[发明专利]一种用二氧化硫控制电位法浸出锌浸出渣的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用二氧化硫控制电位法浸出锌浸出渣的方法和装置，属于湿法冶金技术领域。

背景技术

闪锌矿是重要的锌矿物资源，在其成矿过程中，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有较高的铁高，并伴生有较高含量的铟、铜等金属。伴生于锌精矿中的铁在硫化锌精矿焙烧过程中不可避免的产生大量铁酸锌及少量的其他有价金属的铁酸盐，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、铟及大部分铜留在锌浸出渣中。

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-沉铁技术进行处理。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，但在锌浸出渣的热酸浸出过程中，锌、铁、铟一同进入溶液中，并且铁大部分以Fe3+形式存在。随着浸出渣中大量铁化合物的溶解，大量铁以三价铁离子的形式进入溶液中，溶液中高浓度的三价铁离子将极大的提高溶液的氧化还原电位至700mv以上，难溶的铁酸锌稳定性随着电位的升高而增强，抑制了锌浸出渣中铁酸锌的溶解，导致金属浸出率较低。

同时由于热酸浸出液中的铁几乎全部为Fe3+，在浸出液后续分离除铁工艺中，为了避免沉铁过程锌、铟、铜等有价金属进入铁渣，通常需要先将浸出液中的Fe3+还原为Fe2+，再用置换法与中和水解法回收铜、铟。目前常用的方法为在酸性条件下，利用硫化锌精矿还原浸出液中的三价铁离子，但由于精矿利用率低，需添加过量锌精矿，易导致热酸浸出液中的铜生成硫化亚铜沉淀进入还原渣中，且未反应的剩余锌精矿需专门处理，致使该方法存在物料中锌、铟、铜等有价金属浸出率低、工艺流程复杂、能耗高等问题。

因此，如何实现锌浸出渣的高效浸出、解决锌铁分离和有价金属高效利用的问题已成为湿法炼锌的关键技术难题。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种用二氧化硫控制电位法浸出锌浸出渣的方法和装置。本方法采用二氧化硫气体和锌精矿协同还原浸出锌浸出渣，利用二氧化硫气体及硫化锌精矿中硫化物的还原作用和锌浸出渣中三价铁的氧化作用，将传统的锌浸出渣热酸浸出与浸出液还原工艺合并成一个工序完成，同步实现锌浸出渣中有价金属锌、铟、铜的高效浸出和浸出液中的Fe³⁺还原为Fe²⁺，提高了有价金属的浸出率，简化了工艺流程，创造了后续分离锌、铁、铟、铜的有利条件；本装置简单、方便，本发明通过以下技术方案实现。

一种用二氧化硫控制电位法浸出锌浸出渣的方法，将锌浸出渣和锌精矿混合浆化，在温度为90～120℃下通入二氧化硫气体，在搅拌条件下反应2～4h，将浆化物料进行热酸还原浸出，在整个过程中控制体系和终点电位300～500mv，反应完成后获得Fe³⁺小于3g/L的浸出液。

其具体步骤如下：

（1）首先将锌浸出渣和锌精矿按照质量比为5:1～10:1混合均匀，然后进行浆化得到浆化物料；

（2）将步骤（1）得到的浆化物料按照液固比为6～10：1mL/g加入含硫酸130～180g/L的湿法炼锌电解后液，在温度为90～120℃下通入二氧化硫气体，在搅拌条件下反应2～4h，将浆化物料进行热酸还原浸出，在整个过程中控制体系和终点电位300～500mv，反应完成后获得Fe³⁺小于3g/L的浸出液。