[发明专利]一种清洁环保的高铟高铁锌精矿综合回收新工艺

说明书

技术领域

一种高铟高铁锌精矿综合回收新工艺，涉及一种以高铟高铁锌精矿为原料，采用湿法冶金集成创新技术综合回收锌、铟、铁的方法。

背景技术

目前，我国锌冶炼主要流程为传统湿法炼锌工艺和加压浸出工艺。传统湿法炼锌工艺主流程为焙烧-浸出-净化-电积，根据锌浸渣处理工艺不同，传统湿法炼锌工艺又分为回转窑挥发法（通称常规法）和热酸浸出工艺（根据除铁原理不同，又分为黄钾铁矾法、针铁矿法和赤铁矿法）。

常规工艺：中性浸出渣采用回转窑还原挥发，控制还原气氛锌、铟等被还原挥发，富集于氧化锌烟尘中，铟的挥发率为70%～90%。挥发的氧化锌烟尘采用多段浸出－萃取－置换－电解法回收铟。常规法炼锌工艺中，精矿至精铟过程铟的回收率为50%～70%，国内代表性企业是株洲冶炼厂。

热酸浸出－黄钾铁矾法除铁工艺：锌焙砂中性浸出渣用高温、高酸浸出，可进一步提高锌、铟的浸出率，使锌、铟浸出率均可达98%。热酸浸出液含铁较高，用黄钾铁矾法沉铁，约95%的铟沉淀进入铁矾渣。铁矾渣干燥后经回转窑挥发得到高铟的氧化锌烟尘，氧化锌烟尘处理工艺同上。该工艺从精矿至精铟的铟总回收率50-70%，国内代表性企业是华锡集团来宾冶炼厂。

热酸浸出－针铁矿法除铁工艺：锌焙砂中性浸出渣用高温、高酸浸出，利用亚硫酸锌、锌精矿、SO₂等还原剂将热酸浸出液中的Fe³⁺还原为Fe²⁺，然后用石灰石或氧化锌中和富集铟，沉铟率为87%，沉铟后液采用机械搅拌与空气搅拌相结合的氧化除铁方式。铟渣的处理可采用酸浸－萃取－置换－电解提铟工艺。从精矿至精铟的铟总回收率为65%～70%，国内代表性企业是水口山有色金属集团有限公司。

热酸浸出－赤铁矿法除铁工艺：锌浸出渣采用SO₂还原高压浸出，浸出后液采用硫化沉铜、石灰石中和沉铟、高压氧气氧化沉铁，产出的高铟的二段石膏进一步回收铟，产出的赤铁矿渣经脱硫后可作为炼铁原料，代表性企业日本饭岛冶炼厂。

加压浸出工艺：锌精矿在高温高压下直接浸出，锌、铟及一定量的铁氧化进入溶液。为了回收锌精矿中的镓锗铟等稀散金属，锌加压浸出工艺通常采用两段加压浸出，选择性的分离铟与锌铁，代表性企业是丹霞冶炼厂（专利申请号201210112399.3）。

目前高铟高铁锌精矿的综合回收主要包含两个方面：铟的富集和铟铁分离。回转窑还原挥发工艺是目前从含铟锌精矿回收铟的主要工艺，但回转窑挥发过程中铟挥发不彻底，铟回收率随锌精矿中铁品位升高而降低，锌精矿含铁大于12%时，铟挥发率不到50%；回转窑挥发能耗高，尾渣中铁含量低，硫高，主要用于建材的低值利用，无法资源化利用其中的铁。热酸浸出-铁矾法回转窑挥发过程中产生大量低浓度二氧化硫，环境污染严重。热酸浸出－针铁矿法除铁工艺和加压浸出工艺虽实现铟铁的有效分离，但铁在过程中分散，铁渣铁品位低，渣量大，目前以堆存为主，二次污染严重。热酸浸出－赤铁矿法除铁工艺，虽然综合回收Zn、Fe、In，但需要二段加压：一段加压还原一段加压除铁，加压除铁过程在高温高压下进行，温度220～250℃，压力30～50atm，且附设SO₂液化工厂，投资费用高；另外系统中大量的酸用石灰中和，产生大量的CaSO₄渣，二次污染严重。

基于上述的高铟高铁锌精矿冶炼工艺流程存在问题，国内外研究院所和企业提出了许多改进专利技术：

申请号201010583278.8专利，提出锌焙砂低酸浸出液，加Fe粉还原Fe³⁺，采用锌浮渣置换铟。该专利中锌浮渣中含有大量的Cl，直接置换会导致大量的Cl-进入锌系统的溶液中，对后续工艺的稳定运行及设备的长期使用均有较大的影响。

申请号201210043068.9专利，提出锌焙砂中性浸出渣在热酸浸出过程中添加氟化物，并在低酸浸出段浸出终点添加Na₂SO₃、Zn粉、铁屑等还原Fe³⁺，萃取提铟、富集锗（N235萃取、丹宁/栲胶沉淀），综合回收Zn、In、Ge。但由于锌精矿中In、Ge品位太低，直接在锌系统溶液萃取回收In、Ge，萃取系统投入大，萃取剂消耗也大，运行成本过高，此外萃余液中含大量的有机物，对电锌产品质量有很大影响。