CN114438340A - 一种湿法炼锌浸出工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种湿法炼锌浸出工艺，包括：将锌焙砂进行中性浸出，得到中浸液和中浸渣；将所述中浸渣加入到第一酸性溶液中进行酸浸出，得到低浸液和低浸渣；将所述低浸渣、硫化锌与第二酸性溶液混合，在第一预定反应条件下反应，得到还原后液和还原浸出渣；将所述还原浸出渣与第三酸性溶液混合，在氧气氛围中第二预定反应条件下反应，得到氧化浸出液和铅银硫渣。通过将强化浸出和加压还原合并为一道工序，利用加压强化冶金，在中酸条件下实现有价金属最大限度浸出率，通过加压氧化工序，实现物料中有价金属浸出率最大化，从而提高整个锌冶炼系统金属回收率，降低浸出渣产量。
Description
技术领域
本发明涉及湿法炼锌技术领域，尤其涉及的是一种湿法炼锌浸出工艺。
背景技术
在有色冶炼湿法炼锌过程中，浸出、净化，电解是三个主要过程。浸出，指的是让不溶于水的含锌物料与酸反应，使锌尽可能溶解进入溶液。
目前，湿法炼锌浸出工艺有焙矿常规浸出工艺，焙矿强化浸出工艺、硫化锌精矿加压浸出工艺，焙矿常规浸出工艺和焙矿强化浸出工艺产生的锌冶炼渣存在渣含锌高，回收率低，副金属铜回收率低，产出浸出渣量大，火法处理成本高等问题。
因此，现有技术存在缺陷，有待改进与发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种湿法炼锌浸出工艺，旨在解决现有技术中湿法炼锌浸出工艺锌回收率低，产出浸出渣量大的问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种湿法炼锌浸出工艺，其中，包括：
将锌焙砂进行中性浸出，得到中浸液和中浸渣；
将所述中浸渣加入到第一酸性溶液中进行酸浸出，得到低浸液和低浸渣；
将所述低浸渣、硫化锌与第二酸性溶液混合，在第一预定反应条件下反应，得到还原后液和还原浸出渣；
将所述还原浸出渣与第三酸性溶液混合，在氧气氛围中第二预定反应条件下反应，得到氧化浸出液和铅银硫渣。
可选地，所述的湿法炼锌浸出工艺，其中，还包括：
将铁粉加入到所述还原后液中，置换反应后，得到铜渣和置换后液；
将锌焙砂加入到所述置换后液中，得到中和后液和中和渣；
将次氧化锌粉加入到所述中和后液中反应，得到沉铁后液和针铁矿渣。
可选地，所述的湿法炼锌浸出工艺，其中，还包括：
将所述中浸液净化，对净化后的中浸液采用电沉积法进行沉淀，得到锌沉淀。
可选地，所述的湿法炼锌浸出工艺，其中，所述将所述低浸渣、硫化锌与第二酸性溶液混合，在第一预定反应条件下反应，得到还原后液和还原浸出渣的步骤，具体包括：
将所述氧化浸出液与所述低浸渣、硫化锌和第二酸性溶液混合，在第一预定反应条件下反应，得到还原后液和还原浸出渣；所述第二酸性溶液为锌电解过程产生的废电解液。
可选地，所述的湿法炼锌浸出工艺，其中，所述第一预定反应条件包括：反应温度为120-160℃，所述硫化锌与所述低浸渣的添加比例为5-10％。反应压力是多少0.8-1.5MPa。
可选地，所述的湿法炼锌浸出工艺，其中，所述第二预定反应条件包括：反应温度为120-160℃，氧气分压为0.3-1.0Mpa。
可选地，所述的湿法炼锌浸出工艺，其中，所述将锌焙砂进行中性浸出，得到中浸液和中浸渣的步骤，具体包括：
将锌焙砂与废液进行混合，得到矿浆；所述废液为含酸废液，酸度为50-100g/L；
调节所述矿浆的pH至2.3-2.5，在60-70℃温度条件下反应，反应结束后调节pH至4.2-4.5，得到反应混合物；
对反应混合物进行固液分离，得到中浸液和中浸渣。
可选地，所述的湿法炼锌浸出工艺，其中，所述中浸渣与所述第一酸性溶液的固液比为5-10:1，所述中浸渣与所述第一酸性溶液混合后终酸度为20-30g/L。
可选地，所述的湿法炼锌浸出工艺，其中，所述低浸渣与所述第二酸性溶液的固液比为5-8:1，所述还原浸出液含Fe3+＜2g/L；所述第一反应条件包括反应温度为60-70℃，压力为常压。
可选地，所述的湿法炼锌浸出工艺，其中，所述还原浸出渣与所述第三酸性溶液的固液比为10-15:1，所述第二预定反应条件包括：反应温度为120-160℃，反应时间为2-3h。
有益效果：本发明所提供的一种湿法炼锌浸出工艺，通过将强化浸出和加压还原合并为一道工序，利用加压强化冶金，在中酸条件下实现有价金属最大限度浸出率，通过加压氧化工序，实现物料中有价金属浸出率最大化，从而提高整个锌冶炼系统金属回收率，降低浸出渣产量。
说明书附图
图1为本发明实施例提供的一种湿法炼锌浸出工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
除非另有说明，否则本文使用的技术和科学术语具有本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义；表示原料含量的单位均基于质量以份计。作为本发明中的其它未特别注明的原材料、试剂均指本领域内通常使用的原材料和试剂。
现有的湿法炼锌，在浸出工序往往产生出大量的浸出渣，且浸出渣中含有较多的锌以及金属铜，使得金属回收率低，增加了企业生产成本。
为了解决上述问题，发明人经过研究，提出了一种湿法炼锌浸出工艺，采用将锌焙砂先进行中性浸出，对中性浸出得到的中浸渣进行低酸浸出，得到低浸渣，将低浸渣与硫化锌以及含酸溶液在加压条件下进行还原浸出，将浸出还原得到的还原浸出渣在氧化环境中加压反应。
本发明在低酸条件、高有价金属浸出率的条件下实现浸出与还原同步进行，既解决了强化浸出流程长、浸出时间长、工序繁琐等问题，又解决了低酸条件下金属浸出率不理想的问题。将常规浸出渣出渣率由现有技术的45％降低至13％，极大降低了浸出渣渣量，从而降低火法渣处理成本。
本发明中涉及到主要反应有原理有：
ZnO+H2SO4＝ZnSO4+H2O (1)
CuO+H2SO4＝CuSO4+H2O (2)
CuO·SiO2+H2SO4＝CuSO4+H2SiO3 (3)
2ZnO·SiO2+H2SO4＝2ZnSO4+SiO2·2H2O (4)
ZnO·Fe2O3+H2SO4+ZnS＝2ZnSO4+2FeSO4+2H2O (5)
2Fe3++ZnS＝Zn2++2Fe2++S0 (6)
FeSO4+1/4O2+ZnO+1/2H2O＝FeooH+ZnSO4 (7)
请参阅图1，如图1所示，所述湿法炼锌浸出工艺包括如下步骤：
S1、对硫化锌精矿进行焙烧，得到锌焙砂，将所述锌焙砂进行中性浸出，得到中浸液和中浸渣。具体来说，将电解锌产生的废液和锌系统产出的混合液按质量比3:1混合均匀，控制混合后液的终酸酸度50-100g/L，Fe2+＜200mg/L，置于混合液储槽中，将得到的混合液与锌焙砂一起缓慢加入到反应槽中，得到矿浆，调节所述矿浆的pH至2.3-2.5，在40分钟内加完预定数量的锌焙砂和混合液，保持整个反应时间为2h，反应温度为60-70℃，控制反应终点pH为4.2-4.5，反应结束后进行液固分离，得到中浸液和中浸渣。其中，中浸液送净化，中浸渣进行低酸浸出。
在步骤S1之后包括步骤S2、将所述中浸渣与电解锌所产生的废液按5-10:1的配比进行混合，混合后控制终酸酸度为20-30g/L，在60-70℃条件下，反应1h，反应结束后进行固液分离得到低浸液和低浸渣。其中，所得到的低浸液返回步骤S1中作为混合液使用，即可以将其注入到混合液储槽中，进行循环利用。对低浸渣中的铁含量进行测定，以便后续进行加压还原浸出。需要说明的是，所述的低浸液、低浸渣指的是经过中浸后的浸出渣再次与含有硫酸的溶液进行反应后，得到的产物，不表示含量的高低。
在所述步骤S2之后包括步骤S3、将所述低浸渣按照液固比5-8:1的比例与锌电解废液进行混合，加入到加压釜中，并根据所计算出低浸渣含铁量加所需硫化锌精矿，硫化锌精矿加入量过生系数为1.2，反应压力0.2Mpa,控制反应温度为120-160℃，反应时间为2-3h，终酸酸度值为25-35g/L，反应结束后进行液固分离，得到还原后液和还原浸出渣。其中，所述还原后液可以用于后续置换沉铜工序，还原浸出渣用于加压氧化浸出。
在本实施例中，控制所述还原后液中含Fe3+＜2g/L，通过控制还原后液中Fe3+的含量可以避免后续中和工序矾的生成。
在本实施例中，通过利用加压还原浸出方式将低浸渣进行强化浸出，在强化浸出的同时完成浸出液中Fe3+的还原，加压还原浸出既承担了强化浸出的任务，也完成了还原步骤，在一个加压釜内完成两道工序的任务，不仅节约了反应时间，还节省了投资。
在所述步骤S3之后包括步骤S4、将所述还原浸出渣与锌电解废液按照固液比10-15:1的比例加入到加压釜中，控制反应温度为120-160℃，反应时间为2-3h，氧气的分压为0.3-1.0Mpa，终酸的酸度为60-80g/L，反应结束后进行固液分离，得到氧化浸出液和铅银硫渣。其中，氧化浸出液返回加压还原浸出工序做为浸出前液使用，铅银硫渣作为副产品外售。通过氧气的强化作用，将步骤S3产出的加压还原浸出渣进一步强化浸出，提高有价金属(例如锌)的浸出率。
在所述步骤S4之后包括步骤S5、将步骤S3产出的还原后液加热至70℃，按理论计算加入所需铁粉，控制铁粉加入量过剩系数为1.3-1.5(按质量比计，如加入量为理论量的1.3-1.5)，反应时间0.5-1h，反应结束后进行液固分离，得到置换后液和铜渣，其中，置换后液预留到中和段使用，铜渣作为副产品外售。
在所述步骤S5之后包括步骤S6、将步骤S5产出的置换后液加热至75-80℃，将锌焙砂缓慢加入到反应槽中，控制矿浆pH3.0-4.0，反应时间1h，反应结束后进行液固分离，得到中和后液和中和渣，中和渣返回步骤S3加压还原浸出工序使用，中和后液预留到氧化沉铁段使用。
在所述步骤S6之后包括步骤S7、将步骤S6产出的中和后液与次氧化锌粉一起缓慢加入到反应槽中，控制pH3.5，反应温度85-90℃，通入氧气，反应时间3h，反应结束后进行液固分离，得到沉铁后液和针铁矿渣。沉铁后液返回中性浸出段作为混合液使用，针铁矿渣外售。
下面通过具体的实施例，对本发明提供的湿法炼锌浸出工艺做进一步的解释说。
实施例1
S1、将电解锌产生的废液和锌系统产出的混合液按质量比3:1混合均匀，控制混合后液的终酸酸度50g/L，Fe2+含量为100mg/L，置于混合液储槽中，将得到的混合液与锌焙砂一起缓慢加入到反应槽中，得到矿浆，调节所述矿浆的pH至2.3，在40分钟内加完预定数量的锌焙砂和混合液，保持整个反应时间为2h，反应温度为60℃，控制反应终点pH为4.2，反应结束后进行液固分离，得到中浸液和中浸渣。其中，中浸液送净化，中浸渣进行低酸浸出。
S2、将所述中浸渣与电解锌所产生的废液按5:1的配比进行混合，混合后控制终酸酸度为20g/L，在60℃条件下，反应1h，反应结束后进行固液分离得到低浸液和低浸渣。其中，所得到的低浸液返回步骤S1中作为混合液使用，即可以将其注入到混合液储槽中，进行循环利用。对低浸渣中的铁含量进行测定，以便后续进行加压还原浸出。
S3、将所述低浸渣按照液固比5:1的比例与锌电解废液进行混合，加入到加压釜中，并根据所计算出低浸渣含铁量加所需硫化锌精矿，硫化锌精矿加入量过生系数为1.2，反应压力0.2Mpa,控制反应温度为120℃，反应时间为2h，终酸酸度值为25g/L，反应结束后进行液固分离，得到还原后液和还原浸出渣。
S4、将所述还原浸出渣与锌电解废液按照固液比10:1的比例加入到加压釜中，控制反应温度为120℃，反应时间为2h，氧气的分压为0.3Mpa，终酸的酸度为60g/L，反应结束后进行固液分离，得到氧化浸出液和铅银硫渣。
S5、将步骤S3产出的还原后液加热至70℃，按质量比计，如加入量为理论量的1.3，反应时间0.5h，反应结束后进行液固分离，得到置换后液和铜渣。
S6、将步骤S5产出的置换后液加热至75℃，将锌焙砂缓慢加入到反应槽中，控制矿浆pH3.0，反应时间1h，反应结束后进行液固分离，得到中和后液和中和渣，中和渣返回步骤S3加压还原浸出工序使用。
S7、将步骤S6产出的中和后液与次氧化锌粉一起缓慢加入到反应槽中，控制pH3.5，反应温度85℃，通入氧气，反应时间3h，反应结束后进行液固分离，得到沉铁后液和针铁矿渣。
实施例2
S1、将电解锌产生的废液和锌系统产出的混合液按质量比2:1混合均匀，控制混合后液的终酸酸度100g/L，Fe2+含量为180mg/L，置于混合液储槽中，将得到的混合液与锌焙砂一起缓慢加入到反应槽中，得到矿浆，调节所述矿浆的pH至2.5，在40分钟内加完预定数量的锌焙砂和混合液，保持整个反应时间为2h，反应温度为70℃，控制反应终点pH为4.5，反应结束后进行液固分离，得到中浸液和中浸渣。其中，中浸液送净化，中浸渣进行低酸浸出。
S2、将所述中浸渣与电解锌所产生的废液按10:1的配比进行混合，混合后控制终酸酸度为30g/L，在70℃条件下，反应1.5h，反应结束后进行固液分离得到低浸液和低浸渣。其中，所得到的低浸液返回步骤S1中作为混合液使用，即可以将其注入到混合液储槽中，进行循环利用。对低浸渣中的铁含量进行测定，以便后续进行加压还原浸出。
S3、将所述低浸渣按照液固比8:1的比例与锌电解废液进行混合，加入到加压釜中，并根据所计算出低浸渣含铁量加所需硫化锌精矿，硫化锌精矿加入量过生系数为1.1，反应压力0.62Mpa,控制反应温度为160℃，反应时间为2h，终酸酸度值为35g/L，反应结束后进行液固分离，得到还原后液和还原浸出渣。
S4、将所述还原浸出渣与锌电解废液按照固液比15:1的比例加入到加压釜中，控制反应温度为160℃，反应时间为3h，氧气的分压为1.0Mpa，终酸的酸度为80g/L，反应结束后进行固液分离，得到氧化浸出液和铅银硫渣。
S5、将步骤S3产出的还原后液加热至70℃，按质量比计，如加入量为理论量的1.5，反应时间1h，反应结束后进行液固分离，得到置换后液和铜渣。
S6、将步骤S5产出的置换后液加热至80℃，将锌焙砂缓慢加入到反应槽中，控制矿浆pH4.0，反应时间1h，反应结束后进行液固分离，得到中和后液和中和渣，中和渣返回步骤S3加压还原浸出工序使用。
S7、将步骤S6产出的中和后液与次氧化锌粉一起缓慢加入到反应槽中，控制pH3.5，反应温度90℃，通入氧气，反应时间3h，反应结束后进行液固分离，得到沉铁后液和针铁矿渣。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种湿法炼锌浸出工艺，其特征在于，包括：
将锌焙砂进行中性浸出，得到中浸液和中浸渣；
将所述中浸渣加入到第一酸性溶液中进行酸浸出，得到低浸液和低浸渣；
将所述低浸渣、硫化锌与第二酸性溶液混合，在第一预定反应条件下反应，得到还原后液和还原浸出渣；
将所述还原浸出渣与第三酸性溶液混合，在氧气氛围中第二预定反应条件下反应，得到氧化浸出液和铅银硫渣。
2.根据权利要求1所述的湿法炼锌浸出工艺，其特征在于，还包括：
将铁粉加入到所述还原后液中，置换反应后，得到铜渣和置换后液；
将锌焙砂加入到所述置换后液中，得到中和后液和中和渣；
将次氧化锌粉加入到所述中和后液中反应，得到沉铁后液和针铁矿渣。
3.根据权利要求1所述的湿法炼锌浸出工艺，其特征在于，还包括：
将所述中浸液净化，对净化后的中浸液采用电沉积法进行沉淀，得到锌沉淀。
4.根据权利要求2所述的湿法炼锌浸出工艺，其特征在于，所述将所述低浸渣、硫化锌与第二酸性溶液混合，在第一预定反应条件下反应，得到还原后液和还原浸出渣的步骤，具体包括：
将所述氧化浸出液与所述低浸渣、硫化锌和第二酸性溶液混合，在第一预定反应条件下反应，得到还原后液和还原浸出渣；所述第二酸性溶液为锌电解过程产生的废电解液。
5.根据权利要求1所述的湿法炼锌浸出工艺，其特征在于，所述第一预定反应条件包括：反应温度为120-160℃，所述硫化锌与所述低浸渣的添加比例为5-10％，反应压力是多少0.8-1.5MPa。
6.根据权利要求1所述的湿法炼锌浸出工艺，其特征在于，所述第二预定反应条件包括：反应温度为120-160℃，氧气分压为0.3-1.0Mpa。
7.根据权利要求1所述的湿法炼锌浸出工艺，其特征在于，所述将锌焙砂进行中性浸出，得到中浸液和中浸渣的步骤，具体包括：
将锌焙砂与废液进行混合，得到矿浆；所述废液为含酸废液，酸度为50-100g/L；
调节所述矿浆的pH至2.3-2.5，在60-70℃温度条件下反应，反应结束后调节pH至4.2-4.5，得到反应混合物；
对反应混合物进行固液分离，得到中浸液和中浸渣。
8.根据权利要求1所述的湿法炼锌浸出工艺，其特征在于，所述中浸渣与所述第一酸性溶液的固液比为5-10:1，所述中浸渣与所述第一酸性溶液混合后终酸度为20-30g/L。
9.根据权利要求1所述的湿法炼锌浸出工艺，其特征在于，所述低浸渣与所述第二酸性溶液的液固比为5-8:1，所述还原后液含Fe3+＜2g/L；所述第一反应条件包括反应温度为60-70℃，压力为常压。
10.根据权利要求1所述的湿法炼锌浸出工艺，其特征在于，所述还原浸出渣与所述第三酸性溶液的固液比为10-15:1，所述第二预定反应条件包括：反应温度为120-160℃，反应时间为2-3h。
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