CN115747512B - 一种提高湿法炼锌锌粉净化效率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高湿法炼锌锌粉净化效率的方法，属于湿法炼锌冶金技术领域。解决了现有湿法炼锌浸出、净化工序存在的浸出矿浆难沉降、对高杂矿适应性差、锌粉净化效率低、生产成本高、技术指标不稳定的问题。包括如下步骤：延长浸出矿浆沉降时间、上清液预过滤、过滤滤液三段连续净化深度除杂。本发明延长了浸出矿浆沉降时间，对上清液液固分离效果明显；大大提高了浸出工序对高杂原料的适应性，在行业内具有良好的推广价值；由三段净化加三次过滤形成的净化工艺在提高净化技术指标和节约成本方面优势明显；本发明工艺简单可靠，易于实现工业化生产，具有良好的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及湿法炼锌冶金技术领域，具体为一种提高湿法炼锌锌粉净化效率的方法。
背景技术
湿法锌冶炼生产工艺主要由焙烧、浸出、净化、电解、熔铸五部分组成，其中，浸出过程主要是将焙砂中锌尽可能完全溶解进入溶液中，在浸出终了阶段采取措施，除去绝大部分铁、硅、砷、锑、锗等有害杂质，并得到易于液固分离的浸出矿浆，矿浆再经沉降获得上清液和底流。净化过程主要是将上清液加锌粉和新型试剂连续净化深度脱除溶液中铜、镉、钴、镍等有害杂质以满足锌电积前液要求。近年来，随着硫化锌精矿资源的不断开发，加剧了金属市场的不稳定性，锌精矿中铅、钙、镁，硅、铁等杂质元素含量越来越高，又因大多锌冶炼企业将锌烟尘以及氧化锌矿等也做浸出原料，在生产实践中，往往出现浸出浓密沉淀槽沉降效果变差，上清液液固比变大，对后续净化工序锌粉净化除杂效率影响较大，严重时使净化生产无法正常运行。
目前，大多数湿法炼锌企业在投产之处，对中上清液并没有设计钙、镁、硅、铁等杂质的脱除工序以及脱除措施，存在浸出工序高杂矿适应性差、净化技术指标不稳定等瓶颈问题。据统计显示，目前有80%以上的湿法炼锌企业受锌精矿中钙、镁、硅、铁等高杂质困扰，不断恶化浓密机沉降效果，严重影响锌粉净化除杂效率及各项技术指标，成为湿法锌冶炼行业的生产瓶颈问题 。
所以，我们研究了一种提高湿法炼锌锌粉净化效率的方法，进一步改善中上清液质量，提高净化技术指标，降低生产成本及能耗，同时提升了企业竞争力，具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于针对目前湿法炼锌企业面对高杂原料，浸出、净化工序存在浸出矿浆沉降不稳定、锌粉净化除杂效率低、生产成本及能耗高的技术难题，提供一种提高湿法炼锌锌粉净化效率的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种提高湿法炼锌锌粉净化效率的方法，包括以下步骤：
步骤一：延长浸出终端矿浆沉降时间
首先将浸出工序中的两个浓密机串联，再将浸出矿浆以一定流量连续不断依次注入串联浓密机冷却、沉降，沉降上清液送至沉降上清液储罐备用，同时将浓密机底流以一定流量排出泵送至浸出酸洗工序进行后续处理；
步骤二：中上清液升温预过滤
将步骤一通过串联浓密机冷却、沉降得到的上清液进行加热净化预过滤，获得澄清、质量稳定的预过滤中上清液，过滤滤渣经浆化罐浆化泵送返回浸出酸洗工序再处理；
步骤三：预过滤滤液三段连续净化深度除杂
将步骤二得到的预过滤中上清液以一定流量泵送至净化工序，利用锌粉、除钴剂进行三段连续净化、压滤的深度除杂，去除溶液中铜、镉、钴、镍、锗等有害杂质，经过三段净化和三次压滤，最终获得符合锌电积前液工艺要求的合格新液，净化渣返回渣处理工序，回收其中有价金属。
所述步骤一中浸出矿浆经串联浓密机组沉降时间为4.0-5.0h，浸出矿浆注入量150m3/h～200m3/h，矿浆初始温度65-75℃，浓密机底流排出量30m3/h～50m3/h，浓密机耙臂转速0.1 r/min，沉降上清液Ph4.5～5.0，沉降终端上清液温度45-55℃。
所述步骤二中沉降上清液经螺旋换热器加热升温至65-75℃，以150-180m3/h的开车流量泵送至箱式压滤机粗过滤，过滤滤液进入滤液储罐，过滤滤渣用上清液或生产废水做浆化剂浆化，浆化液固比1:1-2:1，再泵送至浸出酸洗工序再处理。
所述步骤三中净化工序的一段净化和二段净化为加锌粉低温除铜镉，一段净化和二段净化的温度为55-65℃，三段净化为加合金锌粉或除钴剂高温除钴镍等杂质，三段净化的温度为75-80℃。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是；
1.本发明延长了浸出矿浆沉降时间，对上清液液固分离效果明显。
2.本发明大大提高了浸出工序对高杂原料的适应性，在行业内具有良好的推广价值；
3.本发明由三段净化加三次过滤形成的净化工艺在提高净化技术指标和节约成本方面优势明显；
4.本发明工艺简单可靠，易于实现工业化生产，具有良好的经济效益。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明的设备连接示意图；
图中所示：1-浸出矿浆注入点；2-串联浸出浓密机组；3-浓密机底流排出口；4-沉降上清液储罐；5-加热设备；6-箱式压滤机；7-三次净化反应槽组；8-三次净化加三次过滤反应槽组。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1-2，本实施例一种提高湿法炼锌锌粉净化效率的方法，包括以下方法，
所用原料：锌焙砂，Zn 50.83%，Pb0.89% ，Cd 0.15%，Cu 1.2%，SiO2 5.9% Fe12.9，St30.59% ，H2O 7.55%；
步骤一、延长浸出终端矿浆沉降时间：首先将浸出终端矿浆依次以150m3/h～200m3/h流量连续不断地注入串联浓密机组，浓密机底流以30m3/h～50m3/h匹配排出，沉降上清液送至沉降上清液储罐备用，矿浆在浓密机组停留时间约4.0-5.0h，浓密机耙臂转速0.1 r/min，上清液Ph 4.5～5.0，矿浆初始温度为65-75℃，矿浆温度降幅约20℃，沉降终端上清液温度约为45-55℃，上清率80%，获得上清液（Zn2+ 158.5g/l、Cd2+ 432.8mg/L、Cu2+899mg/L，Co2+ 35.4mg/L、Ni 6.7mg/L、Fe 16.5mg/L、Ge 0.21mg/L、Pb 12.5mg/L、Ca0.33mg/L、Mg 6.8mg/L）。
步骤二、中上清液升温预过滤：将所得上清液经螺旋换热器升温至65-75℃，以150-180m3/h的开车流量，连续泵送至箱式压滤机粗过滤，过滤滤液进入滤液储罐，过滤滤渣用上清液或生产废水做浆化剂浆化，浆化液固比1:1-2:1，再泵送至浸出酸洗工序再处理，获得上清液（Zn2+ 158.5g/l、Cd2+ 432.8mg/L、Cu2+899mg/L，Co2+35.4mg/L、Ni6.7mg/L、Fe10.0mg/L、Ge0.17mg/L、Pb6.5mg/L、Ca0.31mg/L、Mg5.5mg/L）。
步骤三、预过滤滤液三段连续净化深度除杂：将预过滤上清液以140-160m3/h的流量连续泵送至三段净化工序连续净化除杂，一、二段锌粉低温除铜镉（55-65℃），三段除钴剂高温除钴镍等杂质（75-80℃），锌粉、除钴剂用量分别为32kg/t.Zn，5.6 kg/t.Zn，经过三段净化+三次过滤，获得符合锌电积工艺要求的合格新液（Zn2+ 165.8g/l、 Cd2+ 0.21mg/L、Cu2+0.03mg/L，Co2+0.11mg/L、Ni 0.3mg/L、Fe 3.7mg/L、Ge 0.01mg/L、Ca 0.26mg/L、Mg5.4mg/L 、Pb未检测出），滤渣返回渣处理工序回收其中有价金属。
结果表明：采用上述处理方法，获得净化上清液外观澄清、质量稳定，净化锌粉单耗下降1.7 kg/t.Zn，系统稳定，锌粉净化除杂效率高。
实施例2
原料：锌焙砂，Zn 48.6%，Pb 1.2% ，Cd 0.22%，Cu 1.44%，SiO2 6.2% ，Fe 15.9 ，St 28.7% ，H2O 7.5%。
步骤一、延长浸出终端矿浆沉降时间：首先将浸出终端矿浆依次以150m3/h～200m3/h流量连续不断地注入串联浓密机组，浓密机底流以30m3/h～50m3/h匹配排出，矿浆在浓密机组停留时间约4.0-5.0h，浓密机耙臂转速0.1 r/min，上清液Ph4.5～5.0，矿浆初始温度为65-75℃，矿浆温度降幅达20℃左右，沉降终端上清液温度约为45-55℃，上清率82%，获得上清液（Zn2+ 160g/l、Cd2+ 341.6mg/L、Cu2+ 1047mg/L，Co2+ 28.5mg/L、Ni 12.7mg/L、Fe 26.9mg/L、Ge 0.26mg/L、Pb 14.8mg/L、Ca 0.41mg/L、Mg 9.2mg/L）。
步骤二、中上清液升温预过滤：将所得上清液经螺旋换热器升温至65-75℃，以150-180m3/h的开车流量，连续泵送至箱式压滤机粗过滤，过滤滤液进入滤液储罐，过滤滤渣用上清液或生产废水做浆化剂浆化，浆化液固比1:1-2:1，再泵送至浸出酸洗工序再处理，获得上清液（Zn2+ 162.5g/l、 Cd2+ 341.6mg/L、Cu2+ 1054mg/L，Co2+ 27.5mg/L、Ni12.3mg/L、Fe 16.8mg/L、Ge 0.18mg/L、Pb 10.5mg/L、Ca 0.37mg/L、Mg 7.5mg/L）。
步骤三、预过滤滤液三段连续净化深度除杂：将预过滤上清液以140-160m3/h的流量连续泵送至三段净化工序连续净化除杂，一、二段锌粉低温除铜镉（55-65℃），三段除钴剂高温除钴镍等杂质（75-80℃），锌粉、除钴剂用量分别为33.4kg/t.Zn，6.0 kg/t.Zn，经过三段净化+三次过滤、获得符合锌电积工艺要求的合格新液（Zn2+ 167.0g/l、 Cd2+ 0.22mg/L、Cu2+0.01mg/L，Co2+0.21mg/L、Ni0.4mg/L、Fe5.8mg/L、Ge0.014mg/L、Ca0.31mg/L、Mg7.1mg/L 、Pb未检测出），滤渣返回渣处理工序回收其中有价金属。
结果表明：采用上述处理方法，获得净化上清液外观澄清、质量稳定，净化锌粉单耗下降1.88 kg/t.Zn，系统稳定，锌粉净化除杂效率高。
实施例3
原料：锌焙砂，Zn 47.33%，Pb 0.69%， Cd 0.17%，Cu 0.67%，SiO2 3.9% ，Fe 8.9 ，St 29.2% ，H2O 7.5%。
步骤一、延长浸出终端矿浆沉降时间：首先将浸出终端矿浆依次以150m3/h～200m3/h流量连续不断地注入串联浓密机组，浓密机底流以30m3/h～50m3/h匹配排出，矿浆在浓密机组停留时间约4.0-5.0h，浓密机耙臂转速0.1 r/min，上清液Ph 4.5～5.0，矿浆初始温度为65-75℃，矿浆温度降幅达20℃左右，沉降终端上清液温度约为45-55℃，上清率80.5%，获得上清液（Zn2+ 164.5g/l、Cd2+ 339.6mg/L、Cu2+ 674mg/L，Co2+ 30.6mg/L、Ni10.7mg/L、Fe 20.1mg/L、Ge 0.31mg/L、Pb 6.5mg/L、Ca 0.55mg/L、Mg 10.4mg/L）。
步骤二、中上清液升温预过滤：将所得上清液经螺旋换热器升温至65-75℃，以150-180m3/h的开车流量，连续泵送至箱式压滤机粗过滤，过滤滤液进入滤液储罐，过滤滤渣用上清液或生产废水做浆化剂浆化，浆化液固比1:1-2:1，再泵送至浸出酸洗工序再处理，获得上清液（Zn2+ 165.2g/l、Cd2+ 342.0mg/L、Cu2+ 668mg/L，Co2+ 30mg/L、Ni 9.7mg/L、Fe 18.69mg/L、Ge 0.29mg/L、Pb 5.5mg/L、Ca 0.47mg/L、Mg 8.5mg/L）。
步骤三、预过滤滤液三段连续净化深度除杂：将预过滤上清液以140-160m3/h的流量连续泵至三段净化工序连续净化除杂，一、二段锌粉低温除铜镉（55-65℃），三段除钴剂高温除钴镍等杂质（75-80℃），锌粉、除钴剂用量分别为30.5kg/t.Zn，5.96 kg/t.Zn，经过三段净化+三次过滤、获得符合锌电积工艺要求的合格新液（Zn2+ 167.7g/l、 Cd2+ 0.19mg/L、Cu2+ 0.01mg/L，Co2+ 0.12mg/L、Ni 0.5mg/L、Fe 4.7mg/L、Ge 0.012mg/L、Ca 0.46mg/L、Mg 7.4mg/L 、Pb未检测出），滤渣返回渣处理工序回收其中有价金属。
结果表明：采用上述处理方法，获得净化上清液外观澄清、质量稳定，净化锌粉单耗下降2.1 kg/t.Zn，系统稳定，锌粉净化除杂效率高。
通过本发明处理浸出矿浆上清率可达到80%以上，上清液澄清、质量稳定，锌粉净化单耗下降1.5-2.0kg/t.Zn，本发明易于实现工业化生产，有利于湿法炼锌技术指标提升，具有巨大的经济效益前景和广泛的推广价值。
Claims (2)
1. 一种提高湿法炼锌锌粉净化效率的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：延长浸出终端矿浆沉降时间
首先将浸出工序中的两个浓密机串联，再将浸出矿浆以一定流量连续不断依次注入串联浓密机冷却、沉降，沉降上清液送至沉降上清液储罐备用，同时将浓密机底流以一定流量排出泵送至浸出酸洗工序进行后续处理；
步骤二：中上清液升温预过滤
将步骤一得到的沉降上清液进行加热净化预过滤，获得澄清、质量稳定的预过滤中上清液，过滤滤渣经浆化罐浆化泵送返回浸出酸洗工序再处理；
步骤三：预过滤滤液三段连续净化深度除杂
将步骤二得到的预过滤中上清液以一定流量泵送至净化工序，利用锌粉、除钴剂进行三段连续净化、压滤的深度除杂，去除溶液中有害杂质，经过三段净化和三次压滤，最终获得符合锌电积前液工艺要求的合格新液，净化渣返回渣处理工序，回收其中有价金属；
所述步骤一中浸出矿浆经串联浓密机组沉降时间为4.0-5.0h，浸出矿浆注入量150m3/h～200m3/h，矿浆初始温度65-75℃，浓密机底流排出量30m3/h～50m3/h，浓密机耙臂转速0.1r/min，沉降上清液Ph4.5～5.0，沉降终端上清液温度45-55℃；
所述步骤二中沉降上清液经螺旋换热器加热升温至65-75℃，以150-180m3/h的开车流量泵送至箱式压滤机粗过滤，过滤滤液进入滤液储罐，过滤滤渣用上清液或生产废水做浆化剂浆化，浆化液固比1:1-2:1，再泵送至浸出酸洗工序再处理。
2.根据权利要求1所述的一种提高湿法炼锌锌粉净化效率的方法，其特征在于，所述步骤三中净化工序的一段净化和二段净化为加锌粉低温除铜镉，一段净化和二段净化的温度为55-65℃，三段净化为加合金锌粉或除钴剂高温除钴镍杂质，三段净化的温度为75-80℃。
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