CN110184482A - 一种含锗次氧化锌粉浸出工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含锗次氧化锌粉浸出工艺，该方法将含锗次氧化锌粉加入水或洗水调浆，通过湿式球磨进行机械活化，得到细磨矿浆；将细磨矿浆与硫酸溶液混合，加入氧化剂进行低酸浸出，产出酸浸液、酸浸底流；在酸浸液中加入细磨矿浆，进行中和，产出锌锗浸出液、中和底流；将中和底流、酸浸底流与湿法炼锌电解废液进行高酸浸出，产出高酸浸出液、高酸底流；将高酸浸出液返回用于低酸浸出，将高酸底流进行压滤，压滤渣经洗涤、压滤，产出含锌锗洗水和铅渣；本发明方法锌、锗浸出率高，有利后序溶液中锌锗铁的分离回收。
Description
技术领域
本发明涉及一种含锗次氧化锌粉浸出工艺，特别是涉及一种提高含锗次氧化锌粉中锌、锗浸出率的方法，属于湿法冶金技术领域。
背景技术
湿法炼锌工艺的锌浸渣是当前提取锗的重要资源之一，含锗锌浸渣回收锗的方法主要为火法还原挥发法和湿法高温高酸浸出。云南驰宏锌锗股份有限公司采用常规锌冶炼工艺与烟化炉挥发含锗氧化锌工艺；日本饭岛冶炼厂采用液态二氧化硫还原酸浸法浸出该渣中的镓锗，北京矿冶研究总院（从浸锌渣中高压浸出镓锗的研究，有色金属（冶炼部分），2012年8期）开展了二氧化硫高压还原浸出的研究工作，云南华联锌铟股份有限公司为有效回收锌浸出渣中有价金属，建设了二氧化硫高压还原浸出锌浸渣的的冶炼工艺。除此之外还包括含锗锌精矿的直接氧压浸出，如广东韶关丹霞冶炼厂采用硫化锌精矿直接两端高温酸浸工艺（从丹霞冶炼厂锌浸出渣中综合回收镓和锗，有色金属，2009年第4期）。
目前我国的锌冶炼工艺以传统的常规工艺为主，因此锗的提取原料主要是从含锗氧化锌烟尘。含锗氧化锌烟尘是采用火法烟化挥发法处理湿法炼锌、火法炼铅渣后产出的主要含有锌、铅、锗、银等有价金属的一种中间原料，目前普遍采用的处理方法是先进行两段酸浸，浸出终渣（铅银渣）送火法回收铅和银，浸出液进行丹宁沉锗，产出锗渣经过灼烧得到锗精矿，沉锗后液进行中和除铁之后送净化和电解提取锌。但长期的生产实践表明，常规的锌冶炼过程中，锗回收的流程长，且含锗氧化锌中锌、锗的回收率较低，锌仅在85%左右；锗不到60%。因此，如何提高锌、锗的浸出率，降低浸出终渣（铅银渣）中锌、锗的含量，是制约锌、锗回收率的关键环节。
为提高锌、锗的浸出率，氧压浸出是一种行之有效的方法，中国专利申请号为201711216573.8的专利公开了“一种从氧化锌烟尘中回收锗的方法 ”，提供了Ⅰ段常压低温低酸浸出、Ⅱ段高温氧压浸出的两段逆流浸出工艺，同时采用亚硫酸钠对浸出液进行还原；中国专利申请号为201810417628.X的专利公开了“一种氧化锌烟尘高效提取锌锗的方法”，提供了Ⅰ段常压低温低酸浸出、Ⅱ段氧压低温高酸浸出的两段逆流浸出工艺，相比而言降低了Ⅱ段氧压浸出的温度。氧压浸出可大幅提高锌、锗浸出率，但相比常压浸出工艺，所需设备要求高，且浸出液中三价铁浓度不易控制，高浓度三价铁对后序从浸出液回收锗的影响较大，需增加专门还原工艺以确保浸出液中的铁为二价铁。
发明内容
本发明的目的是提供一种含锗次氧化锌粉浸出工艺，针对传统两段逆流浸出工艺流程浸出率低问题，通过优化和调整工艺流程配置，分步实现锌锗的高效浸出、铁离子的还原、浸出液pH的控制，解决冶炼过程中锌、锗的高效浸出和浸出液中三价铁的控制等问题，工艺流程简单、能耗低、清洁环保，有利于资源综合回收利用。
实现本发明目的的工艺步骤如下：
①将含锗次氧化锌粉加入水或含锌锗洗水调浆，通过湿式球磨进行机械活化，得到细磨矿浆；
所述含锗次氧化锌粉为常规湿法炼锌渣采用回转窑或烟化炉处理所得的次氧化锌粉，其中除含锌和铁之外，含锗0.05~0.20 wt%、含硫2~8wt%；
所述含锗次氧化锌粉:水或含锌锗洗水=1kg : 1~2L，细磨矿浆中固体粒度小于200目；
②将细磨矿浆与硫酸溶液混合，加入氧化剂进行低酸浸出，固液分离，产出酸浸液、酸浸底流；
所述低酸浸出中反应温度为80~90℃，反应时间1.5~2.5h；细磨矿浆中固体:硫酸溶液=1kg:5~7L，硫酸溶液在初次生产时为湿法炼锌电解废液，之后采用湿法炼锌电解废液和步骤④产出的高酸浸出液，其中湿法炼锌电解废液:步骤④产出的高酸浸出液的体积比=1:0.8~1.2；氧化剂为工业氧或双氧水；
其中湿法炼锌电解废液为常规湿法炼锌电解工艺产出的含硫酸150~180g/L的硫酸锌水溶液；
③在酸浸液中加入少量细磨矿浆进行中和，固液分离，产出锌锗浸出液（送后序的沉锗工段）、中和底流；
所述反应温度为70~80℃，反应1.0~2.0h，细磨矿浆中固体:酸浸液=1kg:10~12L；
④将中和底流、酸浸底流与湿法炼锌电解废液进行高酸浸出，固液分离，产出高酸浸出液、高酸底流；
所述湿法炼锌电解废液为常规湿法炼锌电解工艺产出的含硫酸150~180g/L的硫酸锌水溶液；
所述反应温度为80~90℃，反应2~3h，中和底流中固体:酸浸底流中固体:湿法炼锌电解废液=1kg: (1.2~1.5)kg: 8~12L；
⑤将高酸浸出液返回用于低酸浸出，将高酸底流进行压滤，压滤渣经洗涤、压滤，产出含锌锗洗水和铅渣，含锌锗洗水返回用于机械活化细磨调浆；
所述洗涤中压滤渣:水=1kg: 2~4L。
本发明的有益效果：
本发明通过两级三段浸出，将次氧化锌粉分为浸出原料、中和原料两类，将两类渣（底流）进行同步酸性浸出，首段先进行次氧化锌粉的酸性浸出、然后再分别对酸浸液和酸浸底流进行中和、高酸浸出，逐步实现锌锗的高效浸出、铁离子的价态控制、浸出液pH的控制；相比现有工艺，锌、锗浸出率高，所得浸出液后序锌、锗、铁的易于分离，工艺及设备简单，操作简单，易于过程控制。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
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，但本发明保护范围不局限于所述内容。
实施例1：
如图1所示，某厂提供的含锗次氧化锌粉主要成分如下：Zn: 47.23wt%、Fe: 4.22 wt%、S: 6.36 wt%、Pb12.16 wt%、Ge: 783g/t，湿法炼锌电解废液主要成分如下：H2SO4: 162g/L、Zn: 47g/L；
①将15kg含锗次氧化锌粉与24L水混合调浆，通过湿式球磨进行机械活化，得到固体粒度小于200目的细磨矿浆；②将含10kg固体的细磨矿浆与60L湿法炼锌电解废液混合，通入氧气体积浓度80%的气体，控制反应温度90℃，反应1.5h，进行低酸浸出，固液分离产出酸浸液以及酸浸底流；③在步骤②产出的酸浸液中加入步骤①的细磨矿浆（细磨矿浆中固体含量4.5kg，细磨矿浆中固体:酸浸液=1kg:11L），控制反应温度80℃，反应1.0h，进行中和，固液分离产出锌、锗浸出液以及中和底流；④将步骤③产出的中和底流、步骤②产出的酸浸底流、湿法炼锌电解废液混合（中和底流中固体:酸浸底流中固体:湿法炼锌电解废液=1kg:1.5kg:12L），控制反应温度90℃，反应2.5h，进行高酸浸出，固液分离产出高酸浸出液以及高酸底流；⑤将步骤④产出的高酸底流进行压滤，得到压滤渣，将压滤渣与水按照1kg:2.7L的比例混合，进行水洗、压滤，产出含锌锗洗水、铅渣；所得锌浸出率89.3%，锗浸出率85.1%。
实施例2：
某厂提供的含锗次氧化锌粉主要成分如下：Zn: 52.68wt%、Fe: 3.67wt%、S: 2.34wt%、Pb12.89 wt%、Ge: 1987g/t，湿法炼锌电解废液主要成分如下：H2SO4: 151g/L、Zn:43g/L；
①15kg含锗次氧化锌粉用15L实施例1的含锌锗洗水调浆，通过湿式球磨进行机械活化，得到固体粒度小于200目的细磨矿浆；②将含10kg固体的细磨矿浆与32L湿法炼锌电解废液、38L高酸浸出液（实施例1步骤④）混合，通入体积浓度30%的双氧水，控制反应温度80℃，反应2.5h，进行低酸浸出，固液分离产出酸浸液以及酸浸底流；③在步骤②产出的酸浸液中加入步骤①产出的细磨矿浆（细磨矿浆中固含量4.9kg，细磨矿浆中固体:酸浸液=1kg:12L），控制反应温度70℃，反应2.0h，进行中和，固液分离产出锌锗浸出液以及中和底流；④将步骤③产出的中和底流、步骤②产出的酸浸底流、湿法炼锌电解废液混合（中和底流中固体:酸浸底流中固体:湿法炼锌电解废液=1kg:1.4kg:10L），控制反应温度85℃，反应2h，进行高酸浸出，固液分离产出高酸浸出液以及高酸底流；⑤将步骤④产出的高酸底流进行压滤，得到压滤渣，将压滤渣与水按照1kg:2L的比例混合，进行水洗、压滤，产出含锌锗洗水、铅渣；所得锌浸出率91.2%，锗浸出率88.6%。
实施例3：
某厂提供的含锗次氧化锌粉主要成分如下：Zn: 46.91wt%、Fe: 5.12 wt%、S:7.63wt%、Pb12.36 wt%、Ge: 521g/t，湿法炼锌电解废液主要成分如下：H2SO4: 180g/L、Zn:51g/L；
①15kg含锗次氧化锌粉用27L实施例2的含锌锗洗水调浆，通过湿式球磨进行机械活化，得到固体粒度小于200目的细磨矿浆；②将含10kg固体的细磨矿浆与28L湿法炼锌电解废液、23L高酸浸出液（实施例2步骤④）混合，通入氧气体积浓度99.9%的氧气，控制反应温度85℃，反应2h，进行低酸浸出，固液分离产出酸浸液以及酸浸底流；③在步骤②产出的酸浸液中加入步骤①产出的细磨矿浆（细磨矿浆中固含量4.2kg，细磨矿浆中固体:酸浸液=1kg:10L），控制反应温度75℃，反应1.5h，进行中和，固液分离产出锌锗浸出液以及中和底流；④将步骤③产出的中和底流、步骤②产出的酸浸底流、湿法炼锌电解废液混合（中和底流中固体:酸浸底流中固体:湿法炼锌电解废液=1kg:1.2kg:8L），控制反应温度80℃，反应3h，进行高酸浸出，固液分离产出高酸浸出液以及高酸底流；⑤将步骤④产出的高酸底流进行压滤，得到压滤渣，将压滤渣与水按照1kg:4L的比例混合，进行水洗、压滤滤，产出含锌锗洗水、铅渣；所得锌浸出率90.5%，锗浸出率86.2%。
Claims (7)
1.一种含锗次氧化锌粉浸出工艺，其特征包括以下步骤：
①将含锗次氧化锌粉加入水或含锌锗洗水调浆，通过湿式球磨进行机械活化，得到细磨矿浆；
②将细磨矿浆与硫酸溶液混合，加入氧化剂进行低酸浸出，固液分离，产出酸浸液、酸浸底流；
③在酸浸液中加入细磨矿浆进行中和，固液分离，产出锌锗浸出液、中和底流，其中锌锗浸出液送后序的沉锗工段；
④将中和底流、酸浸底流与湿法炼锌电解废液进行高酸浸出，固液分离产出高酸浸出液、高酸底流；
⑤将高酸浸出液返回用于低酸浸出，将高酸底流进行压滤，压滤渣经洗涤、压滤，产出含锌锗洗水和铅渣，含锌锗洗水返回用于机械活化细磨调浆。
2.根据权利要求1所述的含锗次氧化锌粉浸出工艺，其特征在于：含锗次氧化锌粉为湿法炼锌渣采用回转窑或烟化炉处理所得的次氧化锌粉，其中除含锌和铁之外，含锗0.05~0.20 wt%、含硫2~8wt%。
3.根据权利要求1所述的含锗次氧化锌粉浸出工艺，其特征在于：步骤①中含锗次氧化锌粉:水或含锌锗洗水=1kg :1~2L，细磨矿浆中固体粒度小于200目。
4.根据权利要求1所述的含锗次氧化锌粉浸出工艺，其特征在于：步骤②中低酸浸出是在80~90℃下反应1.5~2.5h；细磨矿浆中固体:硫酸溶液=1kg:5~7L，硫酸溶液在初次生产时为湿法炼锌电解废液，之后采用湿法炼锌电解废液和步骤④产出的高酸浸出液，其中湿法炼锌电解废液:步骤④产出的高酸浸出液的体积比=1:0.8~1.2；氧化剂为工业氧或双氧水。
5.根据权利要求1所述的含锗次氧化锌粉浸出工艺，其特征在于：步骤③的反应温度为70~80℃，反应1.0~2.0h，细磨矿浆中固体:酸浸液=1kg:10~12L。
6.根据权利要求1或4所述的含锗次氧化锌粉浸出工艺，其特征在于：湿法炼锌电解废液为湿法炼锌电解工艺产出的含硫酸150~180g/L的硫酸锌水溶液。
7.根据权利要求1所述的含锗次氧化锌粉浸出工艺，其特征在于：步骤的反应温度为80~90℃，反应2~3h，中和底流中固体:酸浸底流中固体:湿法炼锌电解废液=1kg: (1.2~1.5)kg: 8~12L。
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