CN105316493A - 一种湿法炼锌工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种湿法炼锌工艺。直接将锌精矿沸腾焙烧得到的热焙砂通入二氧化硫与氧气的混合气体进行保温，保温结束后进行一段弱酸浸出得到硫酸锌浸出液，硫酸锌浸出液净化后送电积电解。本方法通过对热焙砂保温解决铁酸锌的问题，一段弱酸浸出即可有效提取保温焙砂中锌，浸出过程中不产生沉铁渣，浸出渣无需采用高温热酸浸出和回转窑还原挥发处理。有效降低锌冶炼工艺的生产成本，改善湿法炼锌工艺的浸出条件，提高锌的综合回收率，减少锌冶炼对环境的危害，实现锌冶炼工艺的源头减排。

Description

一种湿法炼锌工艺
技术领域：
本发明属于冶金工程与环境工程交叉领域，涉及一种湿法炼锌工艺。
背景技术：
锌精矿中伴生铁，在沸腾焙烧过程中，铁会与锌反应生成铁酸锌。铁酸锌性质稳定，在中性浸出或低酸浸出时不分解导致以铁酸锌形态存在的锌损失于中浸渣中。为提高锌的综合回收率，工业上采用回转窑还原挥发法或热酸浸出法分解铁酸锌。回转窑还原挥发法是将中浸渣加入还原剂，在1100-1200℃将铁酸锌还原为气态金属锌挥发后得到氧化锌烟尘。此法能耗高，回收得到的氧化锌烟尘要经脱除氟氯后，重新进入湿法炼锌系统进行浸出才能得到含锌浸出液，工艺流程长。热酸浸出法是对中浸渣进行高温强酸浸出分解铁酸锌。此法强酸高温浸出设备腐蚀大，由于锌铁同时浸出，浸出液要经沉铁才能进行净化，工艺流程长，沉铁渣的产生不但导致锌铁资源的损失，还导致环境污染。综上所述，铁酸锌的问题是冶金和环境领域亟待解决的难题，迫切需要找到一种有效的方法解决铁酸锌的问题，降低锌冶炼的生产成本，实现锌冶炼的源头减排。
目前工业上解决铁酸锌问题的措施是将锌焙砂浸出后，对浸出渣进行处理分解铁酸锌。处理锌浸渣不但耗费大量能源，损失资源，还带来环境问题。
专利(申请号201410319718.7)将锌浸渣配入硫酸铵在300-400℃进行焙烧，利用硫酸铵分解的气态产物氨气和二氧化硫分解铁酸锌，经过后期研究发现该法实际上是将铁酸锌分解为锌铁硫酸铵盐。但该法是肯定不能直接用来处理锌焙砂的。因为锌焙砂含有大量的氧化锌，铁酸锌被氧化锌包裹，硫酸铵分解的气态产物先与氧化锌反应，再与氧化锌中的铁酸锌反应，因此要消耗大量的硫酸铵，不但经济上不可行，同时大量氨气严重影响后续的锌冶炼工艺。此外，硫酸铵的分解温度为300-500℃，当焙烧温度超过500℃时，硫酸铵快速分解释放气态产物。而沸腾焙烧产生的锌焙砂温度为800-1000℃，在这个条件下，硫酸铵分解的气态产物来不及与铁酸锌反应就逃逸了。
发明内容:
本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种湿法炼锌工艺，在锌焙砂浸出前解决铁酸锌的问题。通过对热焙砂保温取代回转窑还原挥发法或热酸浸出法解决铁酸锌的问题，节省能耗，降低生产成本，缩短工艺流程，避免沉铁渣产生，实现锌冶炼工艺源头减排。
一种湿法炼锌工艺，直接将锌精矿沸腾焙烧得到的热焙砂通入二氧化硫与氧气的混合气体进行保温，得到的锌焙砂进行浸出得到硫酸锌浸出液，硫酸锌浸出液净化后进行电解。
上述方法中锌精矿沸腾焙烧温度800-1100℃。
上述方法中控制SO2/(SO2+O2)体积比为5-80％，保温15-90min。
上述方法中关闭二氧化硫与氧气的混合气体，再在500-700℃保温30-120min。
上述方法中锌焙砂浸出条件为硫酸浓度不超过90g/L，浸出时间15-120min。
上述方法中保温过程中排放的烟气用于热焙砂保温配气循环使用或用于制酸。
本发明是通过对热焙砂进行保温分解铁酸锌，而现有的湿法炼锌工艺是将热焙砂冷却后，进行弱酸浸出，再对浸出渣加温进行强酸浸出分解铁酸锌或将浸出渣干燥后在1100℃以上还原分解铁酸锌。本发明方法利用锌精矿沸腾焙烧产生的二氧化硫烟气和热焙砂中余热分解铁酸锌，不需外加热能，有效节省能耗。本发明通过保温焙砂弱酸浸出对锌进行选择性浸出，浸出液无需沉铁，没有沉铁渣产生，可解决沉铁渣导致的锌铁资源损失环境污染问题。本发明中铁酸锌通过锌焙砂保温-弱酸浸出-净化-电积得到电锌，而现有的湿法炼锌工艺中铁酸锌通过弱酸浸出-回转窑还原分解-除氟氯-浸出-沉铁-净化-电积得到电锌，或通过弱酸浸出-热酸浸出-沉铁-净化-电积得到电锌，本发明工艺流程短，成本低，生产效率高，操作简单。
本发明的有益效果是：通过热焙砂保温取代热酸浸出或回转窑还原挥发法解决铁酸锌的问题，有效减少传统湿法炼锌过程中的能源和资源耗费；通过锌焙砂保温-弱酸浸出解决沉铁渣的问题，有效提高锌的综合回收率，减少环境污染，缩短工艺流程；直接利用热焙砂的余热进行保温，且热二氧化硫烟气循环使用，有效节省能源；二氧化硫烟气循环使用不外排，环境友好。
附图说明：
图1本发明工艺流程图。
具体实施方式：
实施例1：
将锌精矿沸腾焙烧后的热焙砂转入另一焙烧炉，通入混合气体，混合气体组成SO2/(SO2+O2)体积比为5％、15％、30％、60％、80％，在900℃保温60min，待炉温降至650℃再关闭混合气体，保温30min得到保温锌焙砂。混合气体组成对保温锌焙砂中铁酸锌分解率的影响见表1。
表1混合气体组成对铁酸锌分解的影响
由表1可见，当混合气体组成SO2/(SO2+O2)体积比为60％时，铁酸锌的分解率最高，达到72.94％，此时焙砂中铁酸锌含量为4.05％。
实施例2：
将锌精矿沸腾焙烧后的热焙砂转入另一焙烧炉，通入混合气体，混合气体组成SO2/(SO2+O2)体积比为60％，在900℃保温，保温时间为30、60、90、120、150min，待炉温降至650℃再关闭混合气体，保温30min取出得到保温锌焙砂。通气过程中保温时间对铁酸锌分解率的影响见表2。
表2保温时间对铁酸锌分解的影响
由表2可见，当通入二氧化硫混合气体保温时间为90min时，铁酸锌的分解率已达最高，达到73.74％，此时焙砂中铁酸锌含量为3.93％。
实施例3：
将在混合气体组成SO2/(SO2+O2)体积比为60％，900℃保温60min，待炉温降至650℃再关闭混合气体，保温30min条件下得到的保温锌焙砂在浸出液硫酸含量为90g/L，室温，液固质量比为10/1的条件下浸出30min得到硫酸锌浸出液，锌浸出率和硫酸锌浸出液中铁含量见表3。
现有湿法炼锌工艺将锌精矿沸腾焙烧后的热焙砂直接冷却，测得锌焙砂中铁酸锌含量，在上述保温锌焙砂的浸出条件下进行浸出，锌浸出率和硫酸锌浸出液中铁含量见表3。
表3本发明与现有湿法炼锌工艺对比
表3结果可见，本发明方法可将铁酸锌/总锌由14.97％降至3.93％，锌浸出率由79.6％提高至91.23％。硫酸锌浸出液铁含量为0.05g/L。说明本发明方法通过锌焙砂保温有效分解铁酸锌，解决铁酸锌的问题；有效控制铁的浸出，解决沉铁渣的问题；有效提高锌的总回收率。

Claims (6)

1.一种湿法炼锌工艺，其特征在于：直接将锌精矿沸腾焙烧得到的热焙砂通入二氧化硫与氧气的混合气体进行保温，将保温后得到的锌焙砂进行浸出得到硫酸锌浸出液，硫酸锌浸出液净化后送电积进行电解。
2.根据权利要求1所述的湿法炼锌工艺，特征在于：锌精矿沸腾焙烧温度800-1100℃。
3.根据权利要求1或2所述的湿法炼锌工艺，特征在于：控制SO2/(SO2+O2)体积比为5-80％，保温15-90min。
4.根据权利要求1或2所述的湿法炼锌工艺，其特征在于：关闭二氧化硫与氧气的混合气体，再在500-700℃保温30-120min。
5.根据权利要求1所述的湿法炼锌工艺，其特征在于：锌焙砂浸出条件为硫酸浓度不超过90g/L，浸出时间15-120min。
6.根据权利要求1所述的湿法炼锌工艺，其特征在于：保温过程中排放的烟气用于热焙砂保温配气循环使用或用于制酸。
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