CN106148688A - 一种湿法炼锌浸出沉铁工艺 - Google Patents

一种湿法炼锌浸出沉铁工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种湿法炼锌浸出沉铁工艺，本发明第一段采用常规黄钾铁矾法沉铁，加入焙砂及碳铵，确保一段沉铁后液Fe＜10g/L，浓密底流进入矾渣酸洗工序；第二段采用低污染黄钾铁矾法沉铁，加入碳铵与碳酸钙，确保二段沉铁后液Fe＜2g/L，所得铁矾渣为纯净铁矾渣，底流不需要酸洗，与酸洗浓密底流混合后压滤。本发明采用低污染黄钾铁矾与常规黄钾铁矾联合沉铁工艺，即：在高铁矿情况下，分两段沉铁，第一段采用常规黄钾铁矾法沉铁，第二段采用低污染黄钾铁矾法沉铁。本发明采用常规黄钾铁矾与低污染黄钾铁矾两段联合沉铁工艺既解决了铁矾渣含锌高的问题，又实现了浸出两渣完全分离。

Description

一种湿法炼锌浸出沉铁工艺
技术领域
本发明属于湿法冶炼技术领域，涉及铅锌冶炼行业湿法炼锌，具体涉及一种湿法炼锌浸出沉铁工艺。
技术背景
国内大部分湿法炼锌浸出主要采用高温高酸—黄钾铁矾工艺。高温高酸提高了锌浸出率的同时，使得大量铁进入溶液。黄钾铁矾主要目的是除去溶液中三价铁离子，属于放酸反应，因此，黄钾铁矾法有两种：常规黄钾铁矾法与低污染黄钾铁矾法。常规黄钾铁矾法是指沉矾工序加入锌焙砂，中和沉铁过程中不断放出的酸度，使其满足沉铁工艺ph值1.5的条件，可处理高铁原料，但不可避免的使锌焙砂中未溶解的锌残留在铁矾渣中，造成锌金属的损失。低污染黄钾铁矾工艺主要是通过调整予中和焙砂加入量的方法，控制予中和的终酸，使其满足沉铁工艺ph值1.5的条件，从而实现沉矾不加含锌物料，避免了不溶锌高的工艺弊端，但沉铁过程中不断放出的酸度使其无法处理高铁原料。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种湿法炼锌时采用低污染黄钾铁矾与常规黄钾铁矾联合沉铁工艺。
本发明采用的技术方案是：一种湿法炼锌浸出沉铁工艺，具体包括以下步骤，
按照10万吨电锌产能，即303t/d电锌测算，焙砂含铁为10-14%，一段上清含铁为16.22-22.71g/L.
A、将19.4t/h，含锌为55%锌焙砂加入到由含酸为170g/L、58m3/h的废电解液与含酸为15g/L、112m3/h的沉矾后液共同配制的浓度为68 g/L的稀硫酸中，并加入200kg/h的锰粉浸出后得到130m3/h、155g/L的中上清和40m3/h中性浸出底流，在得到的中性浸出底流中加入72m3/h、80-100 g/L的Ⅱ段酸浸滤液与30 m3/h、55-70 g/L的酸洗滤液进行Ⅰ段浸出，浓密分离后，得到30 m3/h底流和112m3/h、25-35g/L的Ⅰ段上清, Ⅰ段上清返常规黄钾铁矾沉铁，Ⅰ段底流中加入42m3/h、170g/L废液与0.77m3/h、98%浓硫酸进行Ⅱ段浸出，浓密分离后得到底流与所述的72m3/h、80-100 g/LⅡ段酸浸滤液，滤渣经洗涤后得到铅银渣,渣量为4.85 t/h.，铁总浸出率达到95%；
B、常规黄钾铁矾沉铁：在上述112-142 m3/h、酸度为25-35g/L、Fe为16.22-22.71g/L的Ⅰ段上清中加入碳铵227-890kg/h、4.85 t/h锌焙砂进行常规黄钾铁矾沉铁，反应4h后进行浓密分离，得到铁矾渣与上清，上清进入低污染黄钾铁矾沉铁，含铁20%铁矾渣渣量为1.58-6.18t/h；
C、 低污染黄钾铁矾沉铁：在步骤B得到的上清中加入碳铵1227kg/h、807kg/h碳酸钙进行低污染黄钾铁矾沉铁，反应4h后进行浓密分离，得到纯净铁矾渣与上清，上清进入步骤A的中性浸出，铁矾渣水洗后外排，含铁25%铁矾渣渣量为6.82t/h；
D、铁矾渣的酸洗：常规黄钾铁矾得到的铁矾渣加入30 m3/h、170g/L的废液中进行酸洗，浓密机浓密后，上清进入Ⅰ段浸出，铁矾渣水洗后外排。
本发明的有益效果是：为了降低浸出铅银渣和铁矾渣含锌，同时实现铅银渣和铁矾渣分离，就要克服两种黄钾铁矾沉铁的缺点，因此采用低污染黄钾铁矾与常规黄钾铁矾联合沉铁工艺，即：在高铁矿情况下，分两段沉铁，第一段采用常规黄钾铁矾法沉铁，第二段采用低污染黄钾铁矾法沉铁。本发明采用常规黄钾铁矾与低污染黄钾铁矾两段联合沉铁工艺既解决了铁矾渣含锌高的问题，又实现了浸出两渣完全分离。
本发明第一段采用常规黄钾铁矾法沉铁，加入焙砂及碳铵，确保一段沉铁后液Fe＜10g/L，浓密底流进入矾渣酸洗工序；第二段采用低污染黄钾铁矾法沉铁，加入碳铵与碳酸钙，确保二段沉铁后液Fe＜2g/L，所得铁矾渣为纯净铁矾渣，底流不需要酸洗，与酸洗浓密底流混合后压滤。碳铵的浆化液选用Ⅰ段上清，以减少系统循环流量，沉矾晶种由沉矾系统提供。
经生产实践验证：
低污染黄钾铁矾法沉铁液固比取20:1；铁矾渣铁品位取25%；沉矾含铁为2g/L；沉矾放酸系数为1.75。
则生成铁矾渣量：1/21=0.048t/m3
低污染黄钾铁矾法沉铁能力：0.048×1000×25%=12g/L
低污染黄钾铁矾法沉铁前总铁：12+2=14g/L
沉矾放酸量：1.75×12=21g/L
碳酸氢铵加入量：8.64 g/L 中和酸量：5.43 g/L
按照沉铁后矿浆酸度增加10g/L计，碳酸钙加入量：5.68g/L
采用常规黄钾铁矾与低污染黄钾铁矾联合沉铁工艺，系统沉铁能力有了一定程度的提高，基本实现了浸出两渣的完全分离，且铁矾渣含锌有了很大程度的降低。系统沉铁效果与浸出两渣指标分别见表1、表2.
从以上Fe浓度数据分析可知，Ⅰ段酸浸工序基本没有铁矾早熟，并完全满足系统沉铁要求。
注：由于锌精矿Ag品位较低，使得铅银渣中Ag较低。
从表中看出，通过常规黄钾铁矾与低污染黄钾铁矾两段联合沉铁，浸出两渣已实现完全分离，铅银渣中铅富集到了9%，铁下降到了10%以内，铅银渣中铁主要以未裂解的铁酸锌存在，银的富集比增长3-4倍。同时，铁矾渣的渣含锌有了较大幅度的下降，达到了4%左右。
附图说明
图1 .本发明常规黄钾铁矾与低污染黄钾铁矾联合沉铁工艺流程图。
具体实施方式
常规黄钾铁矾法：指沉矾工序加入锌焙砂，中和沉铁过程中不断放出的酸度，使其满足沉铁工艺ph值1.5的条件。
低污染黄钾铁矾：指控制沉矾前液的终酸，使其满足沉铁工艺ph值1.5的条件，从而实现沉矾不加料，杜绝了因沉矾加入焙砂造成铁矾渣污染严重，不溶锌高的工艺弊端。之所说是低污染黄钾铁矾工艺，是指该工艺是在传统低污染黄钾铁矾工艺基础上取缔了沉矾加入含锌物料，即通过对沉矾剂的改型，使沉矾剂在起沉矾作用的同时，将沉矾过程中产生的部分酸中和掉，从而保证沉矾过程中酸的平衡。
实施例1
按照10万吨电锌产能，即303t/d电锌测算，焙砂含铁为10%，一段上清含铁为16.22g/L.
A、将19.4t/h，含锌为55%锌焙砂加入由含酸为170g/L、58m3/h的废电解液与含酸为15g/L、112m3/h的沉矾后液配制的68 g/L的稀硫酸溶液中，并加入200kg/h的锰粉浸出后得到130m3/h、155g/L的中上清和40m3/h中性浸出底流，中性浸出底流中加入72m3/h、80-100g/LⅡ段酸浸滤液与30 m3/h、55-70 g/L的酸洗滤液进行Ⅰ段浸出，浓密分离后，得到30 m3/h底流和112m3/h、25-35g/L的Ⅰ段上清（返常规黄钾铁矾沉铁）。Ⅰ段底流中加入42m3/h、170g/L废液与0.77m3/h、98%浓硫酸进行Ⅱ段浸出，浓密分离后得到底流与72m3/h、80-100 g/L的Ⅱ段酸浸滤液，滤渣经洗涤后得到铅银渣,渣量为4.85 t/h.，铁总浸出率达到95%。
B、常规黄钾铁矾沉铁：在142 m3/h、酸度为25-35g/L、Fe为16.22g/L的Ⅰ段上清中加入碳铵227kg/h、4.85t/h锌焙砂进行常规黄钾铁矾沉铁，反应4h后进行浓密分离，得到铁矾渣与上清，上清进入低污染黄钾铁矾沉铁。含铁20%铁矾渣渣量为1.58t/h.
C、 低污染黄钾铁矾沉铁：在142 m3/h、pH为1.5、Fe为14g/L以下的常规黄钾铁矾上清中加入碳铵1227kg/h、807kg/h碳酸钙进行低污染黄钾铁矾沉铁，反应4h后进行浓密分离，得到纯净铁矾渣与上清，上清进入中性浸出，铁矾渣水洗后外排。含铁25%铁矾渣渣量为6.82t/h.
D、铁矾渣的酸洗：常规黄钾铁矾得到的铁矾渣加入30 m3/h、170g/L的废液中进行酸洗，浓密机浓密后，上清进入Ⅰ段浸出，铁矾渣水洗后外排。
实施例2
按照10万吨电锌产能，即303t/d电锌测算，焙砂含铁为12%，一段上清含铁为19.47g/L.
A、将19.4t/h，含锌为55%锌焙砂加入由含酸为170g/L、58m3/h的废电解液与含酸为15g/L、112m3/h的沉矾后液配制的68 g/L的稀硫酸溶液中，并加入200kg/h的锰粉浸出后得到130m3/h、155g/L的中上清和40m3/h中性浸出底流，中性浸出底流中加入72m3/h、80-100g/LⅡ段酸浸滤液与30 m3/h、55-70 g/L的酸洗滤液进行Ⅰ段浸出，浓密分离后，得到30 m3/h底流和112m3/h、25-35g/L的Ⅰ段上清（返常规黄钾铁矾沉铁）。Ⅰ段底流中加入42m3/h、170g/L废液与0.77m3/h、98%浓硫酸进行Ⅱ段浸出，浓密分离后得到底流与72m3/h、80-100 g/LⅡ段酸浸滤液，滤渣经洗涤后得到铅银渣,渣量为4.85 t/h.，铁总浸出率达到95%。
B、常规黄钾铁矾沉铁：在142 m3/h、酸度为25-35g/L、Fe为19.47g/L的Ⅰ段上清中加入碳铵559kg/h、4.85 t/h锌焙砂进行常规黄钾铁矾沉铁，反应4h后进行浓密分离，得到铁矾渣与上清，上清进入低污染黄钾铁矾沉铁。含铁20%铁矾渣渣量为3.88t/h.
C、 低污染黄钾铁矾沉铁：在142 m3/h、PH为1.5、Fe为14g/L以下的常规黄钾铁矾上清中加入碳铵1227kg/h、807kg/h碳酸钙进行低污染黄钾铁矾沉铁，反应4h后进行浓密分离，得到纯净铁矾渣与上清，上清进入中性浸出，铁矾渣水洗后外排。含铁25%铁矾渣渣量为6.82t/h.
D、铁矾渣的酸洗：常规黄钾铁矾得到的铁矾渣加入30 m3/h、170g/L的废液中进行酸洗，浓密机浓密后，上清进入Ⅰ段浸出，铁矾渣水洗后外排。
实施例3
按照10万吨电锌产能，即303t/d电锌测算，焙砂含铁为14%，一段上清含铁为22.71g/L.
A、将19.4t/h，含锌为55%锌焙砂加入由含酸为170g/L、58m3/h的废电解液与含酸为15g/L、112m3/h的沉矾后液配制的68 g/L的稀硫酸溶液中，并加入200kg/h的锰粉浸出后得到130m3/h、155g/L的中上清和40m3/h中性浸出底流，中性浸出底流中加入72m3/h、80-100g/LⅡ段酸浸滤液与30 m3/h、55-70 g/L的酸洗滤液进行Ⅰ段浸出，浓密分离后，得到30 m3/h底流和112m3/h、25-35g/L的Ⅰ段上清（返常规黄钾铁矾沉铁）。Ⅰ段底流中加入42m3/h、170g/L废液与0.77m3/h、98%浓硫酸进行Ⅱ段浸出，浓密分离后得到底流与72m3/h、80-100 g/LⅡ段酸浸滤液，滤渣经洗涤后得到铅银渣,渣量为4.85 t/h.，铁总浸出率达到95%。
B、常规黄钾铁矾沉铁：在142 m3/h、酸度为25-35g/L、Fe为22.71g/L的Ⅰ段上清中加入碳铵890kg/h、4.85 t/h锌焙砂进行常规黄钾铁矾沉铁，反应4h后进行浓密分离，得到铁矾渣与上清，上清进入低污染黄钾铁矾沉铁。含铁20%铁矾渣渣量为6.18t/h.
C、 低污染黄钾铁矾沉铁：在142 m3/h、PH为1.5、Fe为14g/L以下的常规黄钾铁矾上清中加入碳铵1227kg/h、807kg/h碳酸钙进行低污染黄钾铁矾沉铁，反应4h后进行浓密分离，得到纯净铁矾渣与上清，上清进入中性浸出，铁矾渣水洗后外排。含铁25%铁矾渣渣量为6.82t/h.
D、铁矾渣的酸洗：常规黄钾铁矾得到的铁矾渣加入30 m3/h、170g/L的废液中进行酸洗，浓密机浓密后，上清进入Ⅰ段浸出，铁矾渣水洗后外排。

Claims (1)

1.一种湿法炼锌浸出沉铁工艺，其特征在于：具体包括以下步骤，
按照10万吨电锌产能，即303t/d电锌测算，焙砂含铁为10-14%，一段上清含铁为16.22-22.71g/L.
A、将19.4t/h，含锌为55%锌焙砂加入到由含酸为170g/L、58m3/h的废电解液与含酸为15g/L、112m3/h的沉矾后液共同配制的浓度为68 g/L的稀硫酸中，并加入200kg/h的锰粉浸出后得到130m3/h、155g/L的中上清和40m3/h中性浸出底流，在得到的中性浸出底流中加入72m3/h、80-100 g/L的Ⅱ段酸浸滤液与30 m3/h、55-70 g/L的酸洗滤液进行Ⅰ段浸出，浓密分离后，得到30 m3/h底流和112m3/h、25-35g/L的Ⅰ段上清, Ⅰ段上清返常规黄钾铁矾沉铁，Ⅰ段底流中加入42m3/h、170g/L废液与0.77m3/h、98%浓硫酸进行Ⅱ段浸出，浓密分离后得到底流与所述的72m3/h、80-100 g/LⅡ段酸浸滤液，滤渣经洗涤后得到铅银渣,渣量为4.85 t/h.，铁总浸出率达到95%；
B、常规黄钾铁矾沉铁：在上述112-142 m3/h、酸度为25-35g/L、Fe为16.22-22.71g/L的Ⅰ段上清中加入碳铵227-890kg/h、4.85 t/h锌焙砂进行常规黄钾铁矾沉铁，反应4h后进行浓密分离，得到铁矾渣与上清，上清进入低污染黄钾铁矾沉铁，含铁20%铁矾渣渣量为1.58-6.18t/h；
C、 低污染黄钾铁矾沉铁：在步骤B得到的上清中加入碳铵1227kg/h、807kg/h碳酸钙进行低污染黄钾铁矾沉铁，反应4h后进行浓密分离，得到纯净铁矾渣与上清，上清进入步骤A的中性浸出，铁矾渣水洗后外排，含铁25%铁矾渣渣量为6.82t/h；
D、铁矾渣的酸洗：常规黄钾铁矾得到的铁矾渣加入30 m3/h、170g/L的废液中进行酸洗，浓密机浓密后，上清进入Ⅰ段浸出，铁矾渣水洗后外排。
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