一種濕法煉鋅工藝的制作方法
【技術領域】：
[0001] 本發明屬于冶金工程與環境工程交叉領域，涉及一種濕法煉鋅工藝。
【背景技術】：
[0002] 鋅精礦中伴生鐵，在沸騰焙燒過程中，鐵會與鋅反應生成鐵酸鋅。鐵酸鋅性質穩 定，在中性浸出或低酸浸出時不分解導致以鐵酸鋅形態存在的鋅損失于中浸渣中。為提高 鋅的綜合回收率，工業上采用回轉窯還原揮發法或熱酸浸出法分解鐵酸鋅。回轉窯還原揮 發法是將中浸渣加入還原劑，在1100-120(TC將鐵酸鋅還原為氣態金屬鋅揮發后得到氧化 鋅煙塵。此法能耗高，回收得到的氧化鋅煙塵要經脫除氟氯后，重新進入濕法煉鋅系統進行 浸出才能得到含鋅浸出液，工藝流程長。熱酸浸出法是對中浸渣進行高溫強酸浸出分解鐵 酸鋅。此法強酸高溫浸出設備腐蝕大，由于鋅鐵同時浸出，浸出液要經沉鐵才能進行凈化， 工藝流程長，沉鐵渣的產生不但導致鋅鐵資源的損失，還導致環境污染。綜上所述，鐵酸鋅 的問題是冶金和環境領域亟待解決的難題，迫切需要找到一種有效的方法解決鐵酸鋅的問 題，降低鋅冶煉的生產成本，實現鋅冶煉的源頭減排。
[0003] 目前工業上解決鐵酸鋅問題的措施是將鋅焙砂浸出后，對浸出渣進行處理分解鐵 酸鋅。處理鋅浸渣不但耗費大量能源，損失資源，還帶來環境問題。
[0004] 專利（申請號201410319718. 7)將鋅浸渣配入硫酸銨在300-400°C進行焙燒，利用 硫酸銨分解的氣態產物氨氣和二氧化硫分解鐵酸鋅，經過后期研究發現該法實際上是將鐵 酸鋅分解為鋅鐵硫酸銨鹽。但該法是肯定不能直接用來處理鋅焙砂的。因為鋅焙砂含有大 量的氧化鋅，鐵酸鋅被氧化鋅包裹，硫酸銨分解的氣態產物先與氧化鋅反應，再與氧化鋅中 的鐵酸鋅反應，因此要消耗大量的硫酸銨，不但經濟上不可行，同時大量氨氣嚴重影響后續 的鋅冶煉工藝。此外，硫酸銨的分解溫度為300-500°C，當焙燒溫度超過500°C時，硫酸銨快 速分解釋放氣態產物。而沸騰焙燒產生的鋅焙砂溫度為800-1000 °C，在這個條件下，硫酸銨 分解的氣態產物來不及與鐵酸鋅反應就逃逸了。
【發明內容】
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[0005] 本發明的目的是針對上述存在的問題提供一種濕法煉鋅工藝，在鋅焙砂浸出前解 決鐵酸鋅的問題。通過對熱焙砂保溫取代回轉窯還原揮發法或熱酸浸出法解決鐵酸鋅的問 題，節省能耗，降低生產成本，縮短工藝流程，避免沉鐵渣產生，實現鋅冶煉工藝源頭減排。
[0006] -種濕法煉鋅工藝，直接將鋅精礦沸騰焙燒得到的熱焙砂通入二氧化硫與氧氣的 混合氣體進行保溫，得到的鋅焙砂進行浸出得到硫酸鋅浸出液，硫酸鋅浸出液凈化后進行 電解。
[0007] 上述方法中鋅精礦沸騰焙燒溫度800-1100°C。
[0008] 上述方法中控制S〇y(S02+02)體積比為5-80%，保溫15-90min。
[0009] 上述方法中關閉二氧化硫與氧氣的混合氣體，再在500-700°C保溫30-120min。
[0010] 上述方法中鋅焙砂浸出條件為硫酸濃度不超過90g/L，浸出時間15-120min。
[0011] 上述方法中保溫過程中排放的煙氣用于熱焙砂保溫配氣循環使用或用于制酸。
[0012] 本發明是通過對熱焙砂進行保溫分解鐵酸鋅，而現有的濕法煉鋅工藝是將熱焙 砂冷卻后，進行弱酸浸出，再對浸出渣加溫進行強酸浸出分解鐵酸鋅或將浸出渣干燥后在 1100°C以上還原分解鐵酸鋅。本發明方法利用鋅精礦沸騰焙燒產生的二氧化硫煙氣和熱焙 砂中余熱分解鐵酸鋅，不需外加熱能，有效節省能耗。本發明通過保溫焙砂弱酸浸出對鋅進 行選擇性浸出，浸出液無需沉鐵，沒有沉鐵渣產生，可解決沉鐵渣導致的鋅鐵資源損失環境 污染問題。本發明中鐵酸鋅通過鋅焙砂保溫-弱酸浸出-凈化-電積得到電鋅，而現有的 濕法煉鋅工藝中鐵酸鋅通過弱酸浸出-回轉窯還原分解-除氟氯-浸出-沉鐵-凈化-電 積得到電鋅，或通過弱酸浸出-熱酸浸出-沉鐵-凈化-電積得到電鋅，本發明工藝流程短， 成本低，生產效率高，操作簡單。
[0013] 本發明的有益效果是：通過熱焙砂保溫取代熱酸浸出或回轉窯還原揮發法解決鐵 酸鋅的問題，有效減少傳統濕法煉鋅過程中的能源和資源耗費；通過鋅焙砂保溫-弱酸浸 出解決沉鐵渣的問題，有效提高鋅的綜合回收率，減少環境污染，縮短工藝流程；直接利用 熱焙砂的余熱進行保溫，且熱二氧化硫煙氣循環使用，有效節省能源；二氧化硫煙氣循環使 用不外排，環境友好。
【附圖說明】：
[0014] 圖1本發明工藝流程圖。
【具體實施方式】：
[0015] 實施例1 :
[0016] 將鋅精礦沸騰焙燒后的熱焙砂轉入另一焙燒爐，通入混合氣體，混合氣體組成 S<V(S02+02)體積比為 5%、15%、30%、60%、80%，在 900°C保溫 60min，待爐溫降至 650°C 再關閉混合氣體，保溫30min得到保溫鋅焙砂。混合氣體組成對保溫鋅焙砂中鐵酸鋅分解 率的影響見表1。
[0017] 表1混合氣體組成對鐵酸鋅分解的影響
[0019] 由表1可見，當混合氣體組成S〇y(S02+02)體積比為60%時，鐵酸鋅的分解率最 高，達到72. 94%，此時焙砂中鐵酸鋅含量為4. 05%。
[0020] 實施例2 :
[0021] 將鋅精礦沸騰焙燒后的熱焙砂轉入另一焙燒爐，通入混合氣體，混合氣體組成 S〇y(S02+02)體積比為60%，在900°C保溫，保溫時間為30、60、90、120、150min，待爐溫降至 650°C再關閉混合氣體，保溫30min取出得到保溫鋅焙砂。通氣過程中保溫時間對鐵酸鋅分 解率的影響見表2。
[0022] 表2保溫時間對鐵酸鋅分解的影響
[0024] 由表2可見，當通入二氧化硫混合氣體保溫時間為90min時，鐵酸鋅的分解率已達 最高，達到73. 74%，此時焙砂中鐵酸鋅含量為3. 93%。
[0025] 實施例3 :
[0026] 將在混合氣體組成302八302+02)體積比為60%，900°(：保溫601^11，待爐溫降至 650°C再關閉混合氣體，保溫30min條件下得到的保溫鋅焙砂在浸出液硫酸含量為90g/L， 室溫，液固質量比為10/1的條件下浸出30min得到硫酸鋅浸出液，鋅浸出率和硫酸鋅浸出 液中鐵含量見表3。
[0027] 現有濕法煉鋅工藝將鋅精礦沸騰焙燒后的熱焙砂直接冷卻，測得鋅焙砂中鐵酸鋅 含量，在上述保溫鋅焙砂的浸出條件下進行浸出，鋅浸出率和硫酸鋅浸出液中鐵含量見表 3〇
[0028] 表3本發明與現有濕法煉鋅工藝對比
[0030] 表3結果可見，本發明方法可將鐵酸鋅/總鋅由14. 97%降至3. 93%，鋅浸出率由 79. 6%提高至91. 23%。硫酸鋅浸出液鐵含量為0.05g/L。說明本發明方法通過鋅焙砂保 溫有效分解鐵酸鋅，解決鐵酸鋅的問題；有效控制鐵的浸出，解決沉鐵渣的問題；有效提高 鋅的總回收率。
【主權項】
1. 一種濕法煉鋅工藝，其特征在于：直接將鋅精礦沸騰焙燒得到的熱焙砂通入二氧化 硫與氧氣的混合氣體進行保溫，將保溫后得到的鋅焙砂進行浸出得到硫酸鋅浸出液，硫酸 鋅浸出液凈化后送電積進行電解。2. 根據權利要求1所述的濕法煉鋅工藝，特征在于：鋅精礦沸騰焙燒溫度800-1100°C。3.根據權利要求1或2所述的濕法煉鋅工藝，特征在于：控制SOy(S02+02)體積比為5-80%，保溫15-9〇11^11。4. 根據權利要求1或2所述的濕法煉鋅工藝，其特征在于：關閉二氧化硫與氧氣的混 合氣體，再在500-700°C保溫30-120min。5. 根據權利要求1所述的濕法煉鋅工藝，其特征在于：鋅焙砂浸出條件為硫酸濃度不 超過90g/L，浸出時間15-120min。6. 根據權利要求1所述的濕法煉鋅工藝，其特征在于：保溫過程中排放的煙氣用于熱 焙砂保溫配氣循環使用或用于制酸。
【專利摘要】本發明公開了一種濕法煉鋅工藝。直接將鋅精礦沸騰焙燒得到的熱焙砂通入二氧化硫與氧氣的混合氣體進行保溫，保溫結束后進行一段弱酸浸出得到硫酸鋅浸出液，硫酸鋅浸出液凈化后送電積電解。本方法通過對熱焙砂保溫解決鐵酸鋅的問題，一段弱酸浸出即可有效提取保溫焙砂中鋅，浸出過程中不產生沉鐵渣，浸出渣無需采用高溫熱酸浸出和回轉窯還原揮發處理。有效降低鋅冶煉工藝的生產成本，改善濕法煉鋅工藝的浸出條件，提高鋅的綜合回收率，減少鋅冶煉對環境的危害，實現鋅冶煉工藝的源頭減排。
【IPC分類】C22B1/10, C22B3/08, C22B19/02
【公開號】CN105316493
【申請號】CN201510847096
【發明人】彭兵, 李燕春, 柴立元, 劉恢, 王忠兵, 閔小波
【申請人】中南大學
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年11月27日