[发明专利]一种从电炉炼锌炉底渣回收铁和富集铜锡的方法

说明书

本发明公开了一种从电炉炼锌炉底渣（俗称底铁）回收铁和富集铜锡的方法，属于冶金与化学分离领域，首先将底铁进行切割、破碎处理，在高温下将合金完全融化后，在氧化气氛下对熔融合金液体进行选择性氧化，获得含锡粗铜以及氧化亚铁渣，同时实现铟和部分砷的挥发分离，然后对氧化亚铁渣进行盐酸浸出，过滤后得到滤液与滤渣，对滤液进行除铜以及除铜液深度除杂后，获得纯FeCl₂溶液，最后进行喷雾热分解，获得铁红和盐酸，盐酸再生率为95~99%，本发明为电炉炼锌炉底渣的高值化利用提供了一条新途径，该方法绿色、环保、节能效果显著，产业化应用前景较好。

技术领域

本发明涉及冶金与化学分离领域，具体为一种从电炉炼锌炉底渣回收铁和富集铜锡的方法。

背景技术

炉底渣，俗称底铁，是电炉炼锌工艺中产生的一种中间物料，对其进行高值化与清洁利用一直是国内外冶金行业有待攻破的难题。

电炉炼锌具有冶炼回收效率高、工业设备简单、热效率高、环境污染小的特点，是锌冶炼的重要技术之一。随着锌蒸汽冷凝技术的不断进步，锌精矿经过电炉熔炼工艺之后可直接获得金属锌粉，这种产品具有粒度细、活性强的优点，广泛用于化工生产过程中的还原净化和湿法炼锌过程电积液脱镉、铜、钴等杂质。因此，电炉炼锌是一种难以被其它炼锌技术如沸腾焙烧-浸出-电积工艺、加压浸出等完全取代的传统火法炼锌技术。当处理的原料为高铜高铁的锌精矿，除了得到含有硅、铁和钙等元素的熔炼渣外，还得到含有铁、铜和贵金属的底渣，这是一种以金属铁为主的铜铁合金，又称之为底铁。底铁经过进一步升温融化后排出炉外，以低价出售或直接进行堆存处理，造成严重环境污染以及有价资源的浪费。因此，开发电炉炼锌底铁清洁处理新技术对缓解资源供需矛盾以及减少环境污染具有重要的意义。

电炉炼锌底铁清洁处理的关键是铁与铜、锡等有价金属的高效分离。中国专利ZL201110311249.0采用真空感应炉对底铁进行处理，在炉内压力5~100 Pa，温度为1500~2000^oC 的条件下，使得物料中的铜和铟先于铁蒸发并以金属蒸汽的形式得以回收，铁留在炉内得到纯化，最终获得含铜80%、含铟大于10%的铜铟渣和含铜1%、含铟小于0.01%的金属铁，实现了铜铟与铁的高效分离。但存在熔炼温度高、条件苛刻、产品进一步纯化困难等问题。此外，文献也报道了采用造锍熔炼（CN201010131973.0）以及盐酸浸出-净化除杂（王红军等，窑渣铁精矿综合利用新工艺）等技术来实现铁与有价金属铜、铅和银等金属的高效分离与提纯，但这些技术处理的对象主要是铁的氧化物，对于铜铁合金物料的处理适应性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从电炉炼锌炉底渣回收铁和富集铜锡的方法，主要针对电炉炼锌工艺中产生的高铜底铁带来的堆存占用大量土地、环境污染、传统冶金技术回收有价金属及铁资源化困难等一系列问题，本发明方法为解决以上一系列问题提供了一条有效的途径。

本发明的技术方案如下：首先将底铁进行切割、破碎处理，在高温下将合金完全融化后，在氧化气氛下对熔融合金液体进行选择性氧化，获得含锡粗铜以及氧化亚铁渣，同时实现铟和部分砷的挥发分离，然后对氧化亚铁渣进行盐酸浸出，过滤后得到滤液与滤渣，对滤液进行除铜以及除铜液深度除杂后，获得纯FeCl₂溶液，最后进行喷雾热分解，获得铁红和盐酸，盐酸再生率为95~99%。

本发明从电炉炼锌炉底渣回收铁和富集铜锡的方法，具体操作如下：

（1）将电炉炼锌炉底渣进行切割、破碎为粒径为4~10 cm的块状，装入反应器内，然后升温至1350~1550℃，待物料完全熔化后，保温10~60 min，其中电炉炼锌炉底渣的化学成分的质量百分比为：Fe 55~85%，Cu 6~25%，Sn 1~2.5%，As 0.2~1%，In 800~1500 g/t；