从铁含量高的硫化锌精矿开始回收含硫介质中的锌的湿法冶金方法技术

本发明专利技术公开了一种从铁含量高的硫化锌精矿回收含硫介质中的锌的湿法冶金方法，基于使不含铁的溶液或者铁含量低的溶液以所获得的最终酸度条件对于铁以黄钾铁矾形式有效沉淀来说理想的方式再循环，在本发明专利技术的一种变化形式中，使锌精矿经历以下阶段：a、焙烧所述锌精矿的至少一部分；b、中性浸提，使氧化锌溶解；c、酸浸提，浸提出铁酸锌；d、通过添加锌精矿将所述溶液中所含的所述Fe+++还原为Fe++并且用由阶段f产生的硫酸锌溶液将它稀释以降低Fe++的浓度；e、用焙砂将所述溶液的酸度中和；f、通过注入氧气或者富氧空气并且添加碱或者Na+或NH4+盐使铁氧化并且使黄钾铁矾在不含污染固体的情况下沉淀。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从铁含量高的硫化锌精矿开始回收含硫介质中的锌的湿法冶金方法
本专利技术描述一种回收锌及其它有价值的金属的湿法冶金方法，其特征为具有高提取率，并且在从硫化锌精矿制造电解锌期间产生清洁残余物。这种方法特别适用于处理不同种类的锌精矿，特别是那些铁含量高的锌精矿，并且很好地适合于那些使用称为黄钾铁矾、针铁矿或者直接浸提工艺的工艺的制造车间，从而改善关于金属回收效率以及所产生残余物的质量的结果。
技术介绍
为了从原料(主要是硫化锌精矿)获得锌金属，已经使用了火法冶金和湿法冶金两种途径，不过这两种途径中的第一种由于与这种工艺相关的高操作成本和环境问题而明显地被废弃。湿法冶金工艺多数遵循RLE路线(焙烧、浸提、电解冶金)，不过一些车间(极少)可以避免焙烧精矿，因为它们在高压釜压力下或者在大气压力下对精矿进行直接浸提工艺。直到60年代中期，电解锌车间在浸提区中使用中性浸提阶段和弱酸浸提阶段。这种方式使它们提取焙砂(由焙烧产生的产物)中所含的呈氧化物形式的锌，而与铁化合呈铁酸锌形式的锌未被浸提。这种工艺得到介于85％与90％之间的锌回收率，留下富集铁酸锌的残余物，其中锌含量为17-20％。在1965年，称为黄钾铁矾工艺的工艺开始按工业水平进行使用，如文献ES34601、ES385575和NO108047中所述。这种工艺的实施是将锌回收率成功地提高到90％水平以上所迈出的重要一步。除中性浸提之外，所述工艺还必需两个或两个以上的酸浸提阶段，其中使包含在铁酸锌中的锌和铁溶解产生硫酸锌(ZnSO4)和硫酸铁(Fe2(SO4)3)，与此同时允许分离包含焙砂中所存在的铅和银的残余物。然后，这种包含呈硫酸盐形式的Fe+++并且具有为保持Fe+++呈溶解状态所必需的残余酸度的溶液在阳离子(如Na+、K+或者NH4+)存在下在部分降低酸度并且促使铁以黄钾铁矾(分子式为Me(SO4)2Fe3(OH)6的碱性硫酸盐，其中Me可以是上述阳离子之一)形式沉淀所要求的某些条件下用焙砂处理。随后，并入黄钾铁矾酸洗阶段使得有可能使回收率增加到97％。这种工艺是有效的并且它的操作成本极具竞争性。黄钾铁矾工艺的一种变化形式是文献CA1094819中所述的称为转化工艺的工艺。这种工艺与上述工艺的不同之处在于铁酸盐的浸提与铁以黄钾铁矾形式沉淀同时发生，不过在这种工艺中不可能分离铅-银残余物，从而最终获得包含所有呈黄钾铁矾形式的铁以及焙砂中所含的铅、银以及二氧化硅的单一残余物。黄钾铁矾工艺的另一种变化形式在1981年12月15日的文献US4305914中有所描述。它是如下程序，其中从酸浸提阶段获得的包含呈溶解状态的Fe+++的溶液被冷却，并且在所存在的酸度随后被部分中和之后，为防止由使以黄钾铁矾形式存在的铁沉淀所产生的酸度太高以致阻止沉淀过程，在用硫酸锌溶液将它稀释之后，再次再加热溶液，以使黄钾铁矾在阳离子(如Na+、K+或者NH4+)存在下沉淀。这一顺序消除了对用碚砂中和的需要，从而获得重金属含量低的黄钾铁矾残余物。尽管如此，这种工艺不具成本有效性并且因此尚未按工业水平发展。另一种在黄钾铁矾工艺之后若干年研发的称为针铁矿工艺的工艺描述于文献CA873262中。如同黄钾铁矾工艺的情况那样，这种工艺必需中性浸提阶段和一个或一个以上的以逆流形式操作的酸浸提阶段，并且其中浸提出铁酸盐，与此同时有可能分离铅-银残余物。用锌精矿处理由酸浸提产生的溶液，以便将三价铁(Fe+++)还原为二价铁(Fe++)。在此之后是用焙砂中和部分现有酸度的预中和阶段以及产生针铁矿(FeO(OH))的后续铁氧化和沉淀阶段，其中也使用焙砂来中和在针铁矿形成中所产生的酸度并且使用氧气将Fe++氧化为Fe+++。这种工艺产生与使用黄钾铁矾工艺所获得的百分比(其中所获得的残余物中铁含量通常在28％与32％之间)相比在某种程度上更富含铁(在30％与40％之间)的残余物。然而，这种工艺的锌回收率低于使用黄钾铁矾工艺所获得的锌回收率。在从黄钾铁矾工艺产生的残余物中所发现的一般最终锌含量通常为3-4％的锌，而从针铁矿工艺产生的最终残余物包含多达8-10％的锌。一种使用类针铁矿(paragoethite)的针铁矿工艺的变化形式得到与上述结果类似的结果。当今，存在一定数目的将传统(RLE)工艺与精矿的直接浸提相组合的电解锌车间。在这些车间中，除在直接浸提工艺期间所产生的元素硫之外，通常还产生包含铁(在大多数情况下呈黄钾铁矾形式)以及经处理原料中所含的铅、银和二氧化硅的最终残余物。这些工艺的主要缺点可以概述如下：·虽然锌回收率为可接受的，但在最佳情况下不超过97％，而在使用这些工艺的多数车间中，总回收率介于94％与96.5％之间。·关于铅-银残余物回收的铅和银的百分比通常不超过焙砂中所含的这些金属总量的60-70％；在许多那些车间中这些金属的回收率经常为约50％。其余含量与铁残余物一起损失，从而将它污染。·铜回收率不超过80％，因为铁残余物包含明显数量的这种金属。·伴随铁残余物、黄钾铁矾、针铁矿或者类针铁矿的杂质(已经提及的锌和铅以及在用明显含量的这些元素处理锌精矿时的砷和/或铜)的量意味着残余物不能用于任何其它工艺并且必须储存在安全池中，从而成为主要环境责任。在黄钾铁矾情况下，环境法规不允许它以由锌制造工艺中所产生的形式储存，并且因此，必须首先通过将它与石灰和水泥混合来使它呈惰性(贾罗非斯工艺(jarofixprocess))，然后才可以将它储存在安全池中。·当前，某些国家已经禁止储存这类残余物的做法(荷兰、日本、澳大利亚)，而另一组国家允许它储存在现有池中，但不再准许构建新的储存池(法国、比利时、德国)。随着环境压力增大，这种情形变得更具限制性，从而要求有更清洁并且更有效的技术用于电解锌制造。因此，希望在这个领域中应用的任何新颖技术均将必须能够以有竞争性的成本实现最大金属回收率并且只产生环境可接受的残余物，这些残余物可以进而有利地用于其它工业工艺中，从而消除对永久性储存(一种正如上文所提及的那样在一些国家中不再被准许并且推测起来在不太久的将来在其它国家中也将被禁止的解决方案)的需要。在这点上，在最近的30年期间，在探索一种具有高金属回收率的可管理并且经济上具竞争性的工艺的锌制造领域内已进行了深入的研究工作，不过到目前为止，尚未发现令人满意的解决方案。可以列举的关于这些工作的许多实例之一在文献US4305914中有所描述。这一文献所描述的工艺尝试获得非二价铁金属含量低的黄钾铁矾沉淀物，以使得黄钾铁矾更容易销售。文献WO02/46481A1描述一种似乎满足上述要求的程序，因为对于使铁以黄钾铁矾形式沉淀来说它不需要中和剂。这种程序遵循针铁矿工艺路线，因为除中性浸提之外，它还必需一个或者若干个酸浸提阶段，随后是一个在锌精矿存在下将Fe+++还原为Fe++的还原阶段以及一个中和阶段，在中和阶段期间使用焙砂来部分或完全中和溶液中所存在的酸度。最后，不是继续进行将引起铁以黄钾铁矾形式沉淀的工艺，而是借助于在钠离子、钾离子或者铵离子存在下注入氧气来使黄钾铁矾沉淀，以及在接近于溶液沸点的温度条件下进行黄钾铁矾固体之显著再循环。然而，这种程序呈现出一系列困难，这些困难可能是为什么尚不可能将它应用于工业工艺的原因。实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种从铁含量高的硫化锌精矿回收含硫介质中的锌的湿法冶金方法，其特征在于使所述锌精矿经历以下阶段，其中除阶段a以外，所有这些阶段均在大气压力下进行：a.焙烧所述锌精矿的至少一部分；b.中性浸提，使氧化锌溶解；c.酸浸提，借助于呈废电解液和浓硫酸形式的硫酸浸提出铁酸锌，产生包含介于10g/l与35g/l之间的Fe+++以及介于10g/l与70g/l之间的富含锌和铁的所得硫酸溶液，以及富集所述精矿中所含的铅、银和金的残余物；d.通过以所需比率添加在阶段f期间所获得的锌精矿将由阶段c产生的溶液中所含的所述Fe+++还原为Fe++，以获得允许在阶段f期间在不使用任何除为产生所述阶段f的反应特征所必需的产物以外的中和剂的情况下在pH1.5与10g/l之间的最终酸度下操作的最终Fe++浓度；e.用焙砂使由阶段d产生的溶液的酸度中和，产生pH值在3.8与5.2之间并且最终Fe++浓度允许在阶段f期间在不使用任何除为产生所述阶段f的反应特征所必需的产物以外的中和剂的情况下在pH1.5与10g/l之间的最终酸度下操作的最终溶液；f.通过注入氧气或者富氧空气并且添加碱或者Na+或NH4+盐，使铁氧化并且使黄钾铁矾从由阶段e产生的不含污染固体的溶液中沉淀，产生酸度在pH1.5与10g/l之间的最终溶液。2.一种从铁含量高的硫化锌精矿回收含硫介质中的锌的湿法冶金方法，其特征在于使所述锌精矿经历以下阶段，其中除阶段a以外，所有这些阶段均在大气压力下进行：a.焙烧所述锌精矿的至少一部分；b.中性浸提，使氧化锌溶解；c.酸浸提，借助于呈废电解液和浓硫酸形式的硫酸浸提出铁酸锌，产生包含介于10g/l与35g/l之间的Fe+++以及介于10g/l与70g/l之间的富含锌和铁的所得硫酸溶液，以及富集所述精矿中所含的铅、银和金的残余物；d.通过添加锌精矿将由阶段c产生的溶液中所含的所述Fe+++还原为Fe++；e.用焙砂将由阶段d产生的溶液的酸度中和，并且用由阶段f产生的硫酸锌溶液以所需比率将它稀释，以获得pH值在3.8与5.2之间并且最终Fe++浓度允许在阶段f期间在不使用任何除为产生所述阶段f的反应特征所必需的产物以外的中和剂的情况下在pH1.5与10g/l之间的最终酸度下操作的最终溶液；f.通过注入氧气或者富氧空气并且添加碱或者Na+或NH4+盐，使铁氧化并且使黄钾铁矾从由阶段e产生的不含污染固体的溶液中沉淀，...

【专利技术属性】
技术研发人员：泰姆罗格·加西亚，弗朗西斯科·何塞，
申请(专利权)人：泰姆五有限公司，
类型：
国别省市：