專利名稱：一種濕法煉鋅工藝中用硫酸鉛作沉礬劑除鐵的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有色金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種濕法煉鋅工藝，尤其涉及兩段酸浸-低污染鉛黃鐵礬除鐵-硫酸鉛再生濕法煉鋅工藝。
背景技術(shù)：
目前濕法煉鋅除鐵流程中常用的幾種方法有①氫氧化鐵沉淀法，鐵以氫氧化鐵膠體析出，其缺點(diǎn)是固液分離作業(yè)困難，特別是當(dāng)溶液含鐵太高時(shí)，甚至可能導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程無(wú)法進(jìn)行赤鐵礦法沉鐵，鐵以赤鐵礦形式進(jìn)入渣中，但該法需要昂貴的鈦材制造高壓設(shè)備和附設(shè)SO2液化工廠，投資費(fèi)用高，需要一個(gè)用SO2單獨(dú)還原鐵的階段；③針鐵礦法沉鐵，原料中的鐵形成針鐵礦進(jìn)入浸出渣，該法具有稀散金屬隨鐵渣損失量大，中和劑耗量多等缺點(diǎn)；④黃鉀鐵礬法，鐵以黃鐵礬形式進(jìn)入渣中，但同時(shí)給系統(tǒng)帶入了新的雜質(zhì)K+、Na+或NH:。 中國(guó)專利201010538520. X號(hào)公開(kāi)了一種兩段高溫高酸-低污染黃鉀鐵礬除鐵-鐵礬渣酸洗濕法煉鋅工藝，該方法主要包括兩段高溫高酸浸出、低溫預(yù)中和、黃鈉鐵礬法除鐵和鐵礬渣酸洗四個(gè)工藝步驟，在低污染沉礬除鐵之前，先通過(guò)高溫高酸浸出，將鐵最大限度地浸出來(lái)，然后通過(guò)低溫預(yù)中和調(diào)整溶液的酸度，以便在沉礬過(guò)程中不添加中和劑就能滿意地除鐵。該工藝適合處理成分復(fù)雜的鋅精礦，提高金屬回收率，減少污染，利于環(huán)境保護(hù)，便于有價(jià)金屬的綜合回收等。但是，該工藝帶入了 K+、Na+或NH4+等新雜質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供一種工藝方法簡(jiǎn)單，鋅回收率高，鐵-鋅分離流程短，沉礬劑可再生的濕法煉鋅工藝中用硫酸鉛作沉礬劑除鐵方法。本發(fā)明更進(jìn)一步的目的在于，通過(guò)本發(fā)明工藝還可進(jìn)一步回收包括銦、銅在內(nèi)的有價(jià)金屬；且回收率高。本發(fā)明的技術(shù)方案是將由中性浸出工序得到的底流或中性浸出渣經(jīng)過(guò)一段酸浸和二段酸浸階段；其中一段酸浸過(guò)程中將二段酸浸液返回至一段酸浸中，用中性浸出工序得到的底流或中浸渣中和，攪拌，液固比為5 7 I升/公斤，溫度50 60°C，終酸10 15g/L，一段酸浸得到的底流進(jìn)入二段酸浸工序，而所得的上清液進(jìn)入沉礬工序；所述的沉礬工序采用的是鉛黃鐵礬法除鐵，即將一段酸浸得到的上清液加入沉釩劑硫酸鉛和中和劑進(jìn)行除鐵維持pHl. 3 I. 6，溫度90 100°C，硫酸鉛加入量為為鉛鐵元素質(zhì)量比值的I I. 5倍；鉛黃鐵礬渣進(jìn)入酸性浸出工序進(jìn)行硫酸鉛再生；所述的中和劑為氧化鋅或堿式碳酸鋅；所述的酸性浸出工序進(jìn)行硫酸鉛再生，即將鉛黃鐵礬渣渣中加入鋅電解沉積(鋅電積)過(guò)程中產(chǎn)生廢電解液，以及濃硫酸進(jìn)行酸浸，液固比4 6 I升/公斤，溫度90 100°C，始酸275 300g/L;浸出渣返回作沉礬劑或作為煉鉛原料；浸出液經(jīng)凈化后作為制鐵產(chǎn)品的原料來(lái)源。在沉礬工序通過(guò)加入濃度8 10g/L鉛黃鐵礬PbFe6 (SO4)4 (OH) 12晶種進(jìn)一步除鐵。所述一段酸浸的反應(yīng)時(shí)間2 3小時(shí)。所述的沉礬工序的反應(yīng)時(shí)間2 3小時(shí)。所述的酸性浸出工序反應(yīng)時(shí)間3 4小時(shí)。

經(jīng)二段酸浸所得的含鉛渣(也叫做高鉛渣)用于作沉礬劑。所述的沉鐵后液進(jìn)入中性浸出工序。經(jīng)酸性浸出所得的浸出液經(jīng)凈化后得到的凈化渣用于回收包括Cu、In在內(nèi)的有價(jià)金屬。本發(fā)明沉鐵過(guò)程，硫酸鉛再生的反應(yīng)方程式如下pH為I. 3 I. 6時(shí),沉鐵過(guò)程的反應(yīng)式3Fe2 (SO4) 3+PbS04+12H20=PbFe6 (SO4)4 (OH)12 I +6H2S04硫酸鉛再生過(guò)程的反應(yīng)式PbFe6 (SO4) 4 (OH) 12+6H2S04=3Fe2 (SO4) 3+PbS04+12H20本發(fā)明的方法，具體包括以下步驟一段酸浸(即低酸浸出)向二段酸浸液(即高酸浸出液)中加入中性浸出工序得到的底流或中性浸出渣中和，攪拌，液固比為5 7 I升/公斤，反應(yīng)時(shí)間2 5小時(shí)，溫度50 60°C，始酸90 110g/L，終酸10 15g/L，預(yù)中和濃密后的一段酸浸的底流進(jìn)入二段酸浸工序，上清液進(jìn)入沉礬工序；沉礬工序采用鉛黃鐵礬法沉鐵將第一步所得的一段酸浸的底流中加入硫酸鉛和中和劑進(jìn)行除鐵維持pHl. 3
I.6，溫度90 100°C，反應(yīng)時(shí)間3 5小時(shí)，硫酸鉛加入量為I. 4倍理論量，晶種濃度8 10g/L ;沉礬后液進(jìn)入中性浸出工序；鉛黃鐵礬渣進(jìn)入酸浸工序進(jìn)行硫酸鉛再生；酸浸工序硫酸鉛再生在第二步所得礬渣中加入鋅電積的廢電解液、濃硫酸進(jìn)行酸浸，液固比4 6 I升/公斤，溫度90 100°C，反應(yīng)時(shí)間3 5小時(shí)，始酸275 300g/L ;浸出渣返回作沉礬劑；浸出液經(jīng)凈化后制取鐵源產(chǎn)品。本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)I、鋅浸出率高，金屬回收率高，沉鐵率高；2、沉鐵過(guò)程中銦的沉淀率高，有利于銦的回收；3、用硫酸鉛作沉礬劑，不帶入新的雜質(zhì)離子，且可以實(shí)現(xiàn)沉礬劑循環(huán)使用；4、鐵礬渣酸浸工藝的應(yīng)用，進(jìn)一步回收有價(jià)金屬，實(shí)現(xiàn)沉礬劑再生。


附圖I為本發(fā)明具體工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施例旨在說(shuō)明本發(fā)明而不是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步限定。實(shí)施例I :I、以某廠產(chǎn)出的中性浸出渣為原料，經(jīng)低酸浸出、高酸浸出得到的高浸液返低浸，液固比為6 : 1，反應(yīng)時(shí)間3小時(shí)，溫度60°C，獲得如下成分(g噸―1)的預(yù)中和后液Zn 113. 7，In 0.375，Cu I. 588，F(xiàn)e 21. 34，Pb 0. 007, H2SO4H. 3202、向上述5000mL預(yù)中和后液中(即一段酸浸得到的上清液)緩慢加入氧化鋅中和劑，不斷攪拌，當(dāng)溶液PH值穩(wěn)定于I. 5后，升溫至95 °C，加115. 56g硫酸鉛和50gPbFe6(SO4)4(OH) 12晶種，繼續(xù)攪拌3h，整個(gè)過(guò)程用氧化鋅作中和劑，維持酸度不變。過(guò)濾得沉鐵后液 5050mL，其化學(xué)成分為(g I/1) :In 0. 019、Sn 0. 0002、Fe 0. 81, Cu L 2、Cd
0.187。鉛黃鐵礬渣 431. 65g,含 Pb 21. 34%, Fe23. 76%, Znl. 95%, InO. 41%, CuO. 59%,沉鐵率達(dá)96. 15%,沉銦率達(dá)94. 88%。
3、取鋅電積產(chǎn)生的廢電解液和濃硫酸2000mL (始酸300g/L)，升溫至95°C，在不斷攪拌下緩慢加入上述鉛黃鐵礬渣400g，3h后，液固分離后得浸出液2130mL，其化學(xué)成分為(g*L-1):Zn 51. 74,Fe 41. 51、Pb 0.006、In 0. 72,Cu 1.03。鐵和銦的浸出率為 93. 98% 和93. 61%。實(shí)施例2 I、以某廠產(chǎn)出的中性浸出渣為原料，經(jīng)低酸浸出、高酸浸出得到的高酸浸出液返低酸浸出工序，液固比為5 :1，反應(yīng)時(shí)間4小時(shí)，溫度55°C，獲得如下成分(g -r1)的預(yù)中和后液Zn 110. 57，In 0. 356，Cu I. 383，F(xiàn)e 22. 84，Pb 0. 006，H2SO413. 52。2、向上述5000mL預(yù)中和后液中緩慢加入氧化鋅中和劑，不斷攪拌，當(dāng)溶液pH值穩(wěn)定于I. 3后，升溫至950C，加123. 68g硫酸鉛和45g PbFe6 (SO4) 4 (OH) 12晶種，繼續(xù)攪拌4h，整個(gè)過(guò)程用氧化鋅作中和劑，維持酸度不變。過(guò)濾得沉鐵后液5020mL，其化學(xué)成分為(g-L-1):In 0.016、Sn 0. 0002、Fe 0. 97、Cu 0. 96、Cd 0.165。鉛黃鐵礬渣 445. 45g，含 Pb 22. 12%,Fe24. 52%, Znl. 88%, InO. 37%, CuO. 46%，沉鐵率達(dá) 95. 72%，沉銦率達(dá) 93. 69%。3、取鋅電積產(chǎn)生的廢電解液和濃硫酸2000mL (始酸275g/L)，升溫至95°C，在不斷攪拌下緩慢加入上述礬渣400g，4h后，液固分離后得浸出液2150mL，其化學(xué)成分為(g噸―1):Zn 50. 63、Fe 43. 66、Pb 0. 006、In 0. 64、Cu 0. 80。鐵和銦的浸出率為 94. 88% 和 93. 33%。實(shí)施例3 I、以某廠產(chǎn)出的中性浸出渣為原料，經(jīng)低酸浸出、高酸浸出得到的高酸浸出液返回至低酸浸出工序，液固比為7 :1，反應(yīng)時(shí)間5小時(shí)，溫度50°C，獲得如下成分(g L—1)的預(yù)中和后液Zn 105. 26，In 0. 39，Cu I. 5，F(xiàn)e 23. 37，Pb 0. 006，H2SO4H. 45。2、向上述5000mL預(yù)中和后液中緩慢加入氧化鋅中和劑，不斷攪拌，當(dāng)溶液pH值穩(wěn)定于I. 6后，升溫至95。。，加147. 64g硫酸鉛和40g PbFe6(SO4)4(OH)12晶種，繼續(xù)攪拌5h，整個(gè)過(guò)程用氧化鋅作中和劑，維持酸度不變。過(guò)濾得沉鐵后液5070mL，其化學(xué)成分為(gO:In 0. 022,Sn 0. 0002,Fe 0. 93,Cu I. 15,Cd 0.176。礬渣 450. 85g，含 Pb 22. 37%,Fe24. 87%, Znl. 90%, InO. 41%, CuO. 47%，沉鐵率達(dá) 95. 96%，沉銦率達(dá) 94. 21%。3、取鋅電積產(chǎn)生的廢電解液和濃硫酸2000mL (始酸290g/L)，升溫至95°C，在不斷攪拌下緩慢加入上述礬渣400g，5h后，液固分離后得浸出液2210mL，其化學(xué)成分為(g噸―1):Zn 50. 96、Fe 42. 6、Pb 0. 006、In 0. 70、Cu 0. 80。鐵和銦的浸出率為 94. 63% 和 94. 79%。
權(quán)利要求
1.一種濕法煉鋅工藝中用硫酸鉛作沉礬劑除鐵的方法，將由中性浸出工序得到的底流或中性浸出渣經(jīng)過(guò)一段酸浸和二段酸浸階段； 其中一段酸浸過(guò)程中 將二段酸浸液返回至一段酸浸中，用中性浸出工序得到的底流或中浸渣中和，攪拌，液固比為5 7 I升/公斤，溫度50 60°C，終酸10 15g/L，一段酸浸得到的底流進(jìn)入二段酸浸工序，而所得的上清液進(jìn)入沉礬工序； 所述的沉礬工序采用的是鉛黃鐵礬法除鐵，即 將一段酸浸得到的上清液加入沉釩劑硫酸鉛和中和劑進(jìn)行除鐵維持PHL 3 I. 6，溫度90 100°C,硫酸鉛加入量為為鉛鐵元素質(zhì)量比值的I I. 5倍；鉛黃鐵帆洛進(jìn)入酸性浸出工序進(jìn)行硫酸鉛再生；所述的中和劑為氧化鋅或堿式碳酸鋅； 所述的酸性浸出工序進(jìn)行硫酸鉛再生，即 將鉛黃鐵礬渣渣中加入鋅電解沉積過(guò)程中產(chǎn)生廢電解液，以及濃硫酸進(jìn)行酸浸，液固比4 6 I升/公斤，溫度90 100°C，始酸275 300g/L ;浸出渣返回作沉礬劑或作為煉鉛原料；浸出液經(jīng)凈化后作為制鐵產(chǎn)品的原料來(lái)源。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，在沉礬工序通過(guò)加入濃度8 10g/L鉛黃鐵礬PbFe6(SO4)4(OH) 12 晶種進(jìn)一步除鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，所述一段酸浸的反應(yīng)時(shí)間2 3小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，所述的沉礬工序的反應(yīng)時(shí)間2 3小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，所述的酸性浸出工序反應(yīng)時(shí)間3 4小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，經(jīng)二段酸浸所得的含鉛渣用于作沉礬劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，所述的沉鐵后液進(jìn)入中性浸出工序。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的方法，經(jīng)酸性浸出所得的浸出液經(jīng)凈化后得到的凈化渣用于回收包括Cu、In在內(nèi)的有價(jià)金屬。
全文摘要
一種濕法煉鋅工藝中用硫酸鉛作沉礬劑除鐵的方法，包括以下步驟1、對(duì)高酸浸出液進(jìn)行預(yù)中和；2、對(duì)預(yù)中和后液進(jìn)行鉛黃鐵礬法沉鐵得到礬渣；3、對(duì)礬渣酸性浸出，得到浸出渣，可返回作沉礬劑，也可作為煉鉛的原料。本發(fā)明采用鉛黃鐵礬法沉鐵，實(shí)現(xiàn)鐵-鋅分離并形成礬渣，經(jīng)酸性浸出，實(shí)現(xiàn)沉礬劑再生。本發(fā)明工藝方法簡(jiǎn)單、銦、鋅回收率高、鐵-鋅分離流程短，環(huán)境友好，適于工業(yè)化應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)沉礬劑循環(huán)使用。
文檔編號(hào)C22B3/44GK102719666SQ20121021143
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者何靜, 唐朝波, 楊聲海, 楊建廣, 王小能, 王濤, 羅超, 藍(lán)明艷, 郭瑞, 陳永明 申請(qǐng)人:中南大學(xué)