CN103468951A - 假性针铁矿法去除锌浸出液中的铁 - Google Patents

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张亨峰
苏晓亮
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Abstract

本发明提供一种假性针铁矿法去除炼锌浸出液中的铁，常温条件下，用碳酸钙调节浸出液的pH4.5～5；向浸出液中加入双氧水，使二价铁离子以针铁矿的形式去除，并通过添加碳酸钙保持pH4.5～5；最后过滤除去针铁矿沉淀。本发明无需加热环节，并且提高了铁的沉降速率，有效地减小了生产能耗，同时提高了生产效率。

Description

假性针铁矿法去除锌浸出液中的铁
 
技术领域
本发明涉及湿法冶金过程中浸出液的除杂领域，具体涉及采用针铁矿法去除炼锌浸出液中的铁。
 
背景技术
在湿法冶金行业中，矿石的浸出液中常常含有较多的杂质金属离子，而电解工序对工作液中杂质的含量要求极为严格，所以电解之前对浸出液的深度除杂是一项必不可少的步骤。在锌冶炼的浸出液中常常含有一定数量的铁离子，铁以二价和三价的形式存在，除铁是浸出液净化的重要一道工序。
目前，国内采用去除铁的方法主要有氢氧化铁法、黄钾铁矾法、针铁矿法。普通氢氧化铁法是将溶液中的二价铁离子氧化成三价铁离子，并调pH到5.0，使之沉淀而除去。优点是不需升温，操作简单，反应速度较快；主要的缺点是生成的氢氧化铁胶体过滤性能差，严重影响生产进度，并且氢氧化铁胶体沉淀时夹带有价金属较多，降低了产品的回收率。黄钾铁矾法是在碱金属存在的情况下, 产生黄钾铁矾, 使铁沉淀成水合硫酸盐。一般将溶液的pH调到1.5，温度升至90～95℃，加氧化剂和钠离子或者铵离子，使溶液中的铁离子以铁矾的形态沉淀下来。优点是过滤性能非常好，可以同时去除溶液中的钠、铵等一价离子，缺点是溶液需要升到较高温度，能源消耗较高，并且需要加入钠离子或铵离子等，使其适用范围变小：此外采用黄钾铁矾法除铁，由于水和硫酸盐的渣量较大，使浸出液中有价金属损失大。针铁矿法是将溶液中的二价铁氧化成三价铁同时以Fe2O3·H2O的沉淀形式去除，针铁矿不含硫酸根，水解性能低而沉淀过滤性能极好，因此是最常采用的除铁方法。
一般地，采用针铁矿法除铁时，首先将溶液的pH调到3.0，温度升至70～100℃，向浸出液中通入空气或者氧气，边通气边加入石灰水或者碳酸钠以中和反应过程中产生的质子，让铁离子以针铁矿形态沉淀下来。传统的针铁矿法优点是过滤性能好；缺点是：（1）溶液需要升到较高温度，能源消耗较高；（2）操作工艺条件要求严格，采用空气或氧气作为氧化剂时反应和沉降时间较长，或者为了增加反应速度、提高效率则需要花费巨资投入建设多个连续的反应槽；（3）中和剂石灰水的使用，也会带来管道堵塞的问题。
 
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种假性针铁矿法去除炼锌浸出液中的铁，除铁过程中无需加热，并且具有反应时间短，除铁效率高，以及生成的针铁矿沉淀物过滤性能良好的优点。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
假性针铁矿法去除炼锌浸出液中的铁，其特征在于，常温条件下，用碳酸钙调节浸出液的pH 4.5～5；向浸出液中加入双氧水，使二价铁离子以针铁矿的形式去除，并通过调节碳酸钙的添加量使浸出液的pH值保持在4.5～5；过滤除去针铁矿沉淀。
采用双氧水作为氧化剂氧化浸出液中的二价铁，针铁矿沉淀反应速度快，且在实际操作过程中无需对浸出液加热保温即可完成对铁离子的去除。
用碳酸钙代替传统使用的碳酸钠或者石灰水中和剂，不仅降低了试剂的成本，而且避免了石灰水在使用过程中结块堵塞管道的现象。
采用本发明中的技术方案除铁，将氧化效果更强的双氧水和碳酸钙相结合使用，并严格控制反应过程中浸出液的pH值始终在4.5～5范围内，不需要对浸出液进行额外的加热保温，即可完成对铁的快速沉降去除。
优选地，双氧水的总加入量为浸出液中二价铁离子总质量的2.2倍，添加速度以时刻保持溶液中的三价铁离子的含量小于1克/升。
过滤除去针铁矿沉淀物后，检测滤液中的铁离子浓度，若铁离子浓度＜20mg/L，表明浸出液的铁含量合格即完成铁的净化进入下一工序。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
（1）                在除铁过程中无需升温，常温条件下即可进行操作，有效地降低了能源的消耗，节约了成本；
（2）                和现有技术中采用空气或氧气作为氧化剂相比，本发明使用氧化能力更强的双氧水，不仅提高了除铁反应的反应速度，而且减少了氧化剂的使用量；
（3）                中和剂碳酸钙的使用，避免了碳酸钠或者石灰水结块堵塞管道的现象，且碳酸钙的价格更低。
（4）                本发明中的技术方案整体上具有除铁成本更低廉，设备投资更经济，生成的针铁矿沉积物的过滤性能良好的优点。
 
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明中的技术方案作更加详细地说明。
本发明提供的假性针铁矿法去除炼锌浸出液中的铁，具有如下步骤：常温条件下，用碳酸钙调节浸出液的pH值在4.5～5；向溶液中缓慢加入双氧水，双氧水的加入速度以保持溶液中的三价铁离子的浓度小于1克/升，总加入量为浸出液中二价铁的质量的2.2倍。针铁矿的沉降过程中，通过调节碳酸钙的加入量保持浸出液的pH值始终在4.5～5范围内；最后过滤除去针铁矿沉积物，完成对炼锌浸出液的除铁净化工序，检测滤液中的含铁量，当铁离子的浓度小于20mg/L,表明含铁量合格可以进入下一道工序。
一般地，炼锌浸出液的含铁量在除铁之前为3～10g/L，采用本发明所述技术方案进行除铁，铁的含量在20mg/L以下。
本除铁工艺2012年在我公司电锌厂应用至今，各项工艺指标良好，取得良好的经济效益。本方法操作简单, 氧化剂的用量更少，针铁矿沉积物的过滤性能良好，在全国湿法冶金行业中具有推广价值。

Claims (4)

1.假性针铁矿法去除炼锌浸出液中的铁，其特征在于，常温条件下，用碳酸钙调节浸出液的pH 4.5～5；向浸出液中加入双氧水，使二价铁离子以针铁矿的形式去除，并通过调节碳酸钙的添加量使浸出液的pH保持在4.5～5；过滤除去针铁矿沉淀。
2.根据权利要求1所述的假性针铁矿法去除炼锌浸出液中的铁，其特征在于，双氧水的总加入量为浸出液含二价铁的质量的2.2倍。
3.根据权利要求1所述的假性针铁矿法去除炼锌浸出液中的铁，其特征在于，双氧水的添加速度以保持溶液中的三价铁离子浓度小于1克/升。
4.根据权利要求1所述的假性针铁矿法去除炼锌浸出液中的铁，其特征在于，当溶液中的铁离子浓度小于20mg/L，铁的去除完成。
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