CN204198823U - 一种高铁锌精矿湿法炼锌过程沉铁设备 - Google Patents

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曹元庆
李存兄
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Abstract

一种高铁锌精矿湿法炼锌过程沉铁设备。本实用新型属于湿法炼锌装备，特别是涉及一种高铁锌精矿湿法炼锌过程沉铁设备配置。本设备由高压釜、常压密闭反应器和低温常压反应釜三套装置依此串联连接，高压釜前通过加压泵连接高铁硫酸锌溶液池，高压釜后接沉铁装置；高压釜后的沉铁装置出液口接入常压密闭反应器入口，常压密闭反应器出口接沉铁装置；常压密闭反应器的沉铁装置出液口接入低温常压反应釜入口，低温常压反应釜再接沉铁装置。本实用新型解决了高铁硫酸锌溶液锌铁分离和铁渣资源化利用的问题，同时可去除系统中的氟、氯等离子，原料适应性广，流程简单，锌铁分离彻底，优于传统的单一除铁设备。

Description

一种高铁锌精矿湿法炼锌过程沉铁设备
技术领域
本实用新型属于湿法炼锌装备配置，特别是涉及一种高铁锌精矿湿法炼锌过程沉铁设备配置。
背景技术
除铁过程在冶金工业中占有重要地位，特别是在湿法炼锌过程中显得尤为重要。黄钾铁矾法和针铁矿法已经在锌冶金工业中得到了广泛的应用，赤铁矿除铁法目前全世界只有日本秋田饭岛冶炼厂成功用于工业化，我国在此领域的产业化仍属空白。
采用黄钾铁矾法分离铁时，铟和铁一同进入黄钾铁矾渣，然后采用挥发法从铁矾渣中回收铟。同时由于黄钾铁矾渣中含有大量的铅、镉、砷、锌等有害元素，因环境污染严重，该除铁方法的应用受到限制。针铁矿法需先将溶液中的Fe3+还原为Fe2+，用中和水解法回收铟，得到富铟渣。沉铟后液继续中和至pH为2.5~4.2，在85~90℃条件下采用空气氧化除铁，得到针铁矿渣，虽较黄钾铁矾法略高（30~35%），但含锌较高，仍需采用挥发法从针铁矿渣中回收锌和铟。
赤铁矿具有热力学稳定性，这种稳定性确保了和它共沉淀的杂质元素不会浸出而渗入地下水，并且赤铁矿渣含铁量约55~62%，具备潜在的成为钢铁工业原料应用的价值，或成为水泥添加剂。目前，赤铁矿除铁在国内尚无工业应用实例，是实现湿法炼锌锌铁高效分离，清洁生产的重要途径，具有广阔的工业应用前景。然而，采用赤铁矿沉铁工艺时，高压釜所得赤铁矿渣在闪蒸和浓密过程中会有部分铁返溶，使得赤铁矿除铁后液中铁浓度从1~3g/L增加为5~7g/L，难以直接返回浸出系统。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种高铁锌精矿湿法炼锌过程沉铁设备配置，用以解决高铁硫酸锌溶液锌铁分离和铁渣资源化利用的问题，具有原料适应性广，流程简单，锌铁分离彻底的特点，优于传统的单一除铁设备，可广泛用于锌精矿、红土镍矿、黄铜矿等含铁矿物的湿法冶炼除铁工艺，尤其适用于高铁硫化锌精矿的湿法炼锌沉铁工艺。
实现本实用新型所述目的采取的技术方案是：采用三段组合式沉铁设备，该设备由高压釜、常压密闭反应器和低温常压反应釜三套装置依此串联连接，高压釜前通过加压泵连接高铁硫酸锌溶液池，高压釜后接沉铁装置；高压釜后的沉铁装置出液口接入常压密闭反应器入口，常压密闭反应器出口接沉铁装置；常压密闭反应器的沉铁装置出液口接入低温常压反应釜入口，低温常压反应釜再接沉铁装置。
所述的高压釜是由并联的立式高压釜组件与并联的卧式高压釜串联连接，卧式高压釜后依此串联闪蒸槽和冷却槽，冷却槽后连接高压釜的沉铁装置，该沉铁装置各由一台浓密机和压滤机串联成。
常压密闭反应器是由两件以上串联的常压密闭反应器连接成，常压密闭反应器的沉铁装置为一台浓密机，该浓密机的沉淀出口接入高铁锌精矿湿法炼锌的酸浸系统。
低温常压反应釜是由两件以上串联的低温常压反应釜是由两件以上串联的低温常压反应釜连接成，低温常压反应釜的沉铁装置为一台浓密机，该浓密机的沉淀出口接入常压密闭反应器的入口。
常压密闭反应器和低温常压反应釜的入口前都设置有清液池；高压釜前设有加压泵和换热器；低温常压反应釜入口前设有液料泵和给料机。
本设备将高铁锌精矿湿法炼锌产出的高铁硫酸锌溶液经过高压釜高温水热沉淀结晶三氧化二铁，得到含铁5~7g/L的硫酸锌溶液，然后将含铁5~7g/L的硫酸锌溶液经过常压密闭反应器沉淀水合三氧化二铁或黄钾（钠）铁矾，得到含铁0.2~2g/L的硫酸锌溶液，再将含铁0.2~2g/L的硫酸锌溶液经过低温常压反应釜沉淀聚合氢氧化铁，得到满足湿法炼锌电解要求的含铁小于20mg/L硫酸锌溶液。
本实用新型的有益技术效果是：针对传统的单一除铁设备，难以有效处理高铁硫酸锌溶液，采用三段组合式沉铁设备配置解决了高铁硫酸锌溶液锌铁分离和铁渣资源化利用的问题，同时可去除系统中的氟、氯等离子，具有原料适应性广，流程简单，锌铁分离彻底的特点。三段组合式沉铁设备配置优于传统的单一除铁设备，可广泛用于锌精矿、红土镍矿、黄铜矿等含铁矿物的湿法冶炼除铁工艺，尤其适用于高铁锌精矿的湿法炼锌沉铁工艺。
附图说明
图1为本实用新型湿法炼锌过程组合式沉铁系统的示意图。
图中各标号为：1、加压泵，2、立式高压釜，3、卧式高压釜，4、闪蒸槽，5、冷却槽，6、浓密机，7、压滤机，8、清液池，9、液料泵，10、给料机，11、常压密闭反应器，12、浓密机，13、清液池，14、液料泵，15、给料机，16、低温常压反应釜，17、浓密机。
具体实施方式
参见图1，本设备由高压釜、常压密闭反应器和低温常压反应釜三套装置依此串联连接，高压釜前通过加压泵1连接着高铁硫酸锌溶液池，高压釜后接沉铁装置；高压釜后的沉铁装置出液口接入常压密闭反应器入口，常压密闭反应器出口接沉铁装置；常压密闭反应器的沉铁装置出液口接入低温常压反应釜入口，低温常压反应釜再接沉铁装置。高铁硫酸锌溶液经加压泵1进入并联的立式高压釜2组，利用立式高压釜2出口与卧式高压釜3进口之间的压差，使立式高压釜2中的料液自流至对应的卧式高压釜3，卧式高压釜3排出的高温高压矿浆经过闪蒸槽4减压降温后自流至冷却槽5，冷却槽5排出的低温矿浆自流至浓密机6，浓密机6底流经压滤机7压滤后送铁渣资源化利用系统用于综合回收铁，浓密机6溢流存储于清液池8，供常压密闭反应器11使用。
清液池8中含铁5~7g/L的硫酸锌溶液经液料泵9输送至一组串联的常压密闭反应器11，同时将料仓中的锌焙砂用给料机10输送至常压密闭反应器11，常压密闭反应器11排出的矿浆自流至浓密机12，浓密机12底流送酸浸及铜、铟等回收系统产出高铁硫酸锌溶液经经加压泵1进入立式高压釜2，浓密机12溢流存储于清液池13，供低温常压反应釜16使用。
清液池13中含铁0.2~2g/L的硫酸锌溶液经液料泵14输送至一组串联的低温常压反应釜16，同时将料仓中的锌焙砂用给料机15输送至低温常压反应釜16，低温常压反应釜16排出的矿浆自流至浓密机17，浓密机17底流送常压密闭反应器11，浓密机17溢流为满足湿法炼锌电解要求的含铁小于20mg/L硫酸锌溶液，送硫酸锌溶液净化系统。

Claims (5)

1.一种高铁锌精矿湿法炼锌过程沉铁设备，其特征在于：由高压釜、常压密闭反应器和低温常压反应釜三套装置依此串联连接，高压釜前通过加压泵连接高铁硫酸锌溶液池，高压釜后接沉铁装置；高压釜后的沉铁装置出液口接入常压密闭反应器入口，常压密闭反应器出口接沉铁装置；常压密闭反应器的沉铁装置出液口接入低温常压反应釜入口，低温常压反应釜再接沉铁装置。
2.根据权利要求1所述的高铁锌精矿湿法炼锌过程沉铁设备，其特征在于：所述的高压釜是由并联的立式高压釜组件与并联的卧式高压釜串联连接，卧式高压釜后依此串联闪蒸槽和冷却槽，冷却槽后连接高压釜的沉铁装置，该沉铁装置各由一台浓密机和压滤机串联成。
3.根据权利要求1所述的高铁锌精矿湿法炼锌过程沉铁设备，其特征在于：常压密闭反应器是由两件以上串联的常压密闭反应器连接成，常压密闭反应器的沉铁装置为一台浓密机，该浓密机的沉淀出口接入高铁锌精矿湿法炼锌的酸浸系统。
4.根据权利要求1所述的高铁锌精矿湿法炼锌过程沉铁设备，其特征在于：低温常压反应釜是由两件以上串联的低温常压反应釜是由两件以上串联的低温常压反应釜连接成，低温常压反应釜的沉铁装置为一台浓密机，该浓密机的沉淀出口接入常压密闭反应器的入口。
5.根据权利要求2、3或4所述的高铁锌精矿湿法炼锌过程沉铁设备，其特征在于：常压密闭反应器和低温常压反应釜的入口前都设置有清液池；高压釜前设有加压泵和换热器；低温常压反应釜入口前设有液料泵和给料机。
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