[发明专利]一种铁矾渣酸浸出降铁分离铟和锌的方法

说明书

一种铁矾渣酸浸出降铁分离铟和锌的方法，其特征是步骤如下：焙烧铁矾渣得到焙砂，室温下用硫酸溶液浸出焙砂1~2小时后加入磷酸，再加入磷酸铁，升温至80~90℃，反应8~10小时；反应结束后过滤，得到含铁滤渣及含锌和铟滤液。本发明的“铁矾渣焙烧‑酸浸‑磷酸降铁‑分离铟和锌”方法，使铁矾渣在焙烧温度范围在600~670℃，能实现各元素浸出率：铁≤10%、In≥70%、Zn≥80%。从而实现铁矾渣焙砂温度范围≥100℃时，各元素浸出率均能控制在上述范围内，从而使铁矾渣中有价元素得到高效分离与利用，并易于工业应用。

技术领域

本发明涉及分离铁矾渣中有价金属的方法，特别涉及一种铁矾渣稀酸浸出降铁分离铟和锌的方法。

背景技术

湿法炼锌是当今世界最主要的炼锌方法。在湿法炼锌过程中，每年会产生大量废渣，黄钾铁矾法所产生的铁矾渣产率为0.3~0.5吨/吨电锌，铁矾渣中含In 100~300g/t、Zn3~6%、Fe 25~30%。被定性为“国家危险废物”（HW48）。铁矾渣的堆放，不仅占用大量的面积，更严重的是废渣中的Zn、Fe等重金属在自然堆存条件下会不断溶出，污染地下水和土壤，造成水体、土地重金属污染；但值得注意的是，铁矾渣同时也是一种二次资源，其中含有Zn、Fe和In100~300克/吨稀散金属等，所蕴含的价值约达2000元/吨铁矾渣。因此，铁矾渣的大量堆存，不仅造成生态环境受到影响，而且导致有价金属资源的积压，已经成为锌冶炼行业可持续发展的严重制约因素之一。

CN201710017550.8中公开的“锌渣活化焙烧-酸浸提In和Zn-氯盐浸Ag和Pb”处理锌废渣，可实现Zn、Fe、Pb、In、Ag等有价金属的全回收，尾渣可用于水泥生产，实现工艺流程无废液、无废渣。湿法炼锌废渣包括铅银渣和铁矾渣，使用该工艺处理铁矾渣，正如文献（黄铵铁矾渣的焙烧酸浸行为研究，2016,(10):9~11）报道，在焙烧时间为1.5h时，在焙烧温度范围680~720℃范围内，各元素浸出率：Fe＜10%，In＞80%，Zn＞95%，有利于后续酸浸液中In和Zn的分离。而在焙烧温度600~670℃范围内，铁矾渣经过焙烧酸浸，Fe的浸出率达到20%以上，酸浸液中Fe的含量高，给酸浸液中In、Zn的后续提取造成困难，因此，如何使铁矾渣在低温焙烧温度范围内也能实现Fe、In、Zn得到高效分离与利用是关键所在。

发明内容

本发明目的是提供一种在铁矾渣在低温焙烧温度范围内，实现铁的浸出率≤10%，铟的浸出率≥70%，锌的浸出率≥80%的方法。

本发明的步骤如下：

焙烧铁矾渣得到焙砂，室温下用硫酸溶液浸出焙砂1~2小时后加入磷酸，再加入磷酸铁，升温至80~90℃，反应8~10小时；反应结束后过滤，得到含铁滤渣及含锌和铟滤液。滤渣回收利用，含锌和铟滤液返回锌冶炼过程回收铟和锌。

铁矾渣经过600~670℃下焙烧1.5~2.0小时得到焙砂，按体积/质量比=4:1~6:1向焙砂中加入25~50g/L的硫酸溶液，在室温下搅拌反应。焙烧及酸浸，锌、铟和一部分铁进入到酸浸液中，铁给酸浸液中后续提取锌和铟造成困难。因此，在酸浸1~2小时后，加入浓度>85%磷酸，加入量为焙砂中铁质量的0.2~0.4倍，如果磷酸加入量小于焙砂中铁质量的0.2倍，铁的浸出率达到10~15%，Fe的沉淀效果不佳；如果磷酸加入量大于焙砂中铁质量的0.4倍，虽然铁的浸出率≤10%，但铟的浸出率只有60%左右，铁矾渣分离有价金属的效率低。

在酸性环境下，反应生成的磷酸铁很难从溶液中结晶析出，所以另外加入焙砂质量的1.2~1.4%的磷酸铁作为晶种，升温至80~90℃，反应8~9小时，诱导生成的磷酸铁沉淀析出。

加入磷酸铁后的反应温度为80~90℃。温度低于80℃，生成的磷酸铁不能充分结晶出来，铁的浸出率高于15%；高于90℃，铟的浸出率低于70%，优选的反应温度为85~90℃。