[发明专利]从铅矿渣回收锌

说明书

技术领域

本发明涉及用于从铅矿渣回收锌的处理。本发明还涉及用于降低气体流(诸如烟气)的二氧化硫含量的方法。

背景技术

铅和锌在自然界总是在一起被发现的。例如，位于澳大利亚昆士兰州伊萨山的矿石体包括了具有铅和锌二者的矿石。

伊萨山的铅/锌矿石被开采且形成了两种精矿，即铅精矿和锌精矿。铅以及锌之间的分离不是完美的，因此一些锌进入铅精矿中，反之亦然。铅精矿被传送至铅熔炼炉。铅熔炼炉将精矿转换成铅金属以及矿渣。矿渣包含铅熔炼操作中使用的各种助熔剂以及显著量的锌。矿渣的锌含量可以在10至15％重量比之间变化。伊萨山的矿渣具有的平均锌含量为大约12％重量比。

矿渣还包含显著量的铁、硅和氧化钙。例如，矿渣可以包括大约23％重量比的铁、大约21％重量比的硅和大约23％重量比的氧化钙。

由于源自铅熔炼操作的矿渣包含显著量的锌，这代表了潜在价值的资源，从该资源可以回收锌。在过去的40年间已经进行了大量的努力来尝试开发一种处理以从源自铅熔炼处理的矿渣回收锌。最通常使用是渣烟化法，从而生产氧化锌，氧化锌要求进一步处置以移除有害杂质。

通过从铅熔炼炉矿渣进行湿法冶金来回收锌的先前努力产生了一个问题，这是由于在矿渣中存在大量的硅(典型地超过20％重量比)。如果矿渣经历浸滤步骤以使用硫酸作为浸滤剂从矿渣浸滤出锌，硅在浸滤步骤中也会溶解。但是，溶解的硅然后趋向于形成不溶的化合物，该化合物呈凝胶的形式，极难(如果可能的话)从液剂分离出。

另一问题涉及将锌从溶液回收成适于销售的形态。实现此的工业可接受方式是，通过溶剂提取或者纯化以及电解法从溶液移除所有致污物以生产相对纯的锌产品。回收锌的该方法在一些区域是不可能的，诸如昆士兰州的伊萨山，因为此处无法获得足够的用于电解法的发电能力。结果，在一些例子中已经采用的是将锌沉淀为氧化物精矿的处理。例如，美国专利6726889(其整个内容此处通过交叉引用并入)中描述的处理已经成功试验，可回收高度的氧化锌精矿。在美国专利6726889中，描述了一种处理，其中硫酸锌溶液在pH为8.5-10.0及最小温度75℃下接触熟石灰，以产生氧化锌以及石膏。两个产物能够根据重量而分离，通过使石膏不断经历生长循环能够改善这种分离。当实现30μm的分裂尺寸时，可导致高质量的氧化锌精矿。使用这种方法在试点测试作业中已经获得了良好的锌回收以及精矿等级。例如，已经实现了65％以上的锌纯度以及90％以上的回收率。但是，在描述的操作条件下，从矿渣中浸滤出且与锌一起位于溶液中的镁会传送至精矿。形成的镁浓度(3-4％)使得精矿当售给锌精炼厂时会收到显著的处罚。结果，美国专利6726889所描述的处理不适合于从矿渣浸滤溶液生产可售精矿。镁浓度使得氧化锌精矿仅能够在具有显著财务处罚的情况下才能出售，使得整个处理是不利的。

使用硫化铅精矿作为供给材料的许多铅熔炼炉还生成显著量的二氧化硫。二氧化硫随着烟气离开铅熔炼炉。许多其他处理还导致形成了包含SO₂的废气或者烟气。结果，废气或者烟气将通常需要处置在将废气排出至大气之前以降低二氧化硫含量。在烧结装置/鼓风炉铅熔炼炉布置中，生成具有低SO₂浓度的高体积的废气。典型SO₂移除处理包括将熔炼炉连接至硫酸装置或者气体洗涤处理。尤其为了满足现代排放目标，从烧结装置用硫酸装置进行高效率的SO₂捕获是困难的以及贵的，这是由于SO₂浓度低以及气体体积高。尾气或者低强度气体流可以被洗涤处理所处置。例如，可以用石灰或者石灰石洗涤废气以移除SO₂。当然，这要求供应石灰或者石灰石，这会增加操作成本。

申请人强调的是，该处理中讨论的现有技术并不在澳大利亚或其他地方形成公知常识。

整个该说明书中，采用的术语"包括"或者其语法等同词具有广义意思，除非文本另有规定。

发明内容

在第一方案中，本发明提供了用于从源自铅熔炼的矿渣回收锌的方法包括：将矿渣在一条件下经历浸滤步骤，在所述条件中，锌溶解于溶液中以及矿渣中存在的硅溶解以及再沉淀成易于从液体分离的形式；以及从所述溶液回收锌。

在另一方案中，本发明提供了用于从源自铅熔炼的矿渣回收锌的方法包括：将矿渣在至少两个阶段经历浸滤，在第一浸滤阶段从矿渣移除仅部分锌，在第二阶段从矿渣进行进一步的锌浸滤以形成富有的浸滤溶液；以及从所述溶液回收锌。可替换地，能够使用单个阶段，但这取决于所需洗涤的程度以及从矿渣进行锌回收的目标。