CN102031371A - 一种从湿法炼锌系统中富集锗的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从湿法炼锌系统中富集锗的方法，该方法由提锗原液预中和、弱还原、置换还原锗、置换渣清洗、提取锗以及开路除铁等工艺过程组成。首先，将含锗量较高的酸浸液(或沉矾除铁后液)用少量中和剂进行预中和，控制反应终点pH在1.0～4.5之间。然后，加入稍过量的还原剂如锌粉或铁屑置换锗。最后，待反应完之后将过量的锌粉或铁屑分离，再固液分离得到含锗品位较高的铜锗渣，送锗的提取。本发明锗的置换率高，锗渣品位高易处理，而且操作简单、工艺条件易控制，成本低廉。适宜于工业化生产要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种从湿法炼锌系统中富集锗的方法，特别是涉及对铅锌冶炼过程中的高锗液的处理方法。
背景技术
常规湿法炼锌流程中，为了提高锌的回收率，通常要对生产过程中产生的中浸渣进行高温高酸浸出，以降低中浸渣中锌含量。然后进行沉矾除铁处理。所得到的沉矾除铁后液中的锗含量达10～35mg/L，被返回到中性浸出过程。该工艺提高了锌的回收率，但是锗会在溶液中积累，导致下一步溶液净化工作量大，锌粉消耗更多，严重的会影响到锌的电解作业。与此同时，锗分散在各种渣里难以富集，不利于综合回收。
目前锗的回收工艺主要有：传统丹宁法、萃取法、中和沉铁锗-丹宁处理法(专利公开号CN1179472A)等。传统丹宁法残留在溶液中的丹宁会严重影响锌的电解效率；萃取法也存在一些问题，诸如：要求体系要求高酸，萃取剂的消耗大，主要国内萃取剂供不应求也制约了其扩大应用；中和沉铁锗-丹宁处理法富集法得到的中和渣锗品位低，过滤困难，还仍需要进行丹宁法处理，生产成本也较高，中和沉铁锗-丹宁处理法产生的氢氧化铁胶体带走了大量的硫酸锌，而且氢氧化铁胶体固液分离较难。所以从铅锌冶炼过程中的高锗液的中回收锗的方法还有待进一步的改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺流程短，便于回收且锗直收率高的从湿法炼锌系统中提取锗的方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供的从湿法炼锌系统中提取锗的方法，依次包括如下步骤：
(a)将中和剂加入到提锗原液中，加热反应器让中和剂充分消耗，并控制终点pH在1.0～4.5之间；
(b)往预中和后的提锗液中加入适量的还原剂，还原三价铁离子，还原温度控制在：10～100℃，还原时间为：0.1～3小时，还原剂的加入量主要视溶液的酸度和三价铁离子的浓度而变，为理论消耗值的1.2～2.0倍。
(c)再加入足量的还原剂置换锗，置换温度控制在：10～100℃，置换时间控制在：0.1～3小时。
(d)将反应完的溶液过滤后，得到置换渣，将其清洗以备后续提锗工序的回收锗。
步骤(a)中所述中和剂是氧化锌焙砂、氧化锌烟尘、铁粉、次氧化锌和铁屑，温度控制在20～100℃。
步骤(b)中所述的还原剂是锌粉、次氧化锌、亚硫酸钠、铁粉、SO2或铁屑，具体用量视溶液中三价铁离子的量而定，稍过量点就可以。
步骤(c)中所述锗的置换剂是锌粉、锌片、铁粉或铁屑。
步骤(d)所述采用稀硫酸清洗，除去部分未反应的置换剂，以前夹杂吸附的硫酸锌。
本发明的有益效果是，通过将提锗原液进行预中和、弱还原和置换锗等工艺过程，并严格控制每个步骤的工艺参数，很好的克服了传统丹宁法、萃取法、中和沉铁锗-丹宁处理法的弊端，大大缩短了工艺流程，锗的置换率高，锗渣品位高且易处理，而且操作简单、工艺条件易控制，成本低廉。适宜于工业化生产要求。给从锌冶炼过程中的高锗液的中回收锗等稀散金属提供一种新的方法，可以有效回收锗，使得锗的回收率可达92％以上。
附图说明
图1是从湿法炼锌系统中富集锗的高酸原液工艺流程图；
图2是从湿法炼锌系统中富集锗的沉矾除铁工艺流程图；
图3是从湿法炼锌系统中富集锗的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步详细描述。
参见图3，湿法炼锌系统中富集锗的方法，依次包括如下步骤：(a)、将中和剂加入到提锗原液中，加热反应器让中和剂充分消耗，并控制终点pH在1.0～4.5之间，中和剂是氧化锌焙砂、氧化锌烟尘、铁粉、次氧化锌和铁屑，温度控制在20～100℃；(b)、往预中和后的提锗液中加入适量的还原剂，还原三价铁离子，还原温度控制在：10～100℃，还原时间为：0.1～3小时，还原剂的加入量主要视溶液的酸度和三价铁离子的浓度而变，为理论消耗值的1.2～2.0倍，稍过量点就可以，还原剂是锌粉、次氧化锌、亚硫酸钠、铁粉、SO2或铁屑；(c)、再加入足量的还原剂置换锗，置换温度控制在：10～100℃，置换时间控制在：0.1～3小时，置换剂是锌粉、锌片、铁粉或铁屑；(d)、将反应完的溶液过滤后，得到置换渣，将其采用稀硫酸清洗除去部分未反应的置换剂，以前夹杂吸附的硫酸锌，以备后续提锗工序的回收锗。
实施例1：
参见图1，往高酸提锗液(含锗24mg/L)中加入中和剂氧化锌焙砂调整pH为4.5，加热温度控制在100℃，然后加入铁粉还原三价铁离子，控制温度在90℃，反应20min之后，加入第二批过量的铁粉，控制温度为95℃，反应时间为120min，锗的置换率可达96.2％。液固分离后，置换后液需要再一次沉矾除铁，置换渣稀硫酸洗涤后用于提锗。
实施例2：
参见图1，往高酸提锗液(含锗24mg/L)中加入中和剂氧化锌焙砂调整pH为1.0，加热温度控制在90℃，然后加入铁屑还原三价铁离子，控制温度在85℃，反应20min之后，加入第二批过量的铁屑，控制温度为95℃，反应时间为120min，锗的置换率可达93.8％。液固分离后，置换后液需要再一次沉矾除铁，置换渣稀硫酸洗涤后用于提锗。
实施例3：
参见图2，往沉矾除铁后液(含锗22mg/L)中加入铁屑还原三价铁离子，控制温度在95℃，反应20min之后，加入第二批过量的铁屑，控制温度为85～95℃，反应时间为120min，锗的置换率可达93.2％。液固分离后，置换后液需要再一次沉矾除铁，置换渣稀酸洗涤后用于提锗。
实施例4：
参见图1，往高酸提锗液(含锗24mg/L)中加入中和剂氧化锌烟尘调整pH为3.5，加热温度控制在80℃，然后加入SO2还原三价铁离子，控制温度在10℃，反应180min之后，加入过量的铁粉，控制温度为10℃，反应时间为180min，锗的置换率可达96.2％。液固分离后，置换后液需要再一次沉矾除铁，置换渣稀酸洗涤后用于提锗。
实施例5：
参见图1，往高酸提锗液(含锗24mg/L)中加入中和剂次氧化锌调整pH为4.0，加热温度控制在20℃，然后加入亚硫酸钠还原三价铁离子，控制温度在70℃，反应120min之后，加入过量的铁屑，控制温度为70℃，反应时间为120min，锗的置换率可达93.8％。液固分离后，置换后液需要再一次沉矾除铁，置换渣用稀酸洗涤后用于提锗。
实施例6：
参见图1，往高酸提锗液(含锗24mg/L)中加入中和剂铁粉调整pH为2.5，加热温度控制在50℃，然后加入次氧化锌还原三价铁离子，控制温度在90℃，反应6min之后，加入批过量的锌片，控制温度为95℃，反应时间为6min，锗的置换率可达93.8％。液固分离后，置换后液需要再一次沉矾除铁，置换渣用稀酸洗涤后用于提锗。
实施例7：
参见图2，往沉矾除铁后液(含锗22mg/L)中加入锌粉还原三价铁离子，控制温度在85℃，反应20min之后，加入第二批过量的锌粉，控制温度为85℃，反应时间为120min，锗的置换率可达93.2％。液固分离后，置换后液需要再一次沉矾除铁，置换渣稀酸洗涤后用于提锗。
Claims (6)
1.一种从湿法炼锌系统中富集锗的方法，提锗原液含锗量：＞10mg/L，提锗原液含三价铁离子浓度量：0～20g/L，其特征是：依次包括如下步骤：
(a)、将中和剂加入到提锗原液中，加热反应器让中和剂充分消耗，并控制终点pH在1.0～4.5之间；
(b)、往预中和后的提锗原液中加入适量的还原剂，还原三价铁离子，还原温度控制在：10～100℃，还原时间为：0.1～3小时；
(c)、再加入足量的还原剂置换锗，置换温度控制在：10～100℃，置换时间控制在：0.1～3小时；
(d)、将反应完的溶液过滤后，得到置换渣，将其清洗以备后续提锗工序的回收锗。
2.根据权利要求1所述的从湿法炼锌系统中富集锗的方法，其特征是：上述步骤(a)中所述的中和剂是氧化锌焙砂、氧化锌烟尘、铁粉、次氧化锌和铁屑，温度控制在20～100℃。
3.根据权利要求1所述的从湿法炼锌系统中富集锗的方法，其特征是：上述步骤(b)中所述的还原剂是锌粉、次氧化锌、亚硫酸钠、铁粉、SO2或铁屑，具体用量视溶液中三价铁离子的量而定，稍过量点就可以。
4.根据权利要求1所述的从湿法炼锌系统中富集锗的方法，其特征是：上述步骤(c)中所述锗的置换剂是锌粉、锌片、铁粉或铁屑。
5.根据权利要求1所述的从湿法炼锌系统中富集锗的方法，其特征是：上述步骤(d)中采用稀硫酸清洗，除去部分未反应的置换剂，以前夹杂吸附的硫酸锌。
6.根据权利要求1所述的从湿法炼锌系统中富集锗的方法，其特征是：所述的还原剂的加入量视溶液的酸度和三价铁离子的浓度而变，为理论消耗值的1.2～5.0倍。
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