一種用二氧化硫控制電位法浸出鋅浸出渣的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用二氧化硫控制電位法浸出鋅浸出渣的裝置，屬于濕法冶金技術領域。本裝置由Ⅰ、Ⅱ兩級圓筒型反應器構成，所述ⅠⅡ兩級圓筒型反應器均包括攪拌裝置、反應室、環型進氣室、排氣室和礦漿卸料口，I級反應室的反應室通過礦漿溢流口根據高度差管道連通Ⅱ級反應室的反應室，Ⅱ級反應室的Ⅱ級排氣室通過二氧化硫氣體回流接管連接I級反應室中環型I級進氣室的環形管道。本實用新型提高了有價金屬的浸出率，簡化了工藝流程。
【專利說明】
一種用二氧化硫控制電位法浸出鋅浸出渣的裝置
技術領域
[0001] 本實用新型涉及一種用二氧化硫控制電位法浸出鋅浸出渣的裝置，屬于濕法冶金
技術領域。
【背景技術】
[0002] 閃鋅礦是重要的鋅礦物資源，在其成礦過程中，鐵、銦以類質同象取代閃鋅礦中的 鋅原子，采用機械磨礦和選礦的方法難以使鋅、鐵、銦分離，導致選礦產出的鋅精礦含有較 高的鐵高，并伴生有較高含量的銦、銅等金屬。伴生于鋅精礦中的鐵在硫化鋅精礦焙燒過程 中不可避免的產生大量鐵酸鋅及少量的其他有價金屬的鐵酸鹽，鐵酸鋅在中性浸出過程不 被破壞，與未被溶解的氧化鋅以及幾乎全部的鐵、銦及大部分銅留在鋅浸出渣中。
[0003] 為了破壞鐵酸鋅以便回收鋅和銦，通常需采用回轉窯揮發法或熱酸浸出-沉鐵技 術進行處理。其中回轉窯揮發法能有效破壞鐵酸鋅，產出氧化鋅和氧化銦返回煉鋅流程回 收鋅銦。然而，回轉窯揮發法能耗高，鋅銦回收率低，且產出低濃度二氧化硫煙氣難以治理， 限制了該方法的推廣應用。
[0004] 熱酸浸出是破壞鐵酸鋅的一種有效方法，但在鋅浸出渣的熱酸浸出過程中，鋅、 鐵、銦一同進入溶液中，并且鐵大部分以Fe3+形式存在。隨著浸出渣中大量鐵化合物的溶 解，大量鐵以三價鐵離子的形式進入溶液中，溶液中高濃度的三價鐵離子將極大的提高溶 液的氧化還原電位至700mv以上，難溶的鐵酸鋅穩定性隨著電位的升高而增強，抑制了鋅浸 出渣中鐵酸鋅的溶解，導致金屬浸出率較低。
[0005] 同時由于熱酸浸出液中的鐵幾乎全部為Fe3+，在浸出液后續分離除鐵工藝中，為 了避免沉鐵過程鋅、銦、銅等有價金屬進入鐵渣，通常需要先將浸出液中的Fe3+還原為Fe2 +，再用置換法與中和水解法回收銅、銦。目前常用的方法為在酸性條件下，利用硫化鋅精礦 還原浸出液中的三價鐵離子，但由于精礦利用率低，需添加過量鋅精礦，易導致熱酸浸出液 中的銅生成硫化亞銅沉淀進入還原渣中，且未反應的剩余鋅精礦需專門處理，致使該方法 存在物料中鋅、銦、銅等有價金屬浸出率低、工藝流程復雜、能耗高等問題。
[0006] 因此，如何實現鋅浸出渣的高效浸出、解決鋅鐵分離和有價金屬高效利用的問題 已成為濕法煉鋅的關鍵技術難題。
【發明內容】
[0007] 針對上述現有技術存在的問題及不足，本實用新型提供一種用二氧化硫控制電位 法浸出鋅浸出渣的裝置。本方法采用二氧化硫氣體和鋅精礦協同還原浸出鋅浸出渣，利用 二氧化硫氣體及硫化鋅精礦中硫化物的還原作用和鋅浸出渣中三價鐵的氧化作用，將傳統 的鋅浸出渣熱酸浸出與浸出液還原工藝合并成一個工序完成，同步實現鋅浸出渣中有價金 屬鋅、銦、銅的高效浸出和浸出液中的Fe 3+還原為Fe2+，提高了有價金屬的浸出率，簡化了工 藝流程，創造了后續分離鋅、鐵、銦、銅的有利條件;本裝置簡單、方便，本實用新型通過以下 技術方案實現。
[0008] -種用二氧化硫控制電位法浸出鋅浸出渣的方法，將鋅浸出渣和鋅精礦混合漿 化，在溫度為90~120 °C下通入二氧化硫氣體，在攪拌條件下反應2~4h，將漿化物料進行熱 酸還原浸出，在整個過程中控制體系和終點電位300~500mv，反應完成后獲得Fe 3+小于3g/L 的浸出液。
[0009] 其具體步驟如下：
[0010] ⑴首先將鋅浸出渣和鋅精礦按照質量比為5:1~10:1混合均勻，然后進行漿化得 到漿化物料；
[0011] (2)將步驟（1)得到的漿化物料按照液固比為6~10: lmL/g加入含硫酸130~180g/ L的濕法煉鋅電解后液，在溫度為90~120°C下通入二氧化硫氣體，在攪拌條件下反應2~ 4h，將漿化物料進行熱酸還原浸出，在整個過程中控制體系和終點電位300~500mv，反應完 成后獲得Fe 3+小于3g/L的浸出液。
[0012] -種用二氧化硫控制電位法浸出鋅浸出渣的裝置，由Ι、Π 兩級圓筒型反應器構 成，所述Ι、Π 兩級圓筒型反應器均包括攪拌裝置、反應室、環型進氣室、排氣室和礦漿卸料 口9,1兩級圓筒型反應器的I級反應室15和Π 兩級圓筒型反應器中的Π 級反應室16內部均 插入攪拌裝置，I級反應室15和Π 級反應室16底部均設有礦漿卸料口9,1級反應室15內部從 上之下依次設有環型尾氣吸收室3、1級排氣室19、環型I級進氣室17、與環型I級進氣室17環 型管道相通的進氣管13，Π 級反應室16從上至下依次設有Π 級排氣室20、環型Π 級進氣室 18、與環型Π 級進氣室18環型管道相通的進氣管13，1級反應室15頂部一側設有尾氣排放口 2，I級反應室15-側下部設有礦漿加料接管7和加熱蒸汽接管6，加熱蒸汽接管6中的蒸汽出 口位于I級反應室15加入的漿料液面下端，I級反應室15設有進氣管13的反應室通過礦漿溢 流口 12根據高度差管道連通Π 級反應室16設有進氣管13的反應室，Π 級反應室16的Π 級排 氣室20通過二氧化硫氣體回流接管4連接I級反應室15中環型I級進氣室17的環形管道，Π 級反應室16未與I級反應室15連通的另一側底部設有二氧化硫氣體接入口 5、加熱蒸汽接管 6和Π 級反應室礦漿溢流管8。
[0013] 所述攪拌裝置包括驅動電機1、與驅動電機1連接的攪拌器10,攪拌器10通過攪拌 軸密封套管21與吸收室或進氣室密封，攪拌器10通過密封軸承14與排氣室密封。
[0014] 所述Π 級反應室礦漿溢流管8末端設有礦漿溢流口 12。
[0015] 上述用二氧化硫控制電位法浸出鋅浸出渣的裝置使用方法為：
[0016] (1)將漿化物料和濕法煉鋅電解后液通過栗通入到上述礦漿加料接管7進入I級反 應室15中，并從加熱蒸汽接管6中通入蒸汽加熱到90~120°C，同時從二氧化硫氣體接入口 5 通入二氧化硫氣體，并通過進氣管13通入到物料中，根據礦漿流量控制熱酸還原浸出1~2h 后從礦漿溢流口 12中流入到Π 級反應室16中；
[0017] (2)物料進入到Π 級反應室16中與從二氧化硫氣體接入口 5通入二氧化硫氣體，并 通過進氣管13通入到物料中的二氧化硫氣體繼續進行熱酸還原浸出，反應完成后剩余的二 氧化硫氣體通過Π 級排氣室20、二氧化硫氣體回流接管4進入I級反應室15中通過進氣管13 與新的漿料進行反應，最后剩余的二氧化硫氣體通過I級排氣室19,最后通過環型尾氣吸收 室3的吸收最終性尾氣排放口 2排出，浸出反應完成后物料可通過Π 級反應室礦漿溢流管8 末端設有礦漿溢流口 12排出。
[0018] 本實用新型的有益效果是：
[0019] ⑴本方法采用二氧化硫氣體和鋅精礦協同還原浸出鋅浸出渣，將浸出液中Fe3+被 還原為Fe2+，解決了鋅浸出渣溶解過程中較高的溶液電位對鐵酸鋅溶解過程的抑制問題，同 時又促進了物料中鋅、銦、銅的溶解，避免了單獨采用鋅精礦還原浸出時銅以硫化亞銅沉淀 進入浸出渣中和單獨采用二氧化硫還原浸出時導致的浸出體系酸不平衡的問題，提高了有 價金屬浸出率，實現了鋅、銦、銅的浸出率分別達98%、96%、97%以上；
[0020] (2)采用二氧化硫氣體處理鋅浸出渣，可使鐵酸鋅中鐵離子以二價鐵的形式進入 到硫酸溶液中，降低了浸出過程的酸耗，使溶液中Fe3+小于3g/L，增大了鐵離子的穩定區間， 避免了溶液酸度變化導致鐵離子沉淀造成的有價金屬的損失，為實現浸出液中鋅、銅、銦等 與鐵的高效分離和利用創造了有利條件，簡化了工藝流程，降低生產能耗，提高了資源利用 率；
[0021] (3)本裝置采用兩級逆流配置的連續進出料反應器，將廢電解液和鋅浸出渣混合 漿化連續栗入到第I級反應器，反應一定時間后連續自流至第Π 級反應器，反應后的礦漿由 第Π 級反應器排出；將二氧化硫氣體通入到第Π 級反應器，第Π 級反應器排出的尾氣逆流 至第I級反應器，使二氧化硫氣體在第I級反應器內充分反應，在第Π 級反應器內存在足量 的二氧化硫可實現鋅浸出渣中有價金屬的高效提取，在第I級反應器內存在過量的鋅浸出 渣可實現二氧化硫的高效利用，從而達到了尾氣零排放，避免了環境污染。
【附圖說明】
[0022] 圖1是本實用新型裝置結構示意圖。
[0023] 圖中：1_驅動電機，2-尾氣排放口，3-環型尾氣吸收室，4-二氧化硫氣體回流接管， 5_二氧化硫氣體接入口，6-加熱蒸汽接管，7-礦漿加料接管，8-Π 級反應室礦漿溢流管，9-礦漿卸料口，10-攪拌器，11-1級反應室礦漿溢流管，12-礦漿溢流口，13-進氣管，14-密封軸 承，15-1級反應室，16-Π 級反應室，17-環型I級進氣室，18-環型Π 級進氣室，19-1級排氣 室，20- Π 級排氣室，21-攪拌軸密封套管。
【具體實施方式】
[0024] 下面結合附圖和【具體實施方式】，對本實用新型作進一步說明。
[0025] 實施例1
[0026] 該用二氧化硫控制電位法浸出鋅浸出渣的方法，其具體步驟如下：
[0027] (1)首先將1000g鋅浸出渣和鋅精礦按照質量比為5:1混合均勻，然后進行漿化得 到漿化物料;其中鋅浸出渣和鋅精礦的成分如表1所示；
[0028] 表1主要化學成分含量(wt·%)
[0029]
[0030] (2)將步驟（1)得到的澩化物科按照淞回比為6: lmL/g加人含硫酸180g/L的濕法煉 鋅電解后液，在溫度為90 °C條件下通入0.1 MPa二氧化硫氣體，在攪拌條件下反應4h，在整個 過程中控制體系和終點電位300mv，反應完成后獲得Fe3+小于3g/L的浸出液。
[0031] 本實施例中鋅的浸出率為98.1%，銦的浸出率為96.2%、銅的浸出率為97.3%，浸出 液中Fe 3+濃度為2.97g/L。
[0032] 如圖1所示，該用二氧化硫控制電位法浸出鋅浸出渣的裝置，由Ι、Π 兩級圓筒型反 應器構成，所述Ι、Π 兩級圓筒型反應器均包括攪拌裝置、反應室、環型進氣室、排氣室和礦 漿卸料口 9,1兩級圓筒型反應器的I級反應室15和Π 兩級圓筒型反應器中的Π 級反應室16 內部均插入攪拌裝置，I級反應室15和Π 級反應室16底部均設有礦漿卸料口9,1級反應室15 內部從上之下依次設有環型尾氣吸收室3、1級排氣室19、環型I級進氣室17、與環型I級進氣 室17環型管道相通的進氣管13，Π 級反應室16從上至下依次設有Π 級排氣室20、環型Π 級 進氣室18、與環型Π 級進氣室18環型管道相通的進氣管13，1級反應室15頂部一側設有尾氣 排放口 2，I級反應室15-側下部設有礦漿加料接管7和加熱蒸汽接管6，加熱蒸汽接管6中的 蒸汽出口位于I級反應室15加入的漿料液面下端，I級反應室15設有進氣管13的反應室通過 礦漿溢流口 12根據高度差管道連通Π 級反應室16設有進氣管13的反應室，Π 級反應室16的 Π 級排氣室20通過二氧化硫氣體回流接管4連接I級反應室15中環型I級進氣室17的環形管 道，Π 級反應室16未與I級反應室15連通的另一側底部設有二氧化硫氣體接入口5、加熱蒸 汽接管6和Π 級反應室礦漿溢流管8。
[0033] 其中攪拌裝置包括驅動電機1、與驅動電機1連接的攪拌器10,攪拌器10通過攪拌 軸密封套管21與環型尾氣吸收室3或進氣室(環型Π 級進氣室18和環型I級進氣室17)密封， 攪拌器10通過密封軸承14與排氣室密封；Π 級反應室礦漿溢流管8末端設有礦漿溢流口 12。 [0034] 實施例2
[0035] 該用二氧化硫控制電位法浸出鋅浸出渣的方法，其具體步驟如下：
[0036] (1)首先將1000g鋅浸出渣和鋅精礦按照質量比為8:1混合均勻，然后進行漿化得 到漿化物料;其中鋅浸出渣和鋅精礦的成分如表1所示；
[0037] (2)將步驟（1)得到的漿化物料按照液固比為8:lmL/g加入含硫酸150g/L的濕法煉 鋅電解后液，在溫度為120°C條件下通入0.3MPa二氧化硫氣體，在攪拌條件下反應3h，在整 個過程中控制體系和終點電位400mv，反應完成后獲得Fe3+小于3g/L的浸出液。
[0038] 本實施例中鋅的浸出率為98.3%，銦的浸出率為96.3%、銅的浸出率為97.2%，浸出 液中Fe3+濃度為2.91g/L。
[0039] 如圖1所示，該用二氧化硫控制電位法浸出鋅浸出渣的裝置，由Ι、Π 兩級圓筒型反 應器構成，所述Ι、Π 兩級圓筒型反應器均包括攪拌裝置、反應室、環型進氣室、排氣室和礦 漿卸料口 9,1兩級圓筒型反應器的I級反應室15和Π 兩級圓筒型反應器中的Π 級反應室16 內部均插入攪拌裝置，I級反應室15和Π 級反應室16底部均設有礦漿卸料口9,1級反應室15 內部從上之下依次設有環型尾氣吸收室3、1級排氣室19、環型I級進氣室17、與環型I級進氣 室17環型管道相通的進氣管13，Π 級反應室16從上至下依次設有Π 級排氣室20、環型Π 級 進氣室18、與環型Π 級進氣室18環型管道相通的進氣管13，1級反應室15頂部一側設有尾氣 排放口 2，I級反應室15-側下部設有礦漿加料接管7和加熱蒸汽接管6，加熱蒸汽接管6中的 蒸汽出口位于I級反應室15加入的漿料液面下端，I級反應室15設有進氣管13的反應室通過 礦漿溢流口 12根據高度差管道連通Π 級反應室16設有進氣管13的反應室，Π 級反應室16的 Π 級排氣室20通過二氧化硫氣體回流接管4連接I級反應室15中環型I級進氣室17的環形管 道，Π 級反應室16未與I級反應室15連通的另一側底部設有二氧化硫氣體接入口5、加熱蒸 汽接管6和Π 級反應室礦漿溢流管8。
[0040] 其中攪拌裝置包括驅動電機1、與驅動電機1連接的攪拌器10,攪拌器10通過攪拌 軸密封套管21與環型尾氣吸收室3或進氣室(環型Π 級進氣室18和環型I級進氣室17)密封， 攪拌器10通過密封軸承14與排氣室密封；Π 級反應室礦漿溢流管8末端設有礦漿溢流口 12。 [0041 ] 實施例3
[0042] 該用二氧化硫控制電位法浸出鋅浸出渣的方法，其具體步驟如下：
[0043] (1)首先將1000g鋅浸出渣和鋅精礦按照質量比為10:1混合均勻，然后進行漿化得 到漿化物料;其中鋅浸出渣和鋅精礦的成分如表1所示；
[0044] (2)將步驟（1)得到的漿化物料按照液固比為10:lmL/g加入含硫酸130g/L的濕法 煉鋅電解后液，在溫度為100°c條件下通入0.3MPa二氧化硫氣體，在攪拌條件下反應2h，在 整個過程中控制體系和終點電位500mv，反應完成后獲得Fe3+小于3g/L的浸出液。
[0045] 本實施例中鋅的浸出率為98.6%，銦的浸出率為96.1%、銅的浸出率為97.5%，浸出 液中Fe3+濃度為2.89g/L。
[0046] 如圖1所示，該用二氧化硫控制電位法浸出鋅浸出渣的裝置，由Ι、Π 兩級圓筒型反 應器構成，所述Ι、Π 兩級圓筒型反應器均包括攪拌裝置、反應室、環型進氣室、排氣室和礦 漿卸料口 9,1兩級圓筒型反應器的I級反應室15和Π 兩級圓筒型反應器中的Π 級反應室16 內部均插入攪拌裝置，I級反應室15和Π 級反應室16底部均設有礦漿卸料口9,1級反應室15 內部從上之下依次設有環型尾氣吸收室3、1級排氣室19、環型I級進氣室17、與環型I級進氣 室17環型管道相通的進氣管13，Π 級反應室16從上至下依次設有Π 級排氣室20、環型Π 級 進氣室18、與環型Π 級進氣室18環型管道相通的進氣管13，1級反應室15頂部一側設有尾氣 排放口 2，I級反應室15-側下部設有礦漿加料接管7和加熱蒸汽接管6，加熱蒸汽接管6中的 蒸汽出口位于I級反應室15加入的漿料液面下端，I級反應室15設有進氣管13的反應室通過 礦漿溢流口 12根據高度差管道連通Π 級反應室16設有進氣管13的反應室，Π 級反應室16的 Π 級排氣室20通過二氧化硫氣體回流接管4連接I級反應室15中環型I級進氣室17的環形管 道，Π 級反應室16未與I級反應室15連通的另一側底部設有二氧化硫氣體接入口5、加熱蒸 汽接管6和Π 級反應室礦漿溢流管8。
[0047] 其中攪拌裝置包括驅動電機1、與驅動電機1連接的攪拌器10,攪拌器10通過攪拌 軸密封套管21與環型尾氣吸收室3或進氣室(環型Π 級進氣室18和環型I級進氣室17)密封， 攪拌器10通過密封軸承14與排氣室密封；Π 級反應室礦漿溢流管8末端設有礦漿溢流口 12。
[0048] 以上結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作了詳細說明，但是本實用新型并不 限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本實用 新型宗旨的前提下作出各種變化。
【主權項】
1. 一種用二氧化硫控制電位法浸出鋅浸出渣的裝置，其特征在于：由I、Π 兩級圓筒型 反應器構成，所述ι、π兩級圓筒型反應器均包括攪拌裝置、反應室、環型進氣室、排氣室和 礦漿卸料口（9)，I兩級圓筒型反應器的I級反應室（15)和Π 兩級圓筒型反應器中的Π 級反 應室（16)內部均插入攪拌裝置，I級反應室（15)和Π 級反應室（16)底部均設有礦漿卸料口 (9)，I級反應室（15)內部從上之下依次設有環型尾氣吸收室（3)、1級排氣室（19)、環型I級 進氣室（17)、與環型I級進氣室（17)環型管道相通的進氣管（13)，Π 級反應室（16)從上至下 依次設有Π 級排氣室（20)、環型Π 級進氣室（18)、與環型Π 級進氣室（18)環型管道相通的 進氣管（13)，I級反應室（15)頂部一側設有尾氣排放口（2)，I級反應室（15)-側下部設有礦 漿加料接管(7 )和加熱蒸汽接管(6 )，加熱蒸汽接管(6)中的蒸汽出口位于I級反應室（15 )加 入的漿料液面下端，I級反應室（15)設有進氣管（13)的反應室通過礦漿溢流口（12)根據高 度差管道連通Π 級反應室（16)設有進氣管（13)的反應室，Π 級反應室（16)的Π 級排氣室 (20)通過二氧化硫氣體回流接管（4)連接I級反應室（15)中環型I級進氣室（17)的環形管 道，Π 級反應室（16)未與I級反應室（15)連通的另一側底部設有二氧化硫氣體接入口（5)、 加熱蒸汽接管(6)和Π 級反應室礦漿溢流管(8)。2. 根據權利要求1所述的用二氧化硫控制電位法浸出鋅浸出渣的裝置，其特征在于:所 述攪拌裝置包括驅動電機（1)、與驅動電機（1)連接的攪拌器（10)，攪拌器（10)通過攪拌軸 密封套管(21)與吸收室或進氣室密封，攪拌器(10)通過密封軸承(14)與排氣室密封。3. 根據權利要求1所述的用二氧化硫控制電位法浸出鋅浸出渣的裝置，其特征在于:所 述Π 級反應室礦漿溢流管(8)末端設有礦漿溢流口（ 12)。
【文檔編號】C22B58/00GK205528953SQ201620057641
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月21日
【發明人】鄧志敢, 魏昶, 張帆, 李興彬, 李存兄, 樊剛, 李旻廷
【申請人】昆明理工大學