一种湿法炼锌工艺中清洁回收铁的方法技术

本发明专利技术的目的是提供一种湿法炼锌工艺中清洁回收铁的方法，其特征是在含铁的硫酸锌溶液中，加入络合剂、螯合剂、黄铵铁矾晶种、碳酸铵和绿色中和剂进行沉矾，液固分离得到黄铵铁矾沉淀和硫酸锌溶液，黄铵铁矾沉淀通过快烧得到纳米硫酸铁。本发明专利技术可解决有价金属进入铁矾渣中的难题，得到清洁的铁矾渣。

A Clean Recovery Method of Iron in Zinc Hydrometallurgy

【技术实现步骤摘要】
一种湿法炼锌工艺中清洁回收铁的方法
本专利技术涉及一种湿法炼锌工艺中清洁回收铁的方法，具体涉及湿法炼锌溶液中黄钾铁矾法除铁。
技术介绍
湿法炼锌工艺主要包括硫化锌精矿焙烧、浸出、净化、电解、熔铸等五道主要工序。其中浸出工序是湿法炼锌的核心工序，是影响湿法炼锌工艺的产能及回收率指标的关键工序。几十年来，已成熟应用的有多种工艺，锌焙烧矿热酸浸出法是20世纪60年代后期随着各种除铁方法研制成功而发展起来的。由于热酸浸出可使铁酸锌溶解，进入溶液中的铁能用黄钾铁矾法、针铁矿法以及赤铁矿法从溶液中有效分离，因此，热酸浸出法在70年代后广泛应用[杨斌.对湿法炼锌中热酸浸出一黄钾铁矾工艺的探讨[J].甘肃冶金，2010，32（3）：56-58]。热酸浸出黄钾铁矾法沉铁的特点是：既能利用高温高酸的方法浸出中性浸出渣中的铁酸锌，又能使溶出的铁从溶液中沉淀分离出来，黄铵铁矾沉淀为晶体（分子式：NH4Fe3(SO4)2(OH)6，简称铁矾渣或铁矾），容易澄清过滤分离，碱试剂耗量少，为铁量的5-8%，铁矾带走一定量的硫酸根，有利于工厂的酸平衡，但此法存在渣量大，渣含锌高含铁低，难以利用，堆存时其可溶重金属污染环境等缺点[金忠.热酸浸出-黄钾铁矾工艺的改进与实践[J].有色冶炼，2002，（1）：9-11]。目前在沉矾过程中为平衡酸常加入焙砂，未完全溶解的焙砂进入铁矾渣中，使渣中的有价金属锌含量增加。谭宏斌等人的专利虽然可以低成本的回收铁矾渣中的铁和硫，但对有价金属的回收成本较高[谭宏斌，侯小强，等.一种回收高浓度氧化硫气体的方法，中国，201710014134.2[P].2017.01.09]。湿法炼锌的硫酸锌溶液中常含有微量的硫酸铟和硫酸银，在沉矾过程中这些贵金属容易进入黄铵铁矾中，影响其回收。在沉矾过程中，不用焙砂平衡酸，开发出新的中和剂，避免有价金属锌损失；加入外加剂（络合剂、螯合剂），避免贵金属在沉矾过程中流失；本专利技术有利于得到清洁的铁矾渣，对黄钾铁矾法的推广具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种湿法炼锌工艺中清洁回收铁的方法，可解决有价金属和贵金属进入铁矾渣中的难题，得到清洁的黄铵铁矾。一种湿法炼锌工艺中清洁回收铁的方法，其特征在于，包括下述步骤：在含铁的硫酸锌溶液中，加入络合剂、螯合剂、黄铵铁矾晶种、碳酸铵和绿色中和剂进行沉矾，液固分离得到黄铵铁矾沉淀和硫酸锌溶液，黄铵铁矾沉淀通过快烧得到纳米硫酸铁。所述络合剂为柠檬酸、顺丁烯二酸、酒石酸中的一种，加入量为黄铵铁矾质量的0.01-0.05%。所述螯合剂为甲基磺酸、乙内酰脲、亚氨基二磺酸铵中的一种，加入量为黄铵铁矾质量的0.01-0.05%。所述黄铵铁矾晶种为黄铵铁矾纳米晶体，加入量为黄铵铁矾质量的0.1-0.5%。所述绿色中和剂为生物氧化铁、生物氢氧化铁中的一种，加入量为黄铵铁矾质量的20-50%。所述液固分离用设备为真空过滤机。相对于现有技术，本专利技术具有以下优点：在硫酸锌溶液中加入络合剂，络合剂与铟形成络合物，在沉矾过程中稳定于溶液中，避免铟进入黄铵铁矾沉淀中。在硫酸锌溶液中加入螯合剂，螯合剂与银形成螯合物，在沉矾过程中稳定于溶液中，避免银进入黄铵铁矾沉淀中。在含铁的硫酸锌溶液中加入黄铵铁矾晶种，晶种粒径为1-100nm，加入晶种容易得到晶粒粗大的黄铵铁矾沉淀，容易液固分离。碳酸铵的加入量根据沉矾过程中黄铵铁矾的化学计量加入，确保铁完全沉淀。绿色中和剂为生物氧化铁或生物氢氧化铁，生物氢氧化铁为硫铁矿在氧化亚铁硫杆菌作用下所得，通过预处理，不含其它杂质；生物氧化铁为废金属铁在嗜铁菌的作用下所得，通过预处理，不含其它杂质。绿色中和剂加入硫酸锌溶液中不会带来新的杂质。绿色中和剂的粒径为纳米级（1-100nm），有利于在硫酸锌溶液中溶解。另外绿色中和剂表面进行了表面处理，加入了包裹剂，包裹剂为硬脂酸、石蜡或油酸中的一种，加入量为中和剂质量的0.1-1%。中和剂表面处理有利于其在溶液中分散，另外包裹剂可控制绿色中和剂的溶解速度，避免溶解过快影响黄铵铁矾晶粒的生长。本专利中的氧化亚铁硫杆菌、嗜铁菌均为常见微生物，微生物的数量为每公斤氧化铁或氢氧化铁约为105个，微生物的营养物为树枝或秸秆通过微生物作用产生的腐殖质；利用微生物得到纳米级氢氧化铁或氧化铁具有成本低的特点，该过程不污染环境，有利于实现绿色生产。本专利中，黄铵铁矾沉淀的晶粒粒径均大于20μm。液固分离用真空过滤机，具有过滤速度快，成本低的特点。黄铵铁矾沉淀通过快烧得到纳米硫酸铁。快烧为铁矾渣与高温空气混合，高温空气温度为300-600℃，铁矾渣在10-30秒的时间内脱水、分解得到硫酸铁，该设备具有效率高、投资低、维护简单的特点。快烧的设备由打散机和热风管道构成，铁矾渣在进料口与热风口进来的热风混合，向下运动通过打散机，再向上从出料口排除。热风管道内安装有螺旋导向叶片，有利于铁矾渣与热风混合，提高传热效率。铁矾渣在与热风同向运动过程中被加热脱水、分解，由于铁矾渣与热风接触时间短，得到的硫酸铁没有被烧结，粒径较细，粒径为1-100nm，纳米硫酸铁反应活性高，有利于后期利用。产生的含氨烟气，可与燃煤烟气中的二氧化碳反应得到碳酸铵，碳酸铵可用于沉矾。纳米级硫酸铁可与硫磺或硫铁矿混合燃烧，用于制备硫酸。纳米级硫酸铁也可以与硫酸铁质量0.1-0.5%的催化剂和硫酸铁质量1-5%的碳粉混合，通过间接加热产生高浓度二氧化硫烟气（SO2浓度大于20%），烟气用于制备硫酸；催化剂为废弃的天然气脱硫催化剂，主要含硫和铁。具体实施方式本专利技术一种湿法炼锌工艺中清洁回收铁的方法，包括：在含铁的硫酸锌溶液中，加入络合剂、螯合剂、黄铵铁矾晶种、碳酸铵和绿色中和剂进行沉矾，液固分离得到黄铵铁矾沉淀和硫酸锌溶液，黄铵铁矾沉淀通过快烧得到纳米硫酸铁。沉矾的原料配方示于表1。本专利技术实施例1-实施例12中，铁矾渣中有价金属锌的质量含量均小于0.5%，铟、银含量均小于5g/t。本专利技术的实施例均可实施并能达到专利技术目的，本专利技术不限于这些实施例。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种湿法炼锌工艺中清洁回收铁的方法，其特征在于，包括下述步骤：在含铁的硫酸锌溶液中，加入络合剂、螯合剂、黄铵铁矾晶种、碳酸铵和绿色中和剂进行沉矾，液固分离得到黄铵铁矾沉淀和硫酸锌溶液，黄铵铁矾沉淀通过快烧得到纳米硫酸铁。

【技术特征摘要】
1.一种湿法炼锌工艺中清洁回收铁的方法，其特征在于，包括下述步骤：在含铁的硫酸锌溶液中，加入络合剂、螯合剂、黄铵铁矾晶种、碳酸铵和绿色中和剂进行沉矾，液固分离得到黄铵铁矾沉淀和硫酸锌溶液，黄铵铁矾沉淀通过快烧得到纳米硫酸铁。2.根据权利要求1所述的一种湿法炼锌工艺中清洁回收铁的方法，其特征在于，所述络合剂为柠檬酸、顺丁烯二酸、酒石酸中的一种，加入量为黄铵铁矾质量的0.01-0.05%。3.根据权利要求1所述的一种湿法炼锌工艺中清洁回收铁的方法，其特征在于，所述螯合剂为甲基磺酸、乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭宏斌，马小玲，侯小强，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51