[发明专利]一种单独处理高铁硫化锌精矿的方法

说明书

技术领域

本发明属于湿法冶金技术领域，特别是涉及一种单独处理高铁硫化锌精矿的方法。

背景技术

铁闪锌矿在成矿过程中，铁、铟以类质同象取代闪锌矿中的锌原子，采用机械磨矿和选矿的方法难以使锌、铁、铟分离，导致选矿产出的锌精矿含铁高含锌低，并伴生有较高含量的铟、铜等金属，称为高铁锌精矿。这种高铁锌精矿通常锌品位较低，铟、铁含量高，伴生铅含量低，同时伴生有数量可观的铜和锡。

在冶炼过程中，由于高铁锌精矿中的铁与锌镶嵌共存，在焙烧的条件下，不可避免的产生大量铁酸锌，铁酸锌在中性浸出过程不被破坏，与未被溶解的氧化锌，以及几乎全部的铁、铟、铜留在中性浸出渣中。

为了破坏铁酸锌以便回收锌和铟，通常需采用回转窑挥发法或热酸浸出技术进行处理。其中回转窑挥发法能有效破坏铁酸锌，产出氧化锌和氧化铟返回炼锌流程回收锌铟。然而，回转窑挥发法能耗高，锌铟回收率低，且产出低浓度二氧化硫烟气难以治理，限制了该方法的推广应用。热酸浸出是破坏铁酸锌的一种有效方法，锌、铁、铟一同进入溶液中，并且铁大部分以Fe³⁺形式存在，导致铁分离回收困难。目前，从这种溶液中分离铁的方法主要为黄钾铁矾法和针铁矿法。采用黄钾铁矾法分离铁时，铟和铁一同进入黄钾铁矾渣，然后采用挥发法从铁矾渣中回收铟。针铁矿法需先将溶液中的Fe³⁺还原为Fe²⁺，用中和水解法回收铟，得到富铟渣。沉铟后液继续中和至pH为2.5～4.2，在85～90℃条件下采用空气氧化除铁，得到针铁矿渣。然而，上述两种热酸浸出除铁方法铁渣含铁低，渣量大，得到的铁渣无法利用。因此，长期以来高铁锌精矿通常作为配料使用，未能得到较好地开发利用。

为了解决高铁锌精矿综合利用的难题，广大科技工作者进行了大量的探索和技术改进，并开发了一些新的工艺技术。如（1）中国专利申请号为201010300159.7的专利公开了一种锌精矿无铁渣湿法炼锌提铟及制取氧化铁的方法。采用的技术路线为“流态化焙烧——中性浸出——低酸浸出——高酸浸出——预还原中和——置换除铜——中和沉铟——水热法沉铁”。（2）专利申请号为201110286157.1的专利公开了一种从高铁高铟锌精矿中提取锌铟及回收铁的方法。采用的工艺流程为“沸腾焙烧-中性浸出——热酸还原浸出——氧化锌预中和——锌粉置换沉铟——赤铁矿法沉铁”。这些方法都有效的提高了锌、铟的回收率，并综合利用了矿物中的铁，但矿物中伴生的铜和锡没有得到有效回收。

发明内容

本发明的目的是专门针对高铁锌精矿，解决冶炼过程中锌、铁、铟、铜的高效分离和综合回收的问题，提供一种高铁锌精矿提取锌铟铜和铁资源化利用的工艺方法，提高金属回收率和资源综合利用率，减少环境污染。

实现本发明目的采取的技术方案是：将高铁硫化锌精矿在沸腾炉内进行焙烧，得到锌焙砂；锌焙砂进行中性浸出，产出中性浸出液和中性浸出渣；中性浸出渣与高铁硫化锌精矿混合后依次还原浸出与氧化浸出，氧化浸出液循环至还原浸出，产出还原浸出液和富银硫渣；还原浸出液用铁粉置换沉铜，产出富铜渣和沉铜后液；沉铜后液经锌焙砂预中和后用锌粉置换沉铟，产出富铟渣和沉铟后液；沉铟后液通入氧气并加热除铁，得到除铁后液和赤铁矿渣，赤铁矿渣作为炼铁原料资源化利用。

所述的高铁锌精矿为含锌35～46wt%、含铁16～25wt%、含铟300～1200g/t、含铜0.1～1.5wt%、含锡0.3～1.0wt%的高铁锌精矿。

本发明目更具体的技术方案是：

①高铁硫化锌精矿焙烧后应使锌焙砂中硫含量≤2wt%；

②锌焙砂中性浸出采用的浸出剂为锌电解废液与除铁后液配制的含硫酸80～100g/L的溶液，中性浸出工序按照湿法炼锌常规技术进行，中性浸出液进入湿法炼锌工序进行净化电积生产电锌；

③还原浸出工序的中性浸出渣与高铁硫化锌精矿混合的质量比为1:0.15～1:0.35，浸出剂为锌电解废液和氧化浸出液添加部分纯硫酸配制的含硫酸180～220g/L的溶液，反应温度85℃～95℃，反应时间2～4小时，反应进行到还原浸出液含硫酸15～30g/L、Fe³⁺小于3 g/L；

④氧化浸出工序添加部分中性浸出渣，还原浸出渣与中性浸出渣混合的质量比1:0.65～1:1，浸出剂为锌电解废液添加部分纯硫酸配制的含硫酸180～220g/L的溶液，反应温度85℃～95℃，反应时间2～4小时，反应得到富银硫渣含锌小于4wt%、含硫大于32wt%，含银大于500g/t；