通过逆流浸提回收锌的方法技术

本发明专利技术涉及与锌的电解回收相关的含锌物质的浸提方法。根据该方法，三段浸提原料，即锌焙砂和硫化锌，其中沿着固体移动的方向，各段的硫酸的含量升高。在浸提段内形成的固体和溶液在整个工艺中彼此相对逆流地导入。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及浸提与锌的电解回收相关的含锌物质的方法。根据该方法，在中性浸提段内首先浸提锌焙砂(zinc calcine)，然后在精矿(concentrate)浸提和黄钾铁矾沉淀段内浸提所得固体和锌精矿。在低酸浓度下进行精矿的浸提，同时铁以黄钾铁矾的形式沉淀。在转化段内继续精矿浸提，这一步骤在高酸浓度下进行，以便铁氧体(ferrite)也溶解和黄钾铁矾的沉淀继续。在该方法中，固体和溶液彼此逆流地供入到各段内，以便减少在不同段内的中和需要。在中和浸提段内形成的硫酸锌溶液导入到锌的电解沉淀中，和铁从最后的浸提段中以黄钾铁矾形式分离。通过焙烧锌精矿而获得的锌焙砂，在锌的电解沉淀中通常用作起始材料。焙砂的主要成分是氧化锌，ZnO，但一些锌也以锌铁氧体ZnO·Fe2O3形式键合到铁上。锌铁氧体的含量通常相当大，以致于从中回收锌是不可避免的。氧化锌甚至在高pH值下是易溶的，而铁氧体必须在较高的酸含量下浸提。通常在独立的段内进行铁氧体的浸提，在此以溶液形式获得锌和铁这二者。在该溶液可返回到中和浸提段和从该中和浸提段到硫酸锌溶液纯化与电解之前，必须从该溶液中沉淀大多数铁。在例如美国专利No.3434947和No.3493365中公开了上述方法。在工业方法中，氧化锌浸提，即中和浸提，通常在pH 2-5下进行，和铁氧体浸提在介于30-100g H2SO4/l的酸含量下进行。来自铁氧体浸提的溶液(其含有溶解的锌和铁)酸性大，且常常在铁从中沉淀之前预中和。铁氧体的浸提也可与铁的沉淀段结合。该方法被称为转化方法且在美国专利No.3959437中被公开。锌精矿的浸提目前也愈加更大量地与氧化锌或焙砂的浸提相结合。精矿被供入到或者铁氧体浸提中，或者作为独立的压力浸提形式浸提。在精矿浸提中的主要成分是硫化锌ZnS。另外，精矿内的铁键合到黄铁矿FeS2上，和在硫化锌内的一些锌可被铁置换。因此，基于精矿浸提的锌工艺或含有精矿浸提段的那些工艺也要求除铁段。三种铁沉淀工艺在使用中，其中铁以或者黄钾铁矾，例如Na形式，以针铁矿FeOOH形式或者以赤铁矿形式沉淀。当铁以黄钾铁矾或针铁矿形式沉淀时，必须在沉淀中使用中和剂，为的是中和在反应中释放的硫酸。通常中和剂是焙砂。在常规的黄钾铁矾工艺中，在接近溶液沸点的温度下沉淀铁。游离酸被中和到3-5g H2SO4/l(最佳pH 1.5)的数值。在硫酸锌溶液内的铁量为20-35g/l。结果黄钾铁矾达到基本上结晶的形式，这一形式具有有利的沉降性能，钾、钠或铵离子也被供入到溶液中。在例如美国专利No.4676828中公开了针铁矿的沉淀。在该方法中，在进入铁沉淀的硫酸锌溶液内的游离酸含量为4-8g/l，和铁离子含量为1-2g/l。大多数铁为亚铁形式。氧和焙砂被供入到溶液内，以便铁氧化和当pH升高时针铁矿沉淀。当铁以赤铁矿形式沉淀时，它从其中铁首先从三价被还原为二价形式的溶液中出现，然后，在没有中和的情况下，通过氧化水解沉淀铁(1)然后，在约200℃的温度下在高压釜中进行铁的沉淀，氧气的分压为约18bar，这基本上限制了该方法的采用，尽管赤铁矿实际上是铁沉淀的最环境友好的形式。在美国专利No.6475450中公开了锌的回收工艺，其中结合焙砂的浸提和精矿浸提。锌焙砂通常在中和浸提段中浸提，和所得溶液通过溶液纯化被送去电解。中性的浸提残渣(主要由锌铁氧体组成)被送到下一浸提段，该浸提段同时也是锌精矿的浸提段。在来自针铁矿沉淀的固体中的三价铁的辅助下，精矿被浸提到电解回流酸内。调节浸提条件，以便铁氧体溶解。于是从溶解的铁氧体中获得三价铁，另外，来自随后的铁氧化段的三价铁沉淀也返回到该段中，从精矿浸提段中获得含有沉淀形式的锌和二价铁二者的溶液。从精矿浸提段中获得的溶液在下一段，铁氧化段中被氧化成三价，并以针铁矿形式沉淀，但由于该目的，溶液必须首先被中和，和使用锌焙砂进行中和。如此形成的一些沉淀循环回到精矿浸提段中，和一些被送到中和浸提段中。在该专利的流程图中所示的下一段是强酸浸提段，其中铁再次在还原条件下(SO2)溶解，和与此同时供入到氧化段内的焙砂中的铁氧体溶解。根据该专利，铁或者以赤铁矿、黄钾铁矾或者以针铁矿形式沉淀。在铁沉淀段内，铁必须被再氧化成三价铁形式。来自铁沉淀段的硫酸锌溶液被导入到中和浸提段中。在以上所述的美国专利No.6475450中，来自铁氧化段的要循环的沉淀量较大，因为根据反应(1)，需要1mol硫酸铁溶解1mol硫化锌。焙砂通常含有5-15％的铁氧体，以便所有其它三价铁应当被循环到该段内，这是因为没有氧气被供入到精矿浸提段内以供铁氧化。在铁氧化段之后，该工艺具有强的酸浸提作用，在此被氧化成三价的铁再次被浸提。当铁以赤铁矿形式沉淀时，通过将所讨论的溶液送到高压釜中并在那氧化，从而进行沉淀。然而，该专利确实还提及铁可以以黄钾铁矾或针铁矿形式沉淀。如上所述，不可能在强酸浸提之后直接进行黄钾铁矾和针铁矿沉淀，而是必须首先中和该溶液，因此该工艺要求又一个额外段。若用焙砂进行中和，则在焙砂内的至少一些锌受到损失。若包含在焙砂内的所有锌需要回收，则用焙砂中和工艺段总是要添加或者额外段到该工艺中，或者要么减少总的锌产量。美国专利No.5858315还公开了一种方法，其中结合锌精矿的浸提与锌焙砂的浸提。首先对焙砂进行中和浸提，来自所述中和浸提的所得硫酸锌溶液通过溶液纯化被供入到锌的电解沉淀中。残留在中和浸提段内的未溶解的残渣被送到铁氧体浸提段中，在回流酸和氧气存在下发生所述铁氧体的浸提。可或者在同一段中采用铁氧体浸提或者作为独立的段进行精矿浸提。在两段浸提中，来自铁氧体浸提段的溶液(其含有主要为二价形式的来自焙砂的铁和在铁氧体浸提中形成的硫酸锌)被送到精矿浸提段中。氧气也被供入到精矿浸提段中。在最后一个浸提反应器中，用焙砂中和该溶液。未溶解的沉淀返回到铁氧体浸提段中，和富锌与铁的溶液被导入到铁沉淀段中。纯的焙砂作为中和剂也被供入到铁沉淀段中，和铁与氧气以针铁矿形式沉淀。来自铁沉淀段的硫酸锌溶液被送到中和浸提段中。在美国专利No.5858315中所述的方法中存在数段，因为该方法尝试从用作中和剂的焙砂中回收锌。另外，铁的沉淀总是以独立段的形式进行。美国专利No.6340450公开了直接锌浸提的方法，其中首先在中和浸提段中进行锌焙砂的浸提。由中和浸提获得的溶液通过溶液纯化被导入到锌电解段中，和所形成的沉淀被导入到转化段中，其中硫化锌精矿也被导入到所述转化段中。在转化段中，焙砂的铁氧体与锌精矿一起溶解，与此同时铁以黄钾铁矾形式沉淀。根据该专利的一个实施方案(图2)，当铁氧体溶解和黄钾铁矾开始沉淀时，锌精矿被送到转化段的一端。调节转化段的硫酸含量到10-40g/l的区域内。在转化段之后，在黄钾铁矾的过滤中，分离的硫酸锌溶液被导引回到中和浸提段中。在美国专利No.6340450所述的方法中，在相对高酸浓度下进行中和和精矿浸提段。含有硫酸锌的所得溶液被送到中和浸提段中，和由于在该溶液内存在酸，因此必须在中和浸提段内中和它。溶液的酸含量越高，在溶液内的铁含量也一般来说越高。结果在该工艺中铁的循环增加。在以上所述的所有方法中，固体和溶液基本上同向流动，这引起中和和/或多段工艺的较大需求。现在已开发了一种新方法浸提与锌本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从与锌的电解沉淀相关的锌焙砂和硫化锌精矿中回收锌的方法，其中从第一浸提段中获得的硫酸锌溶液通过溶液纯化导入到锌电解中，和包含在原料内的铁以黄钾铁矾形式沉淀，其特征在于，在大气压条件下和在介于８０℃至该溶液沸点之间的温度下，三段进行锌焙砂和硫化锌精矿的浸提，其中固体和溶液相对于彼此逆流移动，和浸提段的酸含量在固体的流动方向上升高。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A亚维南，M拉缇南，H塔卡拉，
申请(专利权)人：奥图泰有限公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]