[发明专利]多段酸浸、洗涤和压滤的金属提取工艺及其一体化装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对金属矿石进行多段酸浸、洗涤和压滤以提取金属的工艺，以及实现该工艺的一体化装置，属于湿法从矿石或精矿中提取金属化合物的技术领域。

背景技术

湿法电解工艺是一种可从金属矿石中提取出铜、铅、金、银、锰、锌、镍等金属的提取工艺。其中，锰钢合金常温下坚硬、韧性强，高温下柔软、易加工，可用于建造楼宇、桥梁和制造兵器，因此作为锰钢合金重要原料的金属锰需求量在逐年攀升；金属锌主要应用于电镀、合金制造和干电池领域，工业需求量也很大。目前，工业生产中，金属锰和锌的提取多采用湿法电解工艺。

一般来说，金属锰或锌的湿法电解工艺是将锰矿或锌精矿（焙烧后的锌焙砂）一次酸浸后获得锰盐或锌盐，再将锰盐或锌盐于电解槽内电解即得到金属锰或锌；但是由于剩余矿渣内仍残存有大量锰或锌金属，造成上述工艺的金属提取率低，浪费了资源，而且金属矿渣的堆积易造成环境污染。

为了提高金属锰或锌的提取率，工业上普遍采用多段酸浸的方法，如中国专利文献CN101899583A公开了一种锰粉酸浸液二段酸浸洗涤压滤一体化方法，包括将一段酸浸得到的锰粉酸浸液注入隔膜压滤机压滤后，将阳极液注入隔膜压滤机进行二段酸浸洗涤，之后用低浓度含锰溶液和循环水洗涤，最后压滤得到矿渣滤饼。经测试，上述技术将原有矿渣滤饼中的碳酸锰含量由1.5-2.0wt%降低至0.6wt%以下，硫酸锰含量由原来的1.5-2.0wt%降低至0.8wt%以下。又如中国专利文献CN102071311A公开了一种应用于电解金属锌行业的多段酸浸、多级逆流洗涤和压滤一体化的系统及方法。该系统包括隔膜压滤机，其进料口端连接有锌焙砂酸浸液入料池，出料口端分别连接有滤液池和收集液池；进料口端和出料口端之间还并列连接有废电积液循环池、循环洗涤水池、洗涤清水池。其工艺包括：（1）入料；（2）不同温度梯度的废电积液多段酸浸；（3）不同浓度含锌洗涤水的多级逆流洗涤；（4）对滤饼进行压滤。

上述技术通过多段酸浸的方法能够提高金属锰或锌的提取率，降低矿渣内残存的金属含量。但是，上述技术使用洗涤液冲洗矿渣时，矿渣容易在洗涤液的冲击力作用下破裂,使得矿渣局部未充分洗涤甚至无法洗涤,导致金属的提取率降低；而且，由于滤板上设置有流道，破裂产生的矿渣极易进入滤板流道中,造成滤板流道的堵塞。再有，上述洗涤过程仍需要消耗大量洗涤液才能有效漂洗出矿渣内可溶性锰或锌金属，不仅造成了水资源的浪费，而且会产生大量低浓度的锰或锌金属溶液,这些低浓度溶液中可利用的部分需经浓缩处理后才能继续使用，而浓缩处理往往需要消耗大量的能量，提高了工艺成本。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是现有技术用洗涤液冲洗矿渣时，矿渣滤饼容易在洗涤液的冲击力下破裂,使得矿渣局部未充分洗涤甚至无法洗涤,而且矿渣容易进入滤板流道中,造成滤板流道堵塞；进而提出一种洗涤过程中避免矿渣滤饼破裂，从而避免滤板流道被堵塞，且能最大程度提取出金属的多段酸浸、洗涤和压滤的金属提取工艺。

本发明所要解决的另一个技术问题是现有技术仍需消耗大量洗涤液才能漂洗出矿渣内的锰或锌金属，造成了水资源浪费；进而提出一种节约水资源的多段酸浸、洗涤和压滤的金属提取工艺。

为解决上述技术问题，本发明提供了多段酸浸、洗涤和压滤的金属提取工艺，包括如下步骤，

（1）将金属酸浸液加压注入隔膜压滤机的滤室内得到滤饼，对所述滤饼进行预压，预压压力为0.2-0.6MPa；

（2）在预压状态下，将二段酸注入所述滤室内对所述滤饼进行二段酸浸；

（3）所述二段酸浸结束后，保持所述预压状态，将一段洗涤液注入所述滤室中进行一段洗涤；

（4）所述一段洗涤结束后，保持所述预压状态，向所述滤液通道内通入70℃以下的气体进行吹气；

（5）所述吹气结束后，保持所述预压状态，向所述隔膜压滤机的入料通道沿进料方向的末端通入气体进行反吹；

（6）反吹结束后，对所述滤室内的物质进行高压压滤，压滤结束后卸渣即可。

所述二段酸注入的压力为0.2-0.6MPa，所述二段酸的注入量为所述滤饼重量的30-200wt%，二段酸浸时间为5-120min；步骤1）中，所述金属酸浸液的注入压力为0.2-0.6MPa。

所述一段洗涤液的流量为2-20m³/h，一段洗涤液注入的压力为0.2-0.6MPa，一段洗涤时间为5-120min。