CN108085489B - 一种湿法炼锌溶液结晶析出硫酸亚铁的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种湿法炼锌溶液结晶析出硫酸亚铁的方法，属于湿法冶金技术领域，具体步骤如下：将含Fe2+浓度为20~40g/L的湿法炼锌溶液加入高压釜A中，同时通入氮气排空高压釜A内空气，然后将湿法炼锌溶液加热至150~200℃，溶液中结晶析出无水硫酸亚铁晶体，设置高压釜B的温度低于高压釜A的温度10~15℃，利用两高压釜之间的温度差引起的压力差使高压釜A内的含有无水硫酸亚铁晶体的混合浆料自流至高压釜B内，通过高压釜B内的过滤装置实现液固分离，得到无水硫酸亚铁晶体和Fe2+浓度较低的湿法炼锌溶液，本发明大幅度降低了湿法炼锌溶液中Fe2+浓度，可为后续锌铁的进一步分离创造有利条件，同时实现湿法炼锌工艺中铁的资源化和沉铁渣的减量化。

Description

一种湿法炼锌溶液结晶析出硫酸亚铁的方法
技术领域
本发明涉及一种湿法炼锌溶液结晶析出硫酸亚铁的方法，特别涉及一种湿法炼锌溶液高温结晶析出硫酸亚铁的方法，属于湿法冶金技术领域。
背景技术
铁闪锌矿在成矿过程中，铁、铟以类质同象取代闪锌矿中的锌原子，采用机械磨矿和选矿的方法难以使锌、铁、铟分离，导致选矿产出的锌精矿含铁较高，并伴生有较高含量的铟、铜等金属。在冶炼过程中，由于锌精矿中的铁与锌镶嵌共存，在焙烧的条件下，不可避免的产生大量铁酸锌。常规浸出流程，铁酸锌在中性浸出过程不被破坏，与未被溶解的氧化锌，以及几乎全部的铁、铟、铜留在中性浸出渣中。
为了破坏铁酸锌以便回收锌和铟，通常需采用回转窑挥发法或热酸浸出技术进行处理。回转窑挥发法能有效破坏铁酸锌，产出氧化锌和氧化铟返回炼锌流程回收锌铟。然而，回转窑挥发法能耗高，锌铟回收率低，大量铜进入窑渣，难以回收，且挥发过程产出低浓度二氧化硫烟气难以治理。热酸浸出是破坏铁酸锌的一种有效方法，锌、铁、铟一同进入溶液中，并且铁大部分以Fe3+形式存在，导致铁分离回收困难。目前，从这种溶液中分离铁的方法主要为黄钾铁矾法、针铁矿法和赤铁矿法。采用黄钾铁矾法分离铁时，铟和铁一同进入黄钾铁矾渣，然后采用挥发法从铁矾渣中回收铟。针铁矿法需先将溶液中的Fe3+还原为Fe2+，用中和水解法回收铟，得到富铟渣。沉铟后液继续中和至pH为2.5～4.2，在85～90℃条件下采用空气氧化除铁，得到针铁矿渣。然而，上述两种热酸浸出除铁方法铁渣含铁低，渣量大，得到的铁渣无法利用。赤铁矿法可有效的提高了锌、铟的回收率，并综合利用了矿物中的铁，但由于赤铁矿工艺的特殊性，目前仅日本秋田饭岛冶炼厂成功应用于工业生产。
因此，如何实现湿法炼锌过程中锌铁高效分离和铁资源化利用的问题已成为湿法炼锌的急需解决的技术难题。
发明内容
本发明针对湿法炼锌过程中铁的分离问题，提供一种湿法炼锌溶液结晶析出硫酸亚铁的方法，本发明方法大幅度降低了湿法炼锌溶液中Fe2+的浓度，为后续锌铁的进一步分离创造有利条件，以实现湿法炼锌工艺中铁的资源化和沉铁渣的减量化。
本发明的具体步骤如下：将含Fe2+浓度为20~40g/L的湿法炼锌溶液加入高压釜A中，同时通入氮气排空高压釜A内空气，然后将湿法炼锌溶液加热至150~200℃，溶液中结晶析出无水硫酸亚铁晶体，设置高压釜B的温度低于高压釜A的温度10~15℃，利用两高压釜之间的温度差引起的压力差使高压釜A内的含有无水硫酸亚铁晶体的混合浆料自流至高压釜B内，通过高压釜B内的过滤装置实现液固分离，经过滤分离得到无水硫酸亚铁晶体和Fe2+浓度较低的湿法炼锌溶液。
所述湿法炼锌溶液为湿法炼锌工艺中焙烧矿或次氧化锌粉经中浸或弱酸浸出后再进行高温酸浸后的热酸浸出液或再进行高温还原的还原浸出液。
所述铁浓度较低的湿法炼锌溶液，与进入高压釜A的湿法炼锌溶液相比Fe2+浓度降低了10~30 g/L。
本发明的有益效果：
（1）本发明实现了锌铁有效分离，本发明利用硫酸亚铁和硫酸锌在高温条件下溶解度大幅降低且二者溶解度不同，通过在高温条件下结晶析出硫酸亚铁，大幅降低了湿法炼锌溶液中Fe2+的浓度，同时为后续的沉铁方法进一步锌铁分离创造有利条件， 且可大幅降低沉铁渣的量，实现沉铁渣的减量化，有利于湿法炼锌清洁生产。
（2）本发明回收了硫酸亚铁，通过高温条件下结晶析出硫酸亚铁，且分离出的硫酸亚铁经处理后可作为工业应用，尤其作为湿法炼锌的中浸除杂原料，提高了资源利用率。
（3）本发明工艺流程简单，操作方便。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围不局限于所述内容。
实施例1：从湿法炼锌溶液结晶析出硫酸亚铁的方法，具体操作如下：
将含Fe2+浓度为20g/L的湿法炼锌溶液，加入至带有搅拌装置的高压釜A中，其中该湿法炼锌溶液为湿法炼锌工艺中焙烧矿经中浸后再进行高温酸浸后的热酸浸出液，同时通入氮气排空高压釜A内空气，然后将高压釜A内的湿法炼锌溶液加热到200℃，结晶析出无水硫酸亚铁晶体，控制高压釜B的温度低于高压釜A的温度10℃，利用温度差引起的压力差将高压釜A内含有硫酸亚铁晶体的浆料自流至带有过滤装置的高压釜B内，通过高压釜B内的过滤装置实现液固分离，得到无水硫酸亚铁晶体和Fe2+浓度较低的湿法炼锌溶液。
本实施例将湿法炼锌溶液中Fe2+浓度降低至4.5g/L。
实施例2：从湿法炼锌溶液结晶析出硫酸亚铁的方法，具体操作如下：
将含Fe2+浓度为30g/L的湿法炼锌溶液加入至带有搅拌装置的高压釜A中，其中该湿法炼锌溶液为湿法炼锌工艺中次氧化锌粉经弱酸浸出后再进行高温还原的还原浸出液，同时通入氮气排空高压釜A内空气，然后将高压釜A内的湿法炼锌溶液加热到180℃，结晶析出无水硫酸亚铁晶体，控制高压釜B的温度低于高压釜A的温度12℃，利用温度差引起的压力差将高压釜A内含有硫酸亚铁晶体的浆料自流至带有过滤装置的高压釜B内，通过高压釜B内的过滤装置实现液固分离，得到无水硫酸亚铁晶体和Fe2+浓度较低的湿法炼锌溶液。
本实施例将湿法炼锌溶液中Fe2+浓度降低至7.6g/L。
实施例3：从湿法炼锌溶液结晶析出硫酸亚铁的方法，具体操作如下：
将含Fe2+浓度为40g/L的湿法炼锌溶液加入至带有搅拌装置的高压釜A中，其中该湿法炼锌溶液为湿法炼锌工艺中次氧化锌粉经中浸后再进行高温酸浸后的热酸浸出液，同时通入氮气排空高压釜A内空气，通入氮气排空高压釜A内空气，然后将高压釜A内的湿法炼锌溶液加热到150℃，结晶析出无水硫酸亚铁晶体，控制高压釜B的温度低于高压釜A的温度15℃，利用温度差引起的压力差将高压釜A内含有硫酸亚铁晶体的浆料自流至带有过滤装置的高压釜B内，通过高压釜B内的过滤装置实现液固分离，得到无水硫酸亚铁晶体和Fe2+浓度较低的湿法炼锌溶液。
本实施例可将湿法炼锌溶液中Fe2+浓度降低至15.2g/L。
实施例4：从湿法炼锌溶液结晶析出硫酸亚铁的方法，具体操作如下：
将含Fe2+浓度为35g/L的湿法炼锌溶液加入至带有搅拌装置的高压釜A中，其中该湿法炼锌溶液为湿法炼锌工艺中焙烧矿经弱酸浸出后再进行高温还原的还原浸出液，次氧化锌粉经中浸后再进行高温酸浸后的热酸浸出液，同时通入氮气排空高压釜A内空气，通入氮气排空高压釜A内空气，然后将高压釜A内的湿法炼锌溶液加热到170℃，结晶析出无水硫酸亚铁晶体，控制高压釜B的温度低于高压釜A的温度13℃，利用温度差引起的压力差将高压釜A内含有硫酸亚铁晶体的浆料自流至带有过滤装置的高压釜B内，通过高压釜B内的过滤装置实现液固分离，得到无水硫酸亚铁晶体和Fe2+浓度较低的湿法炼锌溶液。
本实施例可将湿法炼锌溶液中Fe2+浓度降低至13.6g/L。
本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (2)

1.一种湿法炼锌溶液结晶析出硫酸亚铁的方法，其特征在于，具体步骤如下：将含Fe2+浓度为20~40g/L的湿法炼锌溶液加入高压釜A中，同时通入氮气排空高压釜A内空气，然后将湿法炼锌溶液加热至150~200℃，溶液中结晶析出无水硫酸亚铁晶体，设置高压釜B的温度低于高压釜A的温度10~15℃，利用两高压釜之间的温度差引起的压力差使高压釜A内的含有无水硫酸亚铁晶体的混合浆料自流至高压釜B内，通过高压釜B内的过滤装置实现液固分离，得到无水硫酸亚铁晶体和Fe2+浓度较低的湿法炼锌溶液。
2.根据权利要求1所述的湿法炼锌溶液结晶析出硫酸亚铁的方法，其特征在于：所述湿法炼锌溶液为湿法炼锌工艺中焙烧矿或次氧化锌粉经中浸或弱酸浸出后再进行高温酸浸后的热酸浸出液或再进行高温还原的还原浸出液。
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