CN85107153A

CN85107153A - 锌精矿或锌硫化矿常压直接浸出方法

Info

Publication number: CN85107153A
Application number: CN 85107153
Authority: CN
Inventors: 江声扬; 李琴琴; 李承华
Original assignee: GUIZHOU POLYTECHNICAL COLLEGE
Current assignee: GUIZHOU POLYTECHNICAL COLLEGE
Priority date: 1985-09-20
Filing date: 1985-09-20
Publication date: 1987-04-01

Abstract

本发明叙述了一种湿法炼锌新工艺，硫化锌精矿或锌硫化矿不经焙烧，以Fe₂(SO₄)₃，H₂SO₄作为浸出剂，在常压下直接浸出。生产硫酸或进一步生产电解锌的新方法。经两次浸出后，锌的总浸出率分别可达96.89％和93.81％，浸出液中的Fe²⁺以固体FeSO₄·7H₂O结晶分离用以生产氧化铁黄或氧化铁红，附产无水Na₂SO4，残存的Fe²⁺，用“针铁矿”法除去。净化回收Cu、Cd等金属后的硫酸锌溶液，用来生产硫酸锌和电解锌，硫以元素硫形式存在浸出渣中可提取硫黄。

Description

本发明叙述了一种湿法炼锌的新工艺，锌在工业生产部门有着广泛的应用前景，预计在不久的将来对锌的需求还将会进一步增加。

国内外湿法炼锌长期以来一直采用焙烧-浸出-净化-电积的方法，虽经几十年来不断改进取得了很大的进展，但其基本工艺并没有多少实质性变化，仍然存在着：

（1）焙烧时很难避免在通常工业浸出条件下溶解度很小的ZnO·Fe₂O₃的生成，导致锌浸出率低;

（2）焙烧时产生大量的含尘和SO₂烟气，污染环境，使工人劳动条件恶化。

（3）含尘烟气的净化除尘设备庞大，投资高，生产成本增加，《中国金属学会重有色冶金学术委员会会议文集》1979年11月第一卷，介绍了一种用Fe₂（SO₄）₃-H₂SO₄作浸出剂在常压下直接浸出锌精矿，用“针铁矿”法除铁，硫以元素硫回收的湿法炼锌方法，但该法存在着：

（1）用“针铁矿”法除去浸出液中的Fe²⁺时，过程温度较高（＞90℃），氧化速度亦较慢，平均只有1-1.50g/l·hr，使能耗增大，因此，需要限制浸出时Fe₂（SO₄）₃的用量，结果使锌浸出率降低，即使采用三次浸出，锌的总浸出率亦只有91～93%;

（2）需要用离子交换膜组成电渗析槽脱除浸出液中的游离酸和使第二、三次浸出液中的Fe²⁺在阳极室内氧化为Fe¹⁺返回使用，使流程复杂，增大了设备投资，增高了生产成本。

要达到工业使用目的、要求：

（1）工艺流程简单可行：

（2）设备投资少，运行可靠;

（3）生产成本低。

我们需要找出一种方法，如能满足上述基本条件，就有可能使锌精矿或锌硫化矿的常压直接浸出法在工业上获得应用，本发明就是根据这一观点进行研究的。

发明的工艺流程如附图一所示。

将＜150目的锌精矿或锌硫化矿送入盛有用Fe₂（SO₄）₃-H₂SO₄作浸出剂的浸出槽内，在常压下直接浸出。实验证明，在保证液固比在5～8∶1，槽内Fe₂（SO₄）₃过量，矿浆保持一定搅拌强度下，浸出4-5小时，一次浸出渣经洗涤后送二次浸出，经两次浸出后，可取得锌精矿中Zn总浸出率为96.89%，锌硫化矿中Zn的总浸出率为93.31%的效果。将一次浸出液与一次浸出渣洗液和二次浸出液混合送入结晶槽内自然冷却结晶，再将分离后的母液加温浓缩结晶，分离后浸出液中约80～85%的Fe²⁺以固体FeSO₄·7H₂O结晶析出，并被分离出来，浸出液再经“针铁矿”法除铁净化回收Cu、Cd等有价金属后，就可用于生产硫酸锌或电解锌，应该注意的是加温浓缩结晶时，槽内温度应控制在一定范围内。

分离后的FeSO₄·7H₂O用水溶解后送入氧化槽内，在加入晶种和鼓入空气条件下，使Fe²⁺氧化生成氧化铁黄（Fe₂O₃·H₂O）或将其加热至250～350℃，并恒温3-4小时生产出氧化铁红，它们都可作为化工产品。在氧化过程中加入一定量的中和剂NaOH溶液，借以中和所产生的H₂SO₄，将分离氧化铁黄后的滤液加热浓缩，使其比重上升到一定范围，便有无水Na₂SO₄从滤液中不断结晶析出，分离即得到无水Na₂SO₄。硫以元素硫形式存在于二次浸出渣中，可进一步提取硫磺。

附图说明：

（1）锌精矿或锌硫化矿（2）Fe₂（SO₄）₃-H₂SO₄浸出剂（3）一次浸出（4）一次浸出渣（5）洗涤（6）洗渣液（7）一次浸出渣（8）二次浸出（9）二次浸出液（10）二次浸出渣（11）二次浸出渣提硫（12）硫磺（13）残渣（14）一次浸出液（15）自然结晶（16）FeSO₄·7H₂O （17）母液（18）浓缩结晶（19）FeSO₄·7H₂O （20）母液（21）针铁矿法除铁（22）净化回收Cu、Cd （23）生产硫酸锌或电解锌（24）NaOH溶液（25）氧化槽（26）Fe₂O₃·H₂O （27）滤液（28）浓缩（29）无水Na₂SO₄（30）加热炉（31）氧化铁红

实例一：

化学成份如表所示

将＜150目的锌硫化矿送入盛有用Fe₂（SO₄）₃-H₂SO₄作浸出剂的浸出槽内，在常压下直接浸出，槽内H₂SO₄为20～60g/l，Fe₂（SO₄）₃，按化学当量计再过量5～20%，两数分别以60g/l，过量15%为佳，在保证液固比5～8∶1，温度70～90℃，通常操作温度为90℃，矿浆保持一定搅拌强度下，浸出4～5小时，浸出终点控制浸出液PH值＝5.2±浸出渣经洗涤后送二次浸出。二次浸出的工艺条件与一次浸出相同，所不同的是浸出剂中Fe₂（SO₄）₃应以一次浸出后渣中锌含量为基准按化学当量计再过量15%，一次浸出液与一次浸出渣洗液和二次浸出液混合后送入结晶槽内静置48小时自然冷卸结晶，分离后的母液加温浓缩到比重为40波美度，再次结晶分离后浸出液中约80%Fe²⁺以固体FeSO₄7H₂O结晶出来，浓缩时温度应＜70℃，操作温度以60～70℃为好，

当大于70℃时，会有FeSO₄白色结晶析出，浸出液中Fe²⁺含量下降到10～20g/l，两次浸出结果列入下表：

浸出液中少量的Fe²⁺用“针铁矿”法除去再经净化回收Cu、Cd等有价金属后，用于生产硫酸锌或电解锌。

FeSO₄·7H₂O用水溶解使溶液比重为30波美度，FeSO₄溶液成份为：Fe²⁺35～45g/l，Fe³⁺微量，送入氧化槽内加入晶种，晶种按Fe²⁺计3～4g/l，温度为65～70℃在鼓入空气条件下，使Fe²⁺氧化生成氧化铁黄（Fe₂O₃·H₂O）在氧化过程中要不断加入15～20%的NaOH溶液，借以中和所产生的H₂SO₄，保持整个溶液的PH值稳定在4.5～5之间，所得氧化铁黄即可作为一种化工产品，还可将氧化铁黄加热至250～350℃，恒温3～4小时，使其转变为氧化铁红，氧化铁黄滤液比重一般为12～20波美度，当将其加热浓缩使比重上升至30～35波美度，便有无水Na₂SO₄从溶液中不断结晶析出，分离后得无水Na₂SO₄。

硫以元素形式存在于二次浸出渣中，可进一步提取硫磺。

实例二：

将化学成份如表所示

粒度＜150目的锌精矿送入盛有用Fe₂（SO₄）₃-H₂SO₄作浸出剂的浸出槽内，在常压下直接浸出，槽内H₂SO₄为60g/l Fe₂（SO₄）₃按化学当量计再过量15%，在保证液固比5～8∶1，温度为90℃，矿浆保持一定搅拌强温下，浸出4-5小时，浸出终点浸出液PH值控制在5.2±，浸出渣经洗涤后送二次浸出，二次浸出的工艺条件与一次浸出时相同，所不同的是浸出剂中Fe₂（SO₄）₃应以一次浸出后渣中Zn含量为基准，按化学当量计再过量15%，一次浸出液与一次浸出渣洗液和二次浸出液混合后送入结晶槽内静置48小时自然冷却结晶，分离后的母液加温浓缩到比重为40波美度再次结晶，分离后浸出液中约80%的Fe²⁺以固体FeSO₄·7H₂O结晶分离出来，浓缩结晶温度应＜70℃，操作温度以60～70℃为好，当大于70℃时会有FeSO₄白色结晶析出，浸出液中Fe²⁺含量下降到10～20g/l两次浸出其结果列入下表：

浸出液中少量Fe²⁺用“针铁矿”法除去，再经净化回收C_u、Cd等有价金属后，用于生产硫酸锌或电解锌。

FeSO₄·7H₂O用水溶解使溶液比重为30波美度后，溶液成份为：Fe²⁺35～45g/l，Fe³⁺微量，送入氧化槽内加入晶种，晶种按Fe²⁺计3～4g/l，温度为65～70℃，在鼓入空气条件下，使Fe²⁺氧化生成氧化铁黄（Fe₂O₃·H₂O）在氧化过程中要不断加入15～20%NaOH溶液，借以中和所产生的H₂SO₄保持整个溶液的PH值稳定在4.5～5之间，分离出来的氧化铁黄即可作为一种化工产品，还可将氧化铁黄加热至250～350℃，恒温3～4小时使其转变为氧化铁红，氧化铁黄滤液的比重一般为12～20波美度，当将其加热浓缩使其比重上升至30～35波美度后，便有无水Na₂SO₄从溶液中不断结晶析出，分离后得到无水Na₂SO₄。

硫以元素形式存在于二次浸出渣中可进一步提取硫磺。

上述实例中，每生产一吨ZnSO₄·7H₂O的成本估算如下：

Claims

1、一种湿法炼锌方法，其特征在于用Fe₂(SO₄)₃H₂SO₄作为浸出剂，在常压条件下，锌精矿或锌硫化矿不经焙烧直接两次浸出，净化后的浸出液用于生产硫酸锌或电解锌，并附产FeSO₄·7H₂O氧化铁黄或氧化铁红，无水Na₂SO₄和硫黄的方法，它的流程是：将锌精矿或锌硫化矿送入盛有浸出剂Fe₂(SO₄)H₂SO₄的浸出槽内，一次浸出，浸出后分离的浸出渣经洗涤和二次浸出后，硫以元素硫形式存在于渣中，用于提取硫黄，一次、二次浸出液与浸出渣洗液混合送入结晶槽内经自然冷却结晶，分离后的母液加温浓缩再结晶，浸出液中Fe²⁺固体FeSO₄·7H₂O结晶被分离出来，浸出液再用“针铁矿”法除去其中的Fe²⁺，经净化回收Cu、Cd等有价金属后，用于生产硫酸锌或电解锌。固体FeSO₄·7H₂O用水溶解送入氧化槽内，在加入晶种，中和剂FeOH溶液和鼓入空气的条件下生成氧化铁黄或把氧化铁黄加热至250～350℃，恒温3～4小时生产氧化铁红，分离氧化铁黄后的滤液加温浓缩后即有无水Na₂SO₄从滤液中结晶析出，分离后即可得到无水Na₂SO₄。

2、按照权项（1）所述的方法，其特征在于所用的浸出剂Fe₂（SO₄）₃H₂SO₄一次浸出时H₂SO₄为60g/l，Fe₂（SO₄）₃按化学当量计再过量15%，二次浸出时H₂SO₄为60g/l，Fe₂（SO₄）₃以一次浸出渣中Zn的含量为基准，按照化学当量计再过量15%，浸出时液固比为5～8∶1，浸出温度为90℃，浸出终点PH值控制在5.2±，矿浆保持一定搅拌强度，浸出时间为4～5小时矿粒度＜150目。

3、按照权项（1）、（2）所述的方法，其特征在于浸出液首先在结晶槽内经自然冷却结晶，分离后的母液加温浓缩再次结晶分离。浓缩加温操作温度为60～70℃，不高于70℃、浓缩液比重控制在40波美度。

4、按照权项（1）所述的方法，其特征在于固体：FeSO₄·7H₂O用水浓解送入氧化槽内并加入晶种鼓入空气氧化，氧化过程中不断加入NaOH溶液中和所产生的H₂SO₄，其技术条件是FeSO₄·7H₂O水溶至溶液比重为30波美度，加入之晶种按Fe²⁺计3～4g/l，NaOH溶液为15～20%，氧化槽内PH值控制在4.5～5之间，操作温度为65～70℃，分离得到氧化铁黄并可将其加热至250～350℃，恒温3～4小时生产氧化铁红，分离了氧化铁黄的滤液加热浓缩使其比重由12～20波美度上升至30～35波美度后有无水Na₂SO₄结晶不断析出，分离后得到无水Na₂SO₄。

5、按照权项（1）、（2）所述的工艺方法，经两次浸出后的浸出渣中硫以元素硫形式存在，可直接提取硫黄。