一种铁矾渣综合回收锌的方法技术

本发明专利技术公开了一种铁矾渣综合回收锌的方法，湿法炼锌沉矾工序产生的铁矾渣含锌由不溶锌和水溶锌组成。不溶锌主要成分为ZnS、ZnO·Fe2O3等，水溶锌主要成分为ZnSO4。通过对铁矾渣进行充分搅拌酸性洗涤，可以降低渣含可溶锌含量，提高锌回收率。采用熟石灰中和洗涤后液中残酸，溶液中Fe3+水解，实现锌和铁的分离。经中和除铁后，除铁后液进入P204萃锌工序。采用P204-煤油做有机相，可通过简单地调节溶液的pH值提高锌的萃取效果。本工艺与传统铁矾渣处理工艺相比，具有流程简短、操作简单、成本低廉和无污染的优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，湿法炼锌沉矾工序产生的铁矾渣含锌由不溶锌和水溶锌组成。不溶锌主要成分为ZnS、ZnO·Fe2O3等，水溶锌主要成分为ZnSO4。通过对铁矾渣进行充分搅拌酸性洗涤，可以降低渣含可溶锌含量，提高锌回收率。采用熟石灰中和洗涤后液中残酸，溶液中Fe3+水解，实现锌和铁的分离。经中和除铁后，除铁后液进入P204萃锌工序。采用P204-煤油做有机相，可通过简单地调节溶液的pH值提高锌的萃取效果。本工艺与传统铁矾渣处理工艺相比，具有流程简短、操作简单、成本低廉和无污染的优点。【专利说明】
本专利技术属于锌湿法冶炼
，涉及一种锌湿法冶炼系统铁矾渣综合回收锌的方法。
技术介绍
世界炼锌方法分为火法和湿法两大类。其中，湿法炼锌的优点是较好地满足了环保要求，劳动条件好，金属回收率高，产品质量高，易于实现大规模的连续化、自动化生产。目前，湿法炼锌产量占世界总锌产量的85 %以上。然而，湿法炼锌工艺过程会产生大量的浸出渣，浸出渣过滤后仍夹带着大量的含锌溶液。由于这部分溶液中含锌高，渣中夹带的锌量高，有很大的回收利用价值。为了有效地回收利用浸锌渣中的有价元素，国内外专家学者进行了较为广泛的研究，开发了多种工艺方法，归纳起来有以下几种:回转窑烟化法、选冶联合法、热酸浸出-沉铁法、熔炼-萃 取法、氯化烟化法、合金法等。目前，我国湿法炼锌厂主要采用回转窑烟化法和热酸浸出法处理浸锌渣以回收浸锌渣中的有价元素。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，该方法具有流程简短、操作简单、成本低廉和环境友好的优点，能够经济处理锌浸出渣，显著地增加企业经济效益。本专利技术的主要原理为，铁矾渣经过“酸性洗涤一中和除铁一萃取提锌”的方法，使其中可溶锌得到进一步回收。浸锌渣中所含Zn主要是夹带的浸出液中的ZnSO4，为水溶性锌，用水即可将其洗出。本方法的重点是如何从洗渣水中把锌提取出来，溶剂萃取是其核心技术。本专利技术在锌溶剂萃取研究的基础上，提出浸出渣直接水洗-净化-萃取提锌的工艺流程，该工艺还未见相关报道。其中，水洗采用低浓度的硫酸水溶液(含H2S042~20g/L)。净化采用熟石灰中和水解除铁。选取熟石灰作为中和剂，因为熟石灰易获得，且不容易产生过中和，中和的溶液PH值最大小于6，完全符合除铁过程的要求。熟石灰在中和反应过程中不产生气体，杜绝了冒槽的风险。熟石灰固体颗粒还能为Fe(OH)3的沉淀提供核心，增加了 Fe (OH)3沉淀时的晶核颗粒数，有利于Fe (OH)3的沉淀和团聚。萃取采用P204-煤油做有机相。P204是属于酸性磷类萃取剂，可通过调节溶液的PH值提高锌的萃取效果。与传统的锌浸出渣处理工艺相比，该工艺具有流程简短、操作简单、成本低廉和无污染的优点，能够经济处理锌浸出渣，具有显著地经济效益和社会效益。本专利技术的目的通过下列技术方案实现。，包括以下步骤:(I)铁矾渣酸性洗涤:铁矾渣加入稀硫酸进行常压搅拌洗涤，液固分离得到洗涤后液。(2)洗涤后液中和除铁:向洗涤后液中加入石灰乳，中和除去洗涤后液中的铁离子，中和除铁后液固分离得到除铁后液。洗涤后液含Fe较高，会明显影响萃取-反萃过程。采用熟石灰中和溶液中的游离酸，使Fe3+水解而被除去。(3)除铁后液溶剂萃锌:采用P204-煤油做有机相，萃取除铁后液中的锌离子。可以通过调节溶液的PH值提高锌的萃取效果。(4)反萃:将负载锌离子的有机相反萃，锌离子进入反萃液返回锌湿法冶炼主系统。步骤(1)中，铁矾渣含锌由不溶锌和水溶锌组成，不溶锌主要成分为:ZnS、Zn0.Fe2O3等,水溶锌的主要成分为ZnS04。通过对主系统所产铁矾渣进行充分搅拌酸性洗涤，可以降低渣中水溶锌含量，提高锌回收率。酸性搅拌洗涤控制硫酸浓度为2~20g/L，洗涤周期10~80min，洗涤温度15~85°C，洗涤液固比3~7: I。在此条件下Zn回收率>70%，渣含锌〈I %，溶液含锌2~7g/L，溶液含铁〈0.2g/L。常压搅拌洗涤过程中，有价金属Zn、Fe的可溶盐及部分氧化物进入溶液。步骤(2)中，搅拌洗涤后液加入熟石灰进行中和除铁，中和后液中铁离子浓度<5mg/L，锌离子浓度2~7g/L。中和除铁的反应条件为:反应温度20~90°C，反应时间0.5~6h，控制溶液终点pH2~5。在该条件下，除铁后液Fe〈5mg/L，Zn损失率〈2%，主要化学反应方程式如下 :Ca (OH) 2+H2S04 = CaSO4 I +2H20随着反应进行和pH值上升，Fe离子发生水解沉淀反应。主要化学反应方程式如下:Fe3++3H20 = Fe (OH) 3 丨 +3H.在Fe3+的水解过程中产生一定量的酸，导致溶液的pH值降低，为了中和这些多余的酸，需要加入更多熟石灰，以维持溶液PH在除铁所要求的pH值附近。步骤(3)中，采用P204-煤油对除铁后液进行萃锌及反萃，锌的单级萃取率>75%，可通过增加萃取级数进一步提高锌的萃取率，萃取级数一般为I~3级。溶剂萃锌的反应条件为:P204浓度10~50%，萃取相比1/4~3/2，萃取时间2~25min。在该条件下，锌单级萃取率>75%，主要化学反应方程式如下:Zn2+⑷+nH2R2(0) = ZnR2 (n_ I) H2R2 (。)+2H+⑷式中，H2R2代表Ρ204 二聚体，下标“Α”、“0”分别代表水相和有机相。反萃实际上是萃取的逆过程，当负载有金属离子的Ρ204与含有一定酸度的溶液混合接触时，Ρ204中的金属离子就会被水溶液中氢离子所取代，于是，H+离子由水相转入有机相，而有机相中的金属离子又返回到水相，同时Ρ204得以再生。本专利技术的全流程Zn回收率>85%，可溶锌回收率高。本专利技术方法与传统的锌铁矾渣处理工艺相比，该工艺具有流程简短、操作简单、成本低廉和无污染的优点，能够经济处理锌铁矾渣，可以为企业带来显著地经济效益和社会效益。【专利附图】【附图说明】附图是本专利技术的工艺流程图。【具体实施方式】下面结合实施例对本专利技术做进一步描述。实施例1取200g (干计)铁矾渣渣样(Zn4.44%，Fe29.28%，S12.93%)，W8g/L H2SO4 溶液调成矿浆浓度20%，进行常温搅拌洗涤，经过20min洗涤，锌回收率达到79.60%,铁矾渣含锌0.75%，洗涤后液含铁0.22g/L。取600mL 洗涤后液(Zn4.67g/L，Fe0.22g/L，H2S042.46g/L)，加入中和剂 Ca (OH) 2 进行常温搅拌中和除铁，控制反应终点pH值3~4，经过2h中和除铁，除铁后液含铁<5mg/L，除铁后渣含锌0.12%。取一定量的除铁后液(Zn4.58g/L，Fe<5mg/L, pH = 4.5)，按相比2:3与有机相(30% Ρ204-煤油)进行锌单级萃取，萃取反应温度25°C，混合时间3min。萃余液中含Znl.33g/L，单级锌的萃取率75.0%。实施例2取200g (干计)铁矾渣渣样(Zn4.44%，Fe29.28%，S12.93%)，W8g/L H2SO4 溶液调成矿浆浓度20%，进行常温搅拌洗涤，经过20min洗涤，锌回收率达到79.60%,铁矾渣含锌0.75%，洗涤后液含铁0.22g/L。取600mL 洗涤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁矾渣综合回收锌的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)铁矾渣酸性洗涤：铁矾渣加入稀硫酸进行常压搅拌洗涤，液固分离得到洗涤后液；(2)洗涤后液中和除铁：向洗涤后液中加入石灰乳，中和除去洗涤后液中的铁离子，中和除铁后液固分离得到除铁后液；(3)除铁后液溶剂萃锌：采用P204‑煤油做有机相，萃取除铁后液中的锌离子；(4)反萃：将负载锌离子的有机相反萃，锌离子进入反萃液返回锌湿法冶炼主系统。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋开喜，刘三平，王海北，苏立峰，魏帮，黄胜，张邦胜，邹小平，蒋应平，李相良，王玉芳，李贺，
申请(专利权)人：北京矿冶研究总院，
类型：发明
国别省市：北京;11