[发明专利]一种湿法炼锌过程锌铁分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种湿法炼锌过程锌铁分离方法，属于湿法冶金技术领域。

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较高，并伴生有较高含量的铟、铜等金属。这种高铁的锌精矿通常锌品位较低，铟、铜含量高，伴生铅含量低。

在冶炼过程中，由于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。常规浸出流程，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。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，大量铜进入窑渣，难以回收，且挥发过程产出低浓度二氧化硫烟气难以治理。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、针铁矿法和赤铁矿法。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。赤铁矿法可有效的提高了锌、铟的回收率，并综合利用了矿物中的铁，但由于赤铁矿工艺的特殊性，目前仅日本秋田饭岛冶炼厂成功应用于工业生产。

加压直接氧化酸浸工艺可直接处理硫化锌精矿，具有工艺流程短，锌浸出率高等特点，但所得浸出渣为高硫高铁低铅低银渣，需要增加硫浮选工艺，且处理高铁高铜物料时，存在铜浸出率难以控制，铁浸出率较高，需要二次沉铁等问题。施友富等在《采用加压浸出工艺优化传统湿法炼锌流程研究》一文中采用传统湿法炼锌厂的热酸浸出液在加压釜中浸出锌精矿，应用中性浸出-热酸浸出-热酸浸出液与锌精矿加压浸出工艺，实现了加压浸出与传统湿法炼锌的有机结合，但其核心工艺核心仍然是锌精矿的加压浸出，其浸出渣与现行工业实践的加压浸出工艺成分与性质相同，同样存在渣综合回收利用和无害化处理的问题。因此，锌浸出渣的处理、锌铁的有效分离是湿法炼锌过程长期以来困扰锌冶炼企业和广大科研工作者的核心问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种湿法炼锌过程锌铁分离方法。本方法采用传统湿法浸出与加压浸出组合浸出工艺，强化浸出过程，简化渣处理与除铁过程，锌浸出率高、除铁效率高，解决了湿法炼锌过程长期以来存在的除铁工序中有价金属回收率低，堆渣环境污染等问题，本发明通过以下技术方案实现。

一种湿法炼锌过程锌铁分离方法，其具体步骤如下：

（1）锌精矿低温焙烧得锌焙砂；

（2）锌焙砂、湿法炼锌电解后液和步骤（3）产出的弱酸液进行中性浸出，产出含铁小于20mg/L的中浸液和中浸渣；

（3）将步骤（2）得到的中浸渣和步骤（6）产出的含铁小于10g/L的提取铟铜后液混合进行弱酸浸出，产出含铁小于1g/L的弱酸液和弱酸渣；

（4）将步骤（3）得到的弱酸渣进行银浮选过程，产出银精矿和锌铁渣；

（5）将步骤（4）得到的锌铁渣和湿法炼锌电解后液按照投料比为1：3～4kg/L，在温度为150～200℃、压力为0.5～1.5MPa（对应温度下的饱和蒸汽压）条件下进行高压浸出2～4h，产出高铁渣和含铁小于10g/L的高压浸出液；

（6）将步骤（5）得到的高压浸出液分离回收铜、铟，在此过程中获得含铁小于10g/L的提取铟铜后液。

所述步骤（2）的具体过程为：将锌焙砂、湿法炼锌电解后液和步骤（3）产出的弱酸液按照投料比为1：3～4：2～3kg/L/L，在温度为60～70℃条件下中性浸出1.5～2.5h。

所述步骤（3）的具体过程为：将中浸渣和提取铟铜后液按照投料比为1：3～4kg/L，在温度为80～90℃条件下进行弱酸浸出4～6h，在此过程中添加锌焙砂，锌焙砂的加入量为每升提取铟铜后液50～70g。

上述步骤（5）产出的高压浸出液含硫酸30～40g/L。

上述步骤（5）产出的高铁渣含锌小于2wt%、含铁40～50wt%。

本发明的有益效果是：