/L，反应后的氧压液再调节pH5.0-5.2净化沉铁，其工艺采用两次沉铁，会加大对锌的夹带损失，没有公布渣锌含锌，铁渣的无害化处置也没有明确方向；⑥中国专利申请号为(201110067160.4)的专利公开了卧式加压浸出釜以及使用其的硫化锌精矿浸出方法，此发明在⑤的基础上进行改进，控制釜内的终点pH5.2-5.5，这样会使大量浸出锌水解沉淀入渣，同样没有公布渣锌含锌，铁渣的无害化处置也没有明确方向，没有明显进步。
发明内容
为了克服背景技术中存在的问题，本发明提供了一种酸浸渣搭配铅渣一釜三段氧压浸出锌的方法，一釜三用，流程简短、操作简宜，所得氧压液无需单独除铁，同时实现铁渣中铁和硫的无害化处置和利用。
为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：
所述的酸浸渣搭配铅渣一釜三段氧压浸出锌的方法，利用酸浸渣和铅渣的物料性质，采用一釜三段的高效处理工艺，对原料中的锌进行短流程浸出，并在一釜内分段连续实现酸浸渣热酸浸出、铅渣氧化浸出及沉矾除铁，其具体包括以下步骤：1)在氧压釜前室内进行酸浸渣浸出反应；2)在氧压釜中室内进行铅渣氧化浸出及中和反应；3)在氧压釜后室内进行铅渣沉铁反应。
进一步的，步骤1)中，将酸浸渣与锌电解废液直接调浆后，泵入氧压釜前室，控制温度100-120℃，前室不通入氧气，浸出1-2h后，矿浆进入氧压釜中室。
进一步的，步骤2)中，将铅渣与工艺水浆化后，泵入氧压釜中室，控制温度≤110℃，氧气浓度90％，浸出0.5-1h后，矿浆进入氧压釜后室。
进一步的，采用的铅渣为全冷料烟化次氧化锌烟尘经过硫酸浸出产生的，其含锌为12％-20％，其中ZnS中Zn占总Zn比例大于50％。
进一步的，步骤1)和2)的酸浸渣和铅渣的比例为0.5-2.5。
进一步的，步骤3)中，混合矿浆进入氧压釜后室中，进行沉矾除铁，控制温度90-110℃，氧气浓度90％，反应0.25-0.5h后，终酸控制5-20g/L，矿浆出釜。
进一步的，步骤3)得到的矿浆经过固液分离得的氧压液和氧压渣。
进一步的，所得的氧压渣锌≤2％，氧压液含铁≤500mg/L。
进一步的，氧压液不通过除铁即可进入锌***回用，铁渣并入氧压渣直接进入粗铅冶炼***，充当造渣溶剂进行回用，不会单独生成铁渣，实现铁渣中铁和硫的无害化处置及利用。
进一步的，氧压釜内压力为0.6-0.8MPa。
本发明的有益效果：
本发明充分利用酸浸渣和铅渣的物料性质，采用一釜三段的高效处理工艺，对原料中的锌进行短流程浸出，并在一釜内分段连续实现酸浸渣浸出、铅渣氧化浸出及沉矾除铁。本发明为铅锌冶炼渣物料的联合处理提供新的思路，得到的氧压液含铁≤500mg/L，无需再单独除铁，回收锗铟后可直接并入主***锌浸出流程；氧压渣锌≤2％，且90％以上的铁渣随氧压渣并入粗铅火法***，充当冶炼熔剂使用，回收铅和银，最终通过水淬渣的形式生产水泥，实现锌冶炼湿法铁渣的无害化处置与利用。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。
本发明充分利用酸浸渣和铅渣的物料性质，采用一釜三段的高效处理工艺，对原料中的锌进行短流程浸出，并在一釜内分段连续实现酸浸渣浸出、铅渣氧化浸出及沉矾除铁。其具体包括以下步骤：
1)在氧压釜前室内进行酸浸渣浸出反应；
2)在氧压釜中室内进行铅渣氧化浸出及中和反应；
3)在氧压釜后室内进行铅渣沉铁反应。
更具体的实施方案为：
步骤1)将酸浸渣(不经球磨)与锌电解废液直接调浆后，泵入氧压釜前室，控制温度100-120℃，不通氧气，压力0.6-0.8MPa，浸出1-2h后，矿浆进入氧压釜中室。酸浸渣中的锌主要以铁酸锌形态存在，在用锌电解废液直接调浆、温度100-120℃等高酸高温的条件下，铁酸锌被溶解，是釜内前室发生的主要反应，反应式为：
ZnO.Fe2O3+3H2SO4＝ZnSO4+Fe2(SO4)3+3H2O (1)
步骤2)将全冷料烟化次氧化锌烟尘经过硫酸浸出产生的铅渣(不经球磨)与工艺水浆化后，泵入氧压釜中室，控制温度≤110℃，氧气浓度90％，压力0.6-0.8MPa，浸出0.5-1h后，矿浆进入氧压釜后室。在反应釜中室，铅渣中的硫化锌除与反应式(1)生成的硫酸铁发生反应外，铁离子还传递氧气，促使、加快硫化锌的溶解，反应式为：
Fe2(SO4)3+ZnS＝2FeSO4+ZnSO4+S (2)
2FeSO4+1/2O2+H2SO4＝Fe2(SO4)3+H2O (3)
步骤3)混合矿浆进入氧压釜后室中，进行沉矾除铁，控制温度90-110℃，氧气浓度90％，压力0.6-0.8MPa，反应0.25-0.5h后，终酸控制5-20g/L，矿浆出釜。随着矿浆酸度下降，矿浆中的三价铁离子与铅渣中的硫酸铅生成铅黄铁矾沉淀，从而使铁沉淀入渣。反应式为：
Fe2(SO4)3+PbSO4+H2O＝PbFe6(SO4)4(OH)12↓+6H2SO4 (4)
步骤3)得到的矿浆经过固液分离得的氧压液和氧压渣，氧压液不通过除铁即可进入锌***回用，氧压渣直接进入粗铅冶炼***，充当造渣溶剂进行回用，不会单独生成铁渣。
下面结合工艺流程示意图(图1)和物料及产物的主要成分(表1)，以实施例对本发明进一步说明。
表1酸浸渣和铅渣的主要成分
物料 Pb Zn Ge As Fe S
酸浸渣 5.30 13.79 0.0229 0.23 22.42 9.08
铅渣 22.53 25.10 0.0394 0.11 1.53 18.98
实施例1
酸浸渣和铅渣的搭配比例为1:1，酸浸渣直接采用废液浆化，浆化液固比为5，浆化后直接通过隔膜泵入压力釜前室中，控制搅拌500rpm，温度105℃，不通氧气，压力0.6MPa，浸出1h后，矿浆流淌至中室；铅渣与工艺水浆化，浆化液固比为3，入压力釜中室反应，控制搅拌500rpm，温度110℃，氧气浓度90％，压力0.6MPa，浸出0.5h后，混合矿浆进入氧压釜后室；控制搅拌500rpm，控制温度110℃，氧气浓度90％，压力0.6MPa，反应0.25h后，终酸控制18.14g/L，溶液出釜；得到的氧压液经过固液分离得的氧压液和氧压渣，氧压渣锌1.9％，氧压液含铁400mg/L，氧压液不通过除铁即可进入锌***回用，氧压渣直接进入粗铅冶炼***，充当造渣溶剂进行回用。氧压液和铁渣成分见表2。
表2氧压液和氧压渣的主要成分
Figure BDA0002122090620000061
实施例2
酸浸渣和铅渣的搭配比例为1:2，酸浸渣直接采用废液浆化，浆化液固比为5，浆化后直接通过隔膜泵入压力釜前室中，控制搅拌500rpm，温度120℃，不通氧气，压力0.8MPa，浸出1h后，矿浆流淌至中室；铅渣与工艺水浆化，浆化液固比为3，入压力釜中室反应，控制搅拌500rpm，温度110℃，氧气浓度90％，压力0.8MPa，浸出0.5h后，混合矿浆进入氧压釜后室；控制搅拌500rpm，控制温度95℃，氧气浓度90％，压力0.8MPa，反应0.25h后，终酸控制6.42g/L，溶液出釜；得到的氧压液经过固液分离得的氧压液和氧压渣，氧压渣锌1.8％，氧压液含铁410mg/L，氧压液不通过除铁即可进入锌***回用，氧压渣直接进入粗铅冶炼***，充当造渣溶剂进行回用。氧压液和铁渣成分见表3。
表3氧压液和氧压渣的主要成分
Figure BDA0002122090620000071
最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (5)

1.一种酸浸渣搭配铅渣一釜三段氧压浸出锌的方法，其特征在于：利用酸浸渣和铅渣的物料性质，采用一釜三段的高效处理工艺，对原料中的锌进行短流程浸出，并在一釜内分段连续实现酸浸渣热酸浸出、铅渣氧化浸出及沉矾除铁，其中氧压釜内压力为0.6-0.8MPa，其具体包括以下步骤：
在氧压釜前室内进行酸浸渣浸出反应，酸浸渣中的锌主要以铁酸锌形态存在；将不经球磨的酸浸渣与锌电解废液直接调浆后，泵入氧压釜前室，控制温度100-120℃，前室不通入氧气，浸出1-2h后，矿浆进入氧压釜中室；
在氧压釜中室内进行铅渣氧化浸出及中和反应，铅渣为全冷料烟化次氧化锌烟尘经过硫酸浸出产生的铅渣，铅渣中含有硫化锌和硫酸铅；将不经球磨的铅渣与工艺水浆化后，泵入氧压釜中室，控制温度≤110℃，氧气浓度90%，浸出0.5-1h后，矿浆进入氧压釜后室；
3）在氧压釜后室内进行铅渣沉铁反应，混合矿浆进入氧压釜后室中，进行沉矾除铁，控制温度90-110℃，氧气浓度90%，反应0.25-0.5h后，终酸控制5-20g/L，矿浆出釜。
2.根据权利要求1所述的一种酸浸渣搭配铅渣一釜三段氧压浸出锌的方法，其特征在于：步骤1）的酸浸渣和步骤2）的铅渣的比例为0.5-2.5。
3.根据权利要求1所述的一种酸浸渣搭配铅渣一釜三段氧压浸出锌的方法，其特征在于：步骤3）得到的矿浆经过固液分离得的氧压液和氧压渣。
4.根据权利要求3所述的一种酸浸渣搭配铅渣一釜三段氧压浸出锌的方法，其特征在于：所得的氧压渣锌≤2%，氧压液含铁≤500mg/L。
5.根据权利要求4所述的一种酸浸渣搭配铅渣一釜三段氧压浸出锌的方法，其特征在于：氧压液不通过除铁即可进入锌***回用，氧压渣直接进入粗铅冶炼***，充当造渣溶剂进行回用，不会单独生成铁渣，实现铁渣中铁和硫的无害化处置及利用。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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