CN116287713A - 一种湿法炼锌除铁渣的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种湿法炼锌除铁渣的处理方法，将除铁渣和锌精矿按一定比例分别加入反应釜中，用硫酸做浸出剂，反应釜温度控制在145℃‑155℃，反应釜通入氧气釜压控制在1100KPa，终酸控制在4g/L，除铁渣中难浸出的铁酸锌在反应釜内与硫化锌精矿协同浸出，除铁渣中的氧化锌在釜内浸出，浸出后液中Fe3+小于1g/L，便于后续除铁工艺。如此，本发明实现了除铁渣高效清洁节能浸出和锌铁分离，避免了传统火法处理除铁渣的烟气污染和高温高酸浸出法处理除铁渣浸出后液因酸和铁高难处理的问题，其工艺流程短，可操作性强，除铁渣中锌浸出率高，回收成本低，经济效益可观。
Description
技术领域
本发明涉及化工冶炼处理技术领域，尤其涉及一种对湿法炼锌除铁过程中产出的除铁渣的处理方法。
背景技术
锌精矿氧压浸出工艺是硫化锌精矿不经焙烧直接加入反应釜中，在一定温度(145～155℃)和压力(1100KPa)下，用氧气做氧化剂、废电解液做浸出剂，直接把硫化锌氧化成硫酸锌溶液(ZnS+0.5O2+H2SO4→ZnSO4+S0+H2O)，硫酸锌溶液经除铁、净化除杂后电解产出锌。氧压浸出液除铁是将氧压浸出液先加焙砂预中和(ZnO+H2SO4＝ZnSO4+H2O)，再将中和后液通入氧气，同时加入焙砂，使溶液中的铁以针铁矿形式进入渣中，反应方程式如下：
2Fe2++1/2O2+3H2O＝2FeOOH+4H+
ZnO+H2SO4＝ZnSO4+H2O
此过程中产出的除铁渣含锌均在17％，大部分为铁酸锌和未反应完全的氧化锌焙砂，在传统工艺中除铁渣中的锌很难浸出，一般先压滤后将滤渣经过水洗后再送火法处理或者是除铁渣单独高温高酸浸出，回收其中的锌。火法处理回收除铁渣中锌的流程长，需有配备的火法处理系统，能耗高，产生废气，回收成本高。高温高酸浸出回收除铁渣中锌，工艺流程长，需增加反应槽、浸出液Fe3+含量高，增加浸出液除铁成本、增加能耗。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单、成本低廉、操作方便、环保安全的湿法炼锌除铁渣的处理方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种湿法炼锌除铁渣的处理方法，将湿法炼锌除铁工序产出的除铁渣直接输送至一段氧压浸出反应釜，用硫酸做浸出剂，控制反应釜温度为145℃-155℃，往反应釜内通入氧气控制反应釜内的压力为1000-1200KPa，控制终酸为3.5-4.5g/L，控制除铁渣与反应釜内的硫化锌精矿加入干渣重量比为1:4-6，使除铁渣中的铁酸锌在反应釜内与硫化锌精矿发生氧化还原反应：ZnFe2O4+ZnS+4H2SO4＝2FeSO4+2ZnSO4+S0+4H2O，以实现协同浸出；而除铁渣中未反应完全的焙砂进一步和反应釜内的酸发生反应：ZnO+H2SO4＝ZnSO4+H2O，以浸出锌实现对除铁渣的处理。
作为优选，反应釜的最佳控制条件为，反应釜温度为150℃，压力为1100KPa，终酸为4g/L，除铁渣与硫化锌精矿干渣重量比为1:5。
进一步地，除铁渣在加入一段氧压浸出反应釜后还会进一步发生沉铁反应：Fe2(SO4)3+(X+3)H2O→Fe2O3·xH2O+3H2SO4，以降低氧压浸出液的酸和铁，使浸出液的Fe3+小于1g/L，以便于后续除铁。
其中，所述反应釜包括有若干个隔室(比如6个)，除铁渣直接输送至靠后的至少一个隔室中(比如后面4个)。
本发明的优点如下：1、通过控制反应条件使除铁渣中的铁酸锌在反应釜内与硫化锌精矿发生氧化还原反应，同时，除铁渣中未反应完全的焙砂进一步和反应釜内酸反应浸出锌，其处理流程短，不产生废气，投资少，能实现高效、清洁、节能处理除铁渣中锌的目的；
2、除铁渣返回一段氧压浸出反应釜的后几个隔室，除了使除铁渣能高效回收外，还可以降低氧压浸出液的酸和铁，使浸出液Fe3+小于1g/l，便于后续除铁工艺。从而解决了传统方法工艺流程长，能耗高，回收成本高的难题。
如此，本发明将除铁渣和锌精矿按一定比例输送至氧压浸出釜，通过控制过程反应参数，实现了除铁渣中铁酸锌和硫化锌精矿的高效协同浸出，实现了除铁渣的高效、清洁、节能处理效果。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图通过具体实施例对本发明做进一步说明：
本实施例中，参照图1，按以下步骤进行操作：
一段氧压浸出反应釜的第一个隔室内按酸锌摩尔比1.2:1连续加入含固量为65％的锌精矿矿浆以及含酸170g/L的电解废酸和含酸20g/L、含铁20g/L的二段浸出液，向反应釜内通入中压蒸汽将温度控制在145℃-155℃，反应釜通入氧气同时小开度开启排气阀门，将压力控制在1100KPa，氧气量为180kg/t干矿，氧气在7个隔间分布为30％、30％、12％、10％、6％、6％、6％。向反应釜内按进矿干量的4‰加入氧压浸出分散剂，将除铁工序产出的除铁渣按硫化锌精矿干量的1/5连续输送至一段氧压浸出反应釜的后几个隔室(如反应釜有6个隔室，一般加入后面4个隔室)，反应时间为90min，反应釜内终酸控制在4g/L。焙砂带入除铁渣中的铁酸锌在反应釜内与硫化锌精矿发生如下氧化还原反应：ZnFe2O4+ZnS+4H2SO4＝2FeSO4+2ZnSO4+S0+4H2O。
除铁渣中未反应完全的焙砂进一步和反应釜内酸反应浸出锌，反应式如下：ZnO+H2SO4＝ZnSO4+H2O，达到高效清洁节能处理除铁渣的目的。此外，除铁渣加入一段氧压浸出反应釜的后几个隔室还会降低氧压浸出液的酸和铁，反应釜内沉铁的主要反应为：Fe2(SO4)3+(X+3)H2O→Fe2O3·xH2O+3H2SO4，锌浸出率达到97.5％，浸出液Fe3+小于1g/L。原料中的硫以硫磺副产品产出，不产生SO2烟气。
传统的火法处理除铁渣，能耗高、污染气体排放量大，已不适合处理除铁渣。除铁渣高温高酸浸出后，浸出渣含锌仍有11％，锌浸出率只有90％，浸出渣仍需火法处理回收锌。浸出液中Fe3+在18g/L，采用针铁矿法除铁前需经过锌精矿将Fe3+还原为Fe2+后，方可中和除铁，除铁流程长、成本高、锌浸出率低。
以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。
Claims (5)
1.一种湿法炼锌除铁渣的处理方法，其特征在于：将湿法炼锌除铁工序产出的除铁渣直接输送至一段氧压浸出反应釜，控制反应釜温度为145℃-155℃，往反应釜内通入氧气控制反应釜内的压力为1000-1200KPa，控制终酸为3.5-4.5g/L，控制除铁渣与反应釜内的硫化锌精矿加入干渣重量比为1:4-6，使除铁渣中的铁酸锌在反应釜内与硫化锌精矿发生氧化还原反应：ZnFe2O4+ZnS+4H2SO4＝2FeSO4+2ZnSO4+S0+4H2O，以实现协同浸出；而除铁渣中未反应完全的焙砂进一步和反应釜内的酸发生反应：ZnO+H2SO4＝ZnSO4+H2O，以浸出锌实现对除铁渣的处理。
2.根据权利要求1所述的湿法炼锌除铁渣的处理方法，其特征在于：反应釜的最佳控制条件为，反应釜温度为150℃，压力为1100KPa，终酸为4g/L，除铁渣与硫化锌精矿干渣重量比为1:5。
3.根据权利要求1或2所述的湿法炼锌除铁渣的处理方法，其特征在于：除铁渣加入一段氧压浸出反应釜后进一步发生沉铁反应：Fe2(SO4)3+(X+3)H2O→Fe2O3·xH2O+3H2SO4，以降低氧压浸出液的酸和铁，使浸出液的Fe3+小于1g/L，以便于后续除铁。
4.根据权利要求1所述的湿法炼锌除铁渣的处理方法，其特征在于：所述反应釜包括有若干个隔室，除铁渣直接输送至靠后的至少一个隔室中。
5.根据权利要求4所述的湿法炼锌除铁渣的处理方法，其特征在于：所述反应釜包括有6个隔室，除铁渣直接输送至后面4个隔室中。
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