CN114703368A - 处理含锌铟石膏渣的方法 - Google Patents

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李科
陶家荣
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成世雄
刘岩
许志杰
罗录高
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Abstract

本发明公开了处理含锌铟石膏渣的方法。该方法包括：(1)将含锌铟石膏渣与酸液混合进行第一酸洗，以便得到第一石膏渣和第一含锌铟洗液；(2)将所述第一含锌铟洗液与中和剂混合，以便得到中和沉铟渣和中和沉铟液。由此，该方法不仅可以高效实现含锌铟石膏渣中锌和铟的回收利用，锌的回收率不低于88％，铟的回收率不低于84％，而且该处理方法操作简单、方便，可重复，成本低廉，易于实现和规模化生产，有利于实现企业效益、环境效益和社会效益的相统一，对湿法炼锌企业的可持续发展具有重要意义。

Description

处理含锌铟石膏渣的方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及处理含锌铟石膏渣的方法。
背景技术
湿法炼锌过程中，系统酸平衡是湿法炼锌顺利进行的前提条件，也是技术管理工作中的一个重要环节。若系统酸过高，将对各工序产生不同程度的影响，尤其对净化和电解影响较为明显，例如会出现杂质含量上升、溶液净化效果差、锌粉单耗高、电解烧板等问题，甚至导致停产。为了维持系统酸平衡或者综合回收铟、锗等稀有金属，通常采用石灰中和的方法对富含锌、铟、锗等有价金属元素的热酸浸出液进行酸根开路，由此会产出大量富含锌、铟等金属元素的含锌铟石膏渣，含锌铟石膏渣通常含锌0.5％～5％，含铟100g/t～600g/t。
目前，我国每年因石灰或石灰石中和过程产生的含锌铟石膏渣达数百万吨，其中含锌铟石膏渣的可利用量仅占1/3，主要用于水泥缓凝剂和生产建筑制品中，而相当一部分的含锌铟石膏渣因含有锌、铟等金属元素而无法有效利用，以堆存为主，成为湿法炼锌过程中的主要固废之一，不仅占用土地资源，且对环境不利。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种处理含锌铟石膏渣的方法，以实现含锌铟石膏渣中锌和铟的高效回收。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理含锌铟石膏渣的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)将含锌铟石膏渣与酸液混合进行第一酸洗，以便得到第一石膏渣和第一含锌铟洗液；(2)将所述第一含锌铟洗液与中和剂混合，以便得到中和沉铟渣和中和沉铟液。发明人发现，该方法首先将含锌铟石膏渣与酸液混合进行第一酸洗，可以将含锌铟石膏渣中的锌、铟转化为可溶性锌盐和可溶性铟盐，从而得到第一石膏渣和含有可溶性锌盐、可溶性铟盐的第一含锌铟洗液，然后将所得的第一含锌铟洗液与中和剂混合进行中和沉铟，中和剂可以与第一含锌铟洗液中的可溶性铟盐结合生成难溶性铟盐，从而得到含有难溶性铟盐的中和沉铟渣和含有可溶性锌盐的中和沉铟液，进而可以高效实现锌和铟的回收利用；由此，该方法不仅可以高效实现含锌铟石膏渣中锌和铟的回收利用，锌的回收率不低于88％，铟的回收率不低于84％，而且该处理方法操作简单、方便，可重复，成本低廉，易于实现和规模化生产，有利于实现企业效益、环境效益和社会效益的相统一，对湿法炼锌企业的可持续发展具有重要意义。
另外，根据本发明上述实施例的处理含锌铟石膏渣的方法还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的实施例，在步骤(1)中，所述酸液浓度为5～10g/L。由此，可以进一步提高含锌铟石膏渣中锌、铟的溶解率，进而更有利于提高锌铟的回收率。
根据本发明的实施例，在步骤(1)中，所述含锌铟石膏渣与所述酸液的固液比为1:(1～2)。由此，既可以有效提高含锌铟石膏渣中锌铟的溶解率，进而有利于提高锌铟的回收率，还能降低成本，避免浪费原料。
根据本发明的实施例，在步骤(2)中，所述中和剂为锌粉。由此，不仅可以避免引入新的杂质，还更有利于中和剂与可溶性铟盐反应生成难溶性铟盐，从而进一步提高锌铟的回收率。
根据本发明的实施例，在步骤(2)中，所述第一含锌铟洗液与所述中和剂按照终点pH为4.5～5进行混合。由此，可以在保证不浪费中和剂的前提下有效提高锌铟的回收率。
根据本发明的实施例，处理含锌铟石膏渣的方法进一步包括：(3)将所述第一石膏渣与酸液混合进行第二酸洗，以便得到第二石膏渣和第二含锌铟洗液，并将所述第二含锌铟洗液返回步骤(1)。由此，有利于降低得到的第二石膏渣中的铟含量和锌含量，从而更有利于提高锌铟的回收率，其锌的回收率不低于91％，铟的回收率不低于89％。
根据本发明的实施例，在步骤(3)中，所述第一石膏渣与所述酸液的固液比为1:(2～3)。由此，既可以有效提高第一石膏渣中锌铟的溶解率，进而有利于提高锌铟的回收率，还能降低成本，避免浪费原料。
根据本发明的实施例，处理含锌铟石膏渣的方法进一步包括：(4)将所述第二石膏渣进行第三洗涤，以便得到第三石膏渣和第三含锌铟洗液，并将所述第三石膏渣进行煅烧，以便得到半水石膏，将所述第三含锌铟洗液返回步骤(3)中。由此，有利于降低得到的第三石膏渣中的铟含量和锌含量，其第三石膏渣中的锌含量小于0.5％，铟含量小于30g/t，从而更有利于提高锌铟的回收率，其锌的回收率不低于93％，铟的回收率不低于90％，同时所得的半水石膏的品质优异，锌、铟等杂质含量较低，可作为产品直接外售。
根据本发明的实施例，在步骤(4)中，向所述第二石膏渣中加入生产水混合，所述第二石膏渣与所述生产水的固液比为1:(3～4)。由此，既可以有效提高第二石膏渣中锌铟的溶解率，进而有利于提高锌铟的回收率，还能降低成本。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明一个实施例的处理含锌铟石膏渣的方法的流程示意图。
图2是本发明又一个实施例的处理含锌铟石膏渣的方法的流程示意图。
图3是本发明再一个实施例的处理含锌铟石膏渣的方法的流程示意图。
图4是本发明一个实施例的处理含锌铟石膏渣的方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理含锌铟石膏渣的方法。根据本发明的实施例，参照图1，该方法包括：
S100：将含锌铟石膏渣与酸液混合进行第一酸洗
该步骤中，将含锌铟石膏渣与酸液混合并进行第一酸洗，酸液可使含锌铟石膏渣中的锌、铟溶解在酸液中并形成可溶性锌盐和可溶性铟盐，以便得到第一石膏渣和含有可溶性锌盐、可溶性铟盐的第一含锌铟洗液。
可以理解的是，酸液的类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要灵活选择，只要能够实现含锌铟石膏渣中的锌、铟溶解在酸液中并形成可溶性锌盐和可溶性铟盐即可，例如可以是稀硫酸。另外，还需要说明的是，将含锌铟石膏渣与酸液混合进行第一酸洗的时间并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要灵活选择，例如第一酸洗的时间可以为1h、2h等，由此，第一酸洗的效果更好。
根据本发明的实施例，该步骤中，酸液浓度可以为5～10g/L，具体可以为5g/L、6g/L、7g/L、8g/L、9g/L、10g/L等，由此，控制酸液浓度为上述范围，更有利于充分溶解浆化后的含锌铟石膏渣中的锌、铟，从而进一步提高含锌铟石膏渣中锌、铟的溶解率，进而更有利于提高锌铟的回收率。
根据本发明的实施例，该步骤中，含锌铟石膏渣与酸液的固液比可以为1:(1～2)，具体可以为1/1、1/1.5、1/2等，发明人发现，若含锌铟石膏渣与酸液的固液比过高，含锌铟石膏渣难以完全溶解在酸液中，导致含锌铟石膏渣浆化不彻底，进而影响含锌铟石膏渣中锌铟的溶解率；若含锌铟石膏渣与酸液的固液比过低，不仅浆化的含锌铟石膏渣的浓度偏低，还会导致酸液的浪费，从而增加生产成本。而通过控制含锌铟石膏渣与酸液的固液比为1:(1～2)，既可以有效提高含锌铟石膏渣中锌铟的溶解率，进而有利于提高锌铟的回收率，还能降低成本，避免浪费原料。
S200：将第一含锌铟洗液与中和剂混合
该步骤中，将第一含锌铟洗液与中和剂混合进行中和沉铟，中和剂可与第一含锌铟洗液中的可溶性铟盐反应生成难溶性铟盐，以便得到含有难溶性铟盐的中和沉铟渣和含有可溶性锌盐的中和沉铟液，中和沉铟渣可以返至体系的铟系统中，中和沉铟液可以返浸出系统，由此可以高效实现锌铟的回收利用。
根据本发明的实施例，该步骤中，中和剂可以为锌粉。由此，不仅可以避免引入新的杂质，同时还更有利于中和剂与可溶性铟盐反应生成难溶性铟盐，从而进一步提高锌铟的回收率。
根据本发明的实施例，该步骤中，第一含锌铟洗液与中和剂可以按照终点pH为4.5～5进行混合。发明人发现，若第一含锌铟洗液与中和剂进行混合的终点pH过低，会导致第一含锌铟洗液沉铟不彻底；若第一含锌铟洗液与中和剂进行混合的终点pH过高，不仅会导致中和剂的浪费，同样也会使得第一含锌铟洗液沉铟不彻底，进而影响锌铟的回收率，而通过控制第一含锌铟洗液与中和剂进行混合的终点pH为4.5～5，可以在保证不浪费中和剂的前提下有效提高锌铟的回收率。
发明人发现，该方法首先将含锌铟石膏渣与酸液混合进行第一酸洗，可以将含锌铟石膏渣中的锌、铟转化为可溶性锌盐和可溶性铟盐，从而得到第一石膏渣和含有可溶性锌盐、可溶性铟盐的第一含锌铟洗液，然后将所得的第一含锌铟洗液与中和剂混合进行中和沉铟，中和剂可以与第一含锌铟洗液中的可溶性铟盐结合生成难溶性铟盐，从而得到含有难溶性铟盐的中和沉铟渣和含有可溶性锌盐的中和沉铟液，中和沉铟渣可以返至体系的铟系统中，中和沉铟液可以返浸出系统，进而可以高效实现锌铟的回收利用。由此，该方法不仅可以高效实现含锌铟石膏渣中锌和铟的回收利用，锌的回收率不低于88％，铟的回收率不低于84％，而且该处理方法操作简单、方便，可重复，成本低廉，易于实现和规模化生产，有利于实现企业效益、环境效益和社会效益的相统一，对湿法炼锌企业的可持续发展具有重要意义。
根据本发明的实施例，参考图2，上述处理含锌铟石膏渣的方法可以进一步包括：
S300：将第一石膏渣与酸液混合进行第二酸洗
该步骤中，将第一石膏渣与酸液混合进行第二酸洗，以便得到第二石膏渣和第二含锌铟洗液，并将第二含锌铟洗液返回步骤S100。发明人发现，将步骤S100得到的第一石膏渣与酸液混合进行第二酸洗，酸液可以进一步溶解第一石膏渣中的铟和锌，有利于降低得到的第二石膏渣中的铟含量和锌含量，从而更有利于提高锌铟的回收率，其锌的回收率不低于91％，铟的回收率不低于89％，同时将所得的第二含锌铟洗液返回步骤S100中继续使用，不仅可以进一步回收利用第二含锌铟洗液中的锌和铟，同时也能有效调节整个体系的体积。
可以理解的是，第一石膏渣与酸液混合进行第二酸洗的时间并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要灵活选择，例如第二酸洗的时间可以为1h、2h等，由此，第二酸洗的效果更好。
根据本发明的实施例，该步骤中，第一石膏渣与酸液的固液比可以为1:(2～3)，具体可以为1/2、1/2.5、1/3。发明人发现，若第一石膏渣与酸液的固液比过高，第一石膏渣难以完全溶解在酸液中，导致含锌铟石膏渣浆化不彻底，进而影响第一石膏渣中锌铟的溶解率；若第一石膏渣与酸液的固液比过低，不仅浆化的第一石膏渣的浓度偏低，还会导致酸液的浪费，从而增加生产成本。而通过控制第一石膏渣与酸液的固液比为1:(2～3)，既可以有效提高第一石膏渣中锌铟的溶解率，进而有利于提高锌铟的回收率，还能降低成本，避免浪费原料。
根据本发明的实施例，参考图3、图4，上述处理含锌铟石膏渣的方法还可以进一步包括：
S400：将第二石膏渣进行第三洗涤
该步骤中，将第二石膏渣进行第三洗涤，以便得到第三石膏渣和第三含锌铟洗液，并将第三石膏渣进行过滤，过滤后的第三石膏渣进行煅烧，以便得到半水石膏，将第三含锌铟洗液返回步骤S300中。发明人发现，向步骤S300得到的第二石膏渣中加入生产水混合，可以进一步溶解第二石膏渣中的铟含量和锌含量，有利于降低得到的第三石膏渣中的铟含量和锌含量，其第三石膏渣中的锌含量小于0.5％，铟含量小于30g/t，从而更有利于提高锌铟的回收率，其锌的回收率不低于93％，铟的回收率不低于90％，同时所得的半水石膏的品质优异，锌、铟等杂质含量较低，可作为产品直接外售；此外，将分离所得的第三含锌铟洗液返回步骤S300中继续使用，不仅可以进一步回收利用第三含锌铟洗液中的锌和铟，同时也能有效调节整个体系的体积。
可以理解的是，第三洗涤的时间并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要灵活选择，例如第三洗涤的时间可以为1h、2h等，由此，洗涤的效果更好。另外，需要说明的是，第三石膏渣进行煅烧的温度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，只要能得到半水石膏即可。
根据本发明的实施例，该步骤中，第二石膏渣与生产水的固液比可以为1:(3～4)，具体可以是1/3、1/3.5、1/4等。发明人发现，若第二石膏渣与生产水的固液比过高，第二石膏渣难以完全溶解，导致第二石膏渣浆化不彻底，进而影响第二石膏渣中锌铟的溶解率；若第二石膏渣与生产水的固液比过低，不仅浆化的第二石膏渣的浓度偏低，还会导致生产水的浪费，从而增加生产成本。而通过控制第二石膏渣与生产水为1:(3～4)，既可以有效提高第二石膏渣中锌铟的溶解率，进而有利于提高锌铟的回收率，还能降低成本。
下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
实施例1
取含锌铟石膏渣200kg，均匀缓慢加入一次酸洗槽中，同时往槽内加入酸度为5～10g/L的酸液(稀硫酸)，固液比控制为1:1，开启搅拌，酸洗搅拌1h后泵至压滤机进行压滤，从而得到第一石膏渣和第一含锌铟洗液。其中，含锌铟石膏渣含锌0.5％，含铟30g/t；第一含锌铟洗液含锌18g/L，含铟80mg/L；第一石膏渣含锌2.8％，含铟175g/t。
第一含锌铟洗液泵至中和沉铟槽，使用锌粉进行中和沉铟，终点pH控制为4.5～5.0，得到中和沉铟渣和中和沉铟液，所得中和沉铟渣返至铟系统，中和沉铟液返浸出系统。其中，中和沉铟渣含铟15000g/t，中和沉铟液含锌10mg/l，此步骤中锌的回收率达到88％，铟的回收率达到84％。
第一石膏渣进入二次酸洗槽，同时往槽内加入pH为3.5的酸液(稀硫酸)，固液比控制为1：2，开启搅拌，酸洗搅拌1h后泵至压滤机进行压滤，从而得到第二石膏渣和第二含锌铟洗液，将第二含锌铟洗液泵至一次酸洗槽中，其中，第二含锌铟洗液含锌7g/L，含铟30mg/L，第二石膏渣含锌0.9％，含铟65g/t。此步骤中锌的回收率达到91％，铟的回收率达到89％。
第二石膏渣进入三次洗涤槽，同时往槽内加入生产水，固液比控制为1：3，开启搅拌，清洗搅拌1h后泵至离心机进行离心过滤，从而得到第三石膏渣和第三含锌铟洗液，将第三含锌铟洗液泵至二次酸洗槽中。其中，第三含锌铟洗液含锌0.2g/L，含铟12g/t；第三石膏渣含锌0.2％，含铟13g/t。由此，整个流程锌的回收率达到93％，铟的回收率达到90％。
第三石膏渣经过离心过滤，通过回转窑煅烧生成半水石膏，直接外售。
实施例2
取含锌铟石膏渣200kg，均匀缓慢加入一次酸洗槽中，同时往槽内加入酸度为5～10g/L的酸液(稀硫酸)，固液比控制为1:1，开启搅拌，酸洗搅拌1h后泵至压滤机进行压滤，从而得到第一石膏渣和第一含锌铟洗液。其中，含锌铟石膏渣含锌0.48％，含铟33g/t；第一含锌铟洗液含锌16g/L，含铟74mg/L；第一石膏渣含锌2.4％，含铟195g/t。
第一含锌铟洗液泵至中和沉铟槽，使用锌粉进行中和沉铟，终点pH控制为4.5～5.0，得到中和沉铟渣和中和沉铟液，所得中和沉铟渣返至铟系统，中和沉铟液返浸出系统。其中，中和沉铟渣含铟18800g/t，中和沉铟液含锌3.7mg/l，此步骤中锌的回收率达到88％，铟的回收率达到84％。
第一石膏渣进入二次酸洗槽，同时往槽内加入pH为3.5的酸液(稀硫酸)，固液比控制为1：2，开启搅拌，酸洗搅拌1h后泵至压滤机进行压滤，从而得到第二石膏渣和第二含锌铟洗液，将第二含锌铟洗液泵至一次酸洗槽中。其中，第二含锌铟洗液含锌6g/L，含铟28mg/L；第二石膏渣含锌0.6％，含铟60g/t。此步骤中锌的回收率达到91％，铟的回收率达到89％。
第二石膏渣进入三次洗涤槽，同时往槽内加入生产水，固液比控制为1：3，开启搅拌，清洗搅拌1h后泵至离心机进行离心过滤，从而得到第三石膏渣和第三含锌铟洗液，将第三含锌铟洗液泵至二次酸洗槽中。其中，第三含锌铟洗液含锌0.17g/L，含铟14g/t；第三石膏渣含锌0.4％，含铟9g/t。由此，整个流程锌的回收率达到93％，铟的回收率达到90％。
第三石膏渣经过离心过滤，通过回转窑煅烧生成半水石膏，直接外售。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种处理含锌铟石膏渣的方法，其特征在于，包括：
(1)将含锌铟石膏渣与酸液混合进行第一酸洗，以便得到第一石膏渣和第一含锌铟洗液；
(2)将所述第一含锌铟洗液与中和剂混合，以便得到中和沉铟渣和中和沉铟液。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述酸液浓度为5～10g/L。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述含锌铟石膏渣与所述酸液的固液比为1:(1～2)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述中和剂为锌粉。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述第一含锌铟洗液与所述中和剂按照终点pH为4.5～5进行混合。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
(3)将所述第一石膏渣与酸液混合进行第二酸洗，以便得到第二石膏渣和第二含锌铟洗液，并将所述第二含锌铟洗液返回步骤(1)。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述第一石膏渣与所述酸液的固液比为1:(2～3)。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，进一步包括：
(4)将所述第二石膏渣进行第三洗涤，以便得到第三石膏渣和第三含锌铟洗液，并将所述第三石膏渣进行煅烧，以便得到半水石膏，将所述第三含锌铟洗液返回步骤(3)中。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中，向所述第二石膏渣中加入生产水混合，所述第二石膏渣与所述生产水的固液比为1:(3～4)。
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