[发明专利]一种高铁闪锌矿精矿的真空综合冶炼方法

说明书

技术领域

本发明属于铁闪锌矿有主次综合回收的冶炼方法，更具体的说，涉及一种高铁闪锌矿精矿的真空综合冶炼方法。

背景技术

铁闪锌矿是一种含铁高的含锌矿物，由于铁在矿物中以类质同相取代闪锌矿中的锌原子，形成稳定化合物-铁闪锌矿物(mZnS.nFeS)，在选矿过程中难以将铁与锌分离，锌精矿含锌较低(36～48％)，含铁较高(10～28％)。因此，将此类锌精矿称为高铁闪锌矿精矿。

高铁闪锌矿精矿采用常规湿法炼锌技术处理，即“焙烧-中性浸出-净化-电积”工艺，因焙烧时生成大量铁酸锌而导致锌浸出率低[＜80％，渣含锌高(22～28％)]，该浸出渣需用高温高酸湿法或高温火法进一步处理以提高锌回收率，高温高酸法处理技术流程长、渣量大、能耗高，综合回收差，金属回收率低，技术难度大；高温火法处理浸出渣存在低浓度二氧化硫烟气，污染大，能耗高，产品质量差等缺点。对高铁闪锌矿精矿采用火法还原冶炼技术时，在密闭鼓风炉炼铅锌过程中只能作为配矿成分，不能单独处理，且含铁高的物料将污染金属锌，使锌精炼过程渣量增加，鼓风炉法渣量增大，从而导致能耗增加，金属回收率降低。在竖罐炼锌中则存在“积铁”而损坏蒸馏炉。在电炉炼锌(粉)中，大量铁被还原，损坏炉墙和炉底。所以，无论采用湿法还是火法，在目前的炼锌技术中都难以单独处理和利用高铁闪锌矿精矿。

综上所述，采用常规炼锌技术处理高铁闪锌矿精矿时存在不能单独处理高铁闪锌矿、金属回收率低、能耗大、渣量大、二氧化硫污染严重、设备寿命短、综合回收差等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高铁闪锌矿精矿的真空综合冶炼方法，能单独处理高铁闪锌矿精矿，金属回收率高，无污染、短流程、低成本、低能耗的冶炼技术。

解决发明的技术问题所采用的方案是：

①将高铁闪锌矿精矿和铜混合，加入真空反应器内，在高温和真空体系下形成mZnS-nFeS熔体，即锌冰铜，反应式如下，

②在铜催化下，锌冰铜中的硫化锌转化为硫化亚铜，并与硫化亚铁形成铜—硫—铁的合金，即冰铜，锌和一些伴生金属(如镉、铅等)置换出来，以蒸气形态被提取，实现锌与铁、硫的分离，其余稀有金属(如金、银、铟等)则富集于冰铜中，待下一步富集和提取，反应式如下，

[mZnS·nFeS]_液+2m[Cu]_液→[mCu₂S·nFeS]_液+(Zn)_气；

③锌蒸气在专用的冷凝器中冷凝成液体或固体，得到粗锌；

④产出的冰铜中混入石英后进入到吹炼炉，冰铜中的硫被氧化，产生高温二氧化硫烟气，用来制取硫酸，产生的大量热量采用余热回收锅炉进行回收，硫化亚铁与石英生成硅酸铁无害渣，硫化亚铜生成粗铜，吹炼过程中残余的锌和部分有价金属被氧化，以烟尘进入气相，经收尘后进行综合回收，而贵金属则富集于粗铜中，从粗铜中提取，反应式如下，

[mCu₂S·nFeS]_液+1.5(n+m)O₂＝m[Cu₂O]_液+nFeO+(n+m)SO₂

m[Cu₂S]_液+mO₂→2mCu+mSO₂↑

2FeO+SiO₂→2FeO·SiO₂。

其中，将粒度为150目高铁闪锌矿精矿粉末与铜混合压制成0.5cm的颗粒，真空反应器温度控制在850～1400℃，炉内真空度为5Pa～100Pa；锌蒸气在冷凝器中冷凝温度控制在25℃～450℃；冰铜进入吹炼炉时，控制炉内温度为1300℃。

所述的高铁闪锌精矿含铁10％～28％，含锌30％～48％。

铜催化剂是金属粗铜或粗铜粉(含铜为98％)。

铜催化下的矿∶铜＝100∶30～60。