CN108060303A - 湿法冶炼含铁溶液中除铁的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种湿法冶炼含铁溶液中除铁的方法。其中，该方法包括以下步骤：通过第一均化布料器将湿法冶炼含铁溶液加入到反应器中，控制反应器中三价铁的浓度低于1g/L，且控制反应器内溶液的pH＝2.5～4，温度为65～100℃，反应时间为1～3小时，反应后的溶液进行固液分离，以针铁矿的形式去除湿法冶炼含铁溶液中的铁。应用本发明的技术方案，通过均化布料器将湿法冶炼含铁溶液加入到反应器中，可直接将溶液中和三价铁转化为针铁矿沉淀，无需像现有技术那样加入大量还原剂和氧化剂进行三价铁‑二价铁‑三价铁的转化，无需晶种返回，节约了运行成本。

Description

湿法冶炼含铁溶液中除铁的方法
技术领域
本发明涉及金属冶炼技术领域，具体而言，涉及一种湿法冶炼含铁溶液中除铁的方法。
背景技术
湿法冶炼过程中铁通常为杂质元素，需要进行去除。当溶液中的铁是三价铁时，目前主要采用直接中和水解沉淀的方法，但此种方法主要产物为氢氧化铁，呈胶体状，很难进行固液分离，如果采用浓密机进行沉淀，底流浓度通常小于20％，底流矿浆会夹带走大量的水，还需进一步处理。或者如专利CN 102010994A和专利CN 103468951A所述，先加还原剂将三价铁还原成二价铁，再通氧气或双氧水作为氧化剂将二价铁缓慢氧化为三价铁再加中和剂沉淀的方式形成针铁矿，以此改变渣的沉降及过滤性能，但此种方法需消耗大量还原剂和氧化剂，同时生成还原渣。
发明内容
本发明旨在提供一种湿法冶炼含铁溶液中除铁的方法，以解决现有技术中需要消耗大量还原剂和氧化剂的技术问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种湿法冶炼含铁溶液中除铁的方法。该方法包括以下步骤：通过第一均化布料器将湿法冶炼含铁溶液加入到反应器中，控制反应器中三价铁的浓度低于1g/L，且控制反应器内溶液的pH＝2.5～4，温度为65～100℃，反应时间为1～3小时，反应后的溶液进行固液分离，以针铁矿的形式去除湿法冶炼含铁溶液中的铁。
进一步地，控制反应器内溶液的pH＝2.5～4是通过第二均化布料器向反应器加入中和剂实现的。
进一步地，中和剂为选自石灰石、石灰、氧化镁、氧化锌和氢氧化钠组成的组中的一种或多种。
进一步地，第一均化布料器为均匀分散装置。
进一步地，反应器为带搅拌功能的反应器。
进一步地，当湿法冶炼含铁溶液中含有二价铁时，向反应器中加入氧化剂将其氧化成三价铁；当湿法冶炼含铁溶液中不含二价铁时，则不需要向反应器中加入氧化剂。
进一步地，氧化剂为空气或氧气。
进一步地，反应器为多个，且多个反应器之间为自流连接。
应用本发明的技术方案，通过均化布料器将湿法冶炼含铁溶液加入到反应器中，可直接将溶液中和三价铁转化为针铁矿沉淀，无需像现有技术那样加入大量还原剂和氧化剂进行三价铁-二价铁-三价铁的转化，无需晶种返回，节约了运行成本，此种方法沉淀容易固液分离，浓密机底流浓度可达到35％以上，减少了底流矿浆中有价金属的夹带，提高了除铁外有价金属的回收率。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明一典型的实施方式的湿法冶炼含铁溶液中除铁的装置结构及工艺流程示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
针铁矿法除铁的原理在pH 2.5-4之间，温度65～100℃，溶液中三价铁的浓度低于1g/L，如何控制溶液中三价铁的浓度是关键，现有技术中先还原再缓慢氧化的工艺主要目的是控制溶液中的铁的含量在低水平，本发明的主要过程是取消还原再氧化的过程，以减少试剂消耗，节约投资，同样达到生成针铁矿目的，改善固体的沉降过滤性能。
根据本发明一种典型的实施方式，提供一种湿法冶炼含铁溶液中除铁的方法。该方法包括以下步骤：通过第一均化布料器将湿法冶炼含铁溶液加入到反应器中，控制反应器中三价铁的浓度低于1g/L，且控制反应器内溶液的pH＝2.5～4，温度为65～100℃，反应时间为1～3小时，反应后的溶液进行固液分离，以针铁矿的形式去除湿法冶炼含铁溶液中的铁。
反应式如下：
Fe3++2H2O＝FeOOH+2H+
应用本发明的技术方案，通过均化布料器将湿法冶炼含铁溶液加入到反应器中，可直接将溶液中和三价铁转化为针铁矿沉淀，无需像现有技术那样加入大量还原剂和氧化剂进行三价铁-二价铁-三价铁的转化，无需晶种返回，节约了运行成本，此种方法沉淀容易固液分离，浓密机底流浓度可达到35％以上，减少了底流矿浆中有价金属的夹带，提高了除铁外有价金属的回收率。
优选的，控制反应器内溶液的pH＝2.5～4是通过第二均化布料器向反应器加入中和剂实现的，因为均化布料器可以使中和剂均匀缓慢的加入反应器，提高了反应器中反应体系的稳定性，有利于生产的顺利进行。优选的，反应器为多个，且多个反应器之间为自流连接，可以控制反应时间为1～3小时。
根据本发明一种典型的实施方式，中和剂为选自石灰石、石灰、氧化镁、氧化锌和氢氧化钠组成的组中的一种或多种。在实际操作过程中，除氢氧化钠外通常是以浆体的形式加入，氢氧化钠是可溶解的，通常是配成一定的浓度的溶液加入。
优选的，第一均化布料器为均匀分散装置。这样可以使湿法冶炼含铁溶液均匀缓慢的加入反应器，有利于控制反应器中任何处溶液三价铁的浓度低于1g/L，不会因为加入太集中而出现不均匀的情况。更优选的，反应器为带搅拌功能的反应器，有利用保持反应器内溶液的均匀性。
根据本发明一种典型的实施方式，当湿法冶炼含铁溶液中含有二价铁时，向反应器中通入氧化剂将其氧化成三价铁；当湿法冶炼含铁溶液中不含二价铁时，则不需要向反应器中通入氧化剂。因为当湿法冶炼含铁溶液中有部分二价铁时，通入氧化剂，如空气/氧气等，将湿法冶炼含铁溶液中的二价铁氧化成三价铁，同时去除，这样铁的去除率可达到90～98％。
根据本发明一种典型的实施方式，提供一种湿法冶炼含铁溶液中除铁的装置。该装置包括：用于将湿法冶炼含铁溶液加入到反应器中的第一均化布料器，用于湿法冶炼含铁溶液中的铁反应生成针铁矿的反应器，以及用于将反应器中生成的针铁矿通过固液分离去除的浓密机。
应用本发明的技术方案，通过均化布料器将湿法冶炼含铁溶液加入到反应器中，可直接将溶液中和三价铁转化为针铁矿沉淀，无需像现有技术那样加入大量还原剂和氧化剂进行三价铁-二价铁-三价铁的转化，无需晶种返回，节约了运行成本，此种方法沉淀容易固液分离，浓密机底流浓度可达到35％以上，减少了底流矿浆中有价金属的夹带，提高了除铁外有价金属的回收率。
优选的，还包括第二均化布料器，用于将中和剂加入到反应器，因为均化布料器可以使中和剂均匀缓慢的加入反应器，提高了反应器中反应体系的稳定性，有利于生产的顺利进行。优选的，反应器为多个，且多个反应器之间为自流连接，可以控制反应时间为1～3小时。
优选的，第一均化布料器为均匀分散装置。这样可以使湿法冶炼含铁溶液均匀缓慢的加入反应器，有利于控制反应器中任何处溶液三价铁的浓度低于1g/L，不会因为加入太集中而出现不均匀的情况。更优选的，反应器为带搅拌功能的反应器，有利用保持反应器内溶液的均匀性。
根据本发明一种典型的实施方式，如图1所示，将65～100℃的含三价铁的溶液2通过第一均化布料器11加入带搅拌的一组反应器，通常2个以上，在本实施方式中为第一反应器10和第二反应器20中，第一反应器10和第二反应器20之间为自流连接，在第一反应器10中同时通过第二均化布料器12加入石灰石/石灰/氧化镁/氧化锌/氢氧化钠等中和剂1，将反应器的pH维持在2.5～4之间，反应时间1.～3小时。当含三价铁的溶液2中无二价铁时，过程中无需加入氧化剂，当含三价铁的溶液2中有部分二价铁时，也可通入氧化剂，如空气/氧气等，将二价铁氧化成三价铁同时去除，铁的去除率可达到90～98％。反应后的矿浆直接进浓密机30进行固液分离，其中浓密机底流4为含铁渣，常规高效浓密机底流浓度35％以上，溢流3为除铁后溶液，分别去相应的工序处理。
下面将结合实施例进一步说明本发明的有益效果。
实施例1
采用如图1所示的装置，某黄金加压预氧化项目加压氧化后含铁溶液中三价铁15g/L，控制反应器中三价铁的浓度低于1g/L，且控制反应器内溶液的pH＝3～4，温度70℃，硫酸10g/L，采用4台针铁矿除铁槽(反应器)，反应时间2小时，除铁后溶液中三价铁的浓度约0.07g/L，除铁率约99％，浓密机底流浓度40％。
实施例2
采用如图1所示的装置，某项目含铜溶液三价铁11g/L，控制反应器中三价铁的浓度低于1g/L，且控制反应器内溶液的pH＝3～4，温度80℃，硫酸5g/L，采用3台针铁矿除铁槽(反应器)，反应时间1.5小时，除铁后溶液中三价铁的浓度约0.05g/L，除铁率约99％，浓密机底流浓度36％。
实施例3
采用如图1所示的装置，试验室中对某含铁溶液6g/L，控制反应器中三价铁的浓度低于1g/L，且控制反应器内溶液的pH＝3～4，温度65℃，硫酸2g/L，采用针铁矿除铁槽(反应器)，反应时间2.5小时，除铁后溶液中三价铁的浓度约0.3g/L，除铁率约95％，固液分离浓密机底流浓度35％。
实施例4
采用如图1所示的装置，试验室中对某含铁溶液12g/L，控制反应器中三价铁的浓度低于1g/L，且控制反应器内溶液的pH＝2.5～4，温度100℃，硫酸2g/L，采用针铁矿除铁槽(反应器)，反应时间1小时，除铁后溶液中三价铁的浓度约0.02g/L，除铁率约99％，固液分离浓密机底流浓度45％。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：通过均化布料器将湿法冶炼含铁溶液加入到反应器中，可直接将溶液中和三价铁转化为针铁矿沉淀，无需像现有技术那样加入大量还原剂和氧化剂进行三氧化铁-二氧化铁-三氧化铁的转化，无需晶种返回，节约了运行成本，此种方法沉淀容易固液分离，浓密机底流浓度可达到35％以上，减少了底流矿浆中有价金属的夹带，提高了除铁外有价金属的回收率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种湿法冶炼含铁溶液中除铁的方法，其特征在于，包括以下步骤：通过第一均化布料器将湿法冶炼含铁溶液加入到反应器中，控制所述反应器中三价铁的浓度低于1g/L，且控制所述反应器内溶液的pH＝2.5～4，温度为65～100℃，反应时间为1～3小时，反应后的溶液进行固液分离，以针铁矿的形式去除所述湿法冶炼含铁溶液中的铁。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述反应器内溶液的pH＝2.5～4是通过第二均化布料器向所述反应器加入中和剂实现的。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述中和剂为选自石灰石、石灰、氧化镁、氧化锌和氢氧化钠组成的组中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一均化布料器为均匀分散装置。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应器为带搅拌功能的反应器。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述湿法冶炼含铁溶液中含有二价铁时，向所述反应器中加入氧化剂将其氧化成三价铁；当所述湿法冶炼含铁溶液中不含二价铁时，则不需要向所述反应器中加入氧化剂。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述氧化剂为空气或氧气。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应器为多个，且多个所述反应器之间为自流连接。
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