一种从锌置换渣中深度浸出锌、铜、镓和锗的方法技术

本发明专利技术公开了一种从锌置换渣中深度浸出锌、铜、镓和锗的方法，首先采用H2SO4作为浸出试剂进行常压浸出，然后对常压浸出渣进行二次氧压浸出，实现常压浸出渣中铜和锌的深度溶出；最后对氧压浸出渣进行控气氛还原挥发，将残余锗挥发进入烟灰后返回氧压浸出，实现了锌置换渣中Cu、Zn、Ga和Ge的深度溶出，提高了有价金属回收率，实现了浸出残渣的无害化与资源化利用。利用。利用。

【技术实现步骤摘要】
一种从锌置换渣中深度浸出锌、铜、镓和锗的方法

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[0001]本专利技术涉及有色金属湿法冶金领域，具体涉及一种从锌置换渣中深度浸出锌、铜、镓和锗的方法。

技术介绍
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[0002]镓、锗是重要的稀散金属，是当代高新技术产业发展的支撑材料，在信息通讯、新能源、现代航空、现代军事等高新
具有广泛应用，是战略性新兴产业发展的重要资源。广东韶关地区凡口铅锌矿是我国最大的铅锌地下开采矿山，矿床中除富含铅、锌、硫外，还富含银、锗、镓等高价值稀贵金属。中金岭南丹霞冶炼厂采用湿法氧压浸出炼锌工艺，镓和锗富集于锌置换渣中。但由于锌置换渣中有价金属种类较多，物相结构较为复杂，镓和锗易以类质同象形式进入SiO2、ZnFe2O4等晶格之中，导致从锌置换渣中提取镓和锗难度较大，镓和锗回收率较低。
[0003]目前，从锌置换渣中高效回收镓和锗主要采用湿法方法处理，根据浸出剂以及浸出方式的不同可分为常压硫酸浸出、硫酸
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氢氟酸浸出、加压硫酸浸出、草酸浸出。
[0004]采用传统硫酸浸出工艺从锌置换渣中回收镓和锗时，镓浸出率超过98％，但置换渣中40％的锗被硅胶包裹而难被H2SO4浸出，锗浸出率仅为60％左右；针对这一问题，王继民等采用硫酸与氢氟酸混合酸浸出镓和锗，该方法可以有效地提高镓和锗的浸出率至98％以上，但氟离子对浸出设备造成严重腐蚀，且含氟废液的去氟化程序也限制了其工业化应用。
[0005]刘付朋等采用高压酸浸的方法处理锌置换渣，通过添加助浸剂硝酸钠或硝酸钙来促进镓和锗的浸出，使Ga、Ge的浸出率分别达到98％和94％以上，但引入硝酸钠以及硝酸钙造成浸出体系变为H2SO4‑
HNO3混合体系，后续从浸出溶液中回收镓和锗工艺更为复杂，且引入的Na
+
引入需要额外开路处理。
[0006]刘志宏等在弱酸性条件下以草酸和双氧水作为浸出试剂从锌置换渣中高效浸出镓和锗，Ga和Ge浸出率达到98％以上，但后续需要将C2O
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以FeC2O4形式沉淀，浸出剂难以再生，生产成本较高。
[0007]因此，如何在硫酸体系中进行锌置换渣中镓和锗的高效浸出，避免传统酸浸过程中硅胶对锗的包裹，突破锌置换渣中Ge的深度提取成为锌冶炼系统中高效回收稀散金属亟待解决的关键问题。

技术实现思路
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[0008]本专利技术的目的是提供一种从锌置换渣中深度浸出锌、铜、镓和锗的方法，首先采用H2SO4作为浸出试剂进行常压浸出，然后对常压浸出渣进行二次氧压浸出，实现常压浸出渣中铜和锌的深度溶出；最后对氧压浸出渣进行控气氛还原挥发，将残余锗挥发进入烟灰后返回氧压浸出，实现了锌置换渣中Cu、Zn、Ga和Ge的深度溶出，提高了有价金属回收率，实现了浸出残渣的无害化与资源化利用。
[0009]本专利技术是通过以下技术方案予以实现的：
[0010]一种从锌置换渣中深度浸出锌、铜、镓和锗的方法，所述的锌置换渣为氧压浸出富含镓和锗的锌精矿，锌浸出液净化工序采用锌粉置换而得，其中Cu、Zn、Ga和Ge含量分别为2％～20％、5％～30％、0.1％～2％和0.1％～2％，该方法包括如下步骤：
[0011](1)一段常压浸出：将锌置换渣磨细至小于50μm，按液固比2.5～10mL/g加入浓度为1～2mol/L的H2SO4溶液，于25～95℃温度中搅拌，进行常压浸出，浸出完成后，固液分离得到常压硫酸浸出液和常压硫酸浸出渣；
[0012](2)二段氧压浸出：将常压硫酸浸出渣按液固比5～10mL/g加入浓度为0.15～0.375mol/L的H2SO4溶液，在温度为100～135℃、氧气分压为0.1～0.8MPa的条件下搅拌，进行加压浸出，浸出完成后，固液分离得到加压硫酸浸出液和加压硫酸浸出渣；加压硫酸浸出液用于回收Ga和Ge；
[0013](3)还原挥发：将加压硫酸浸出渣在惰性气体气氛中进行可控气氛还原挥发，挥发温度为900～1100℃，挥发时间为0.5～4h，挥发完成后获得挥发残渣与富锗烟尘。
[0014]优选地，将富锗烟尘返回步骤(2)中与常压硫酸浸出渣一同加压浸出。
[0015]优选地，步骤(1)中，H2SO4溶液与锌置换渣的液固比为5～10mL/g；所加入的H2SO4溶液的浓度为1
‑
1.5mol/L，在70
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90℃搅拌；所述搅拌是以100～600rpm/min的速度搅拌0.25～4h。
[0016]优选地，步骤(2)中，H2SO4溶液与锌置换渣的液固比为7.5～10mL/g；所加入的H2SO4溶液的浓度为0.2
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0.25mol/L；温度为120
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235℃，氧气分压为0.4
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0.6MPa，搅拌是以100～600rpm/min的速度搅拌0.25～3h。
[0017]优选地，步骤(3)中，挥发温度为1000
‑
1050℃，挥发时间为1
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2h。
[0018]优选地，所述惰性气体为氩气。
[0019]本专利技术首先采用H2SO4作为浸出试剂进行常压浸出，通过控制较高的硫酸浓度、合适的液固比和温度等条件，实现镓的高效浸出；针对常压浸出渣中部分铜和锌以硫化物等形态存在的特点，对常压浸出渣进行二次氧压浸出，控制适中的硫酸浓度(比一段常压浸出硫酸浓度低)，实现常压浸出渣中铜和锌的深度溶出；最后对加压浸出渣进行可控气氛还原挥发，将残余锗挥发成富锗烟尘后返回二段氧压浸出工艺再利用。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0021](1)采用湿法浸出与火法挥发相结合的方法实现了锌置换渣中Cu、Zn、Ga和Ge的深度溶出，有利于提高有价金属回收率；而且在二段氧压浸出过程中再次利用还原挥发得到的富锗烟尘，进一步提高金属的浸出率。
[0022](2)本专利技术在硫酸体系中获得Cu、Zn、Ga和Ge浸出溶液，与现有湿法炼锌硫酸体系相匹配，有利于后续Cu、Zn、Ga和Ge的高效分离回收。
[0023](3)通过湿法浸出与火法挥发相结合的方法获得的挥发残渣主要由硅、氧等元素组成，可进一步加工作为建筑材料，实现了浸出残渣的无害化与资源化利用。
附图说明：
[0024]图1是本专利技术的工艺流程图。
具体实施方式：
[0025]以下是对本专利技术的进一步说明，而不是对本专利技术的限制。
[0026]本专利技术的所有实施例和对比例中，选用同种锌置换渣进行铜、锌、镓和锗的深度浸出实验，锌置换渣经过干燥、球磨、筛分至粒度小于50μm，其中Cu、Zn、Ga和Ge含量分别为11.51％，18.15％，0.56％和1.13％。
[0027]实施例1：
[0028]一种从锌置换渣中深度浸出锌、铜、镓和锗的方法，包括如下步骤：
[0029](1)一段常压浸出：取锌置换渣，按液固比5mL/g加入浓度为2mol/L的H2SO4溶液，于85℃温度中以400rpm/mi本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从锌置换渣中深度浸出锌、铜、镓和锗的方法，其特征在于，所述的锌置换渣为氧压浸出富含镓和锗的锌精矿，锌浸出液净化工序采用锌粉置换而得，其中Cu、Zn、Ga和Ge含量分别为2％～20％、5％～30％、0.1％～2％和0.1％～2％，该方法包括如下步骤：(1)一段常压浸出：将锌置换渣磨细至小于50μm，按液固比2.5～10mL/g加入浓度为1～2mol/L的H2SO4溶液，于25～95℃温度中搅拌，进行常压浸出，浸出完成后，固液分离得到常压硫酸浸出液和常压硫酸浸出渣；(2)二段氧压浸出：将常压硫酸浸出渣按液固比5～10mL/g加入浓度为0.15～0.375mol/L的H2SO4溶液，在温度为100～135℃、氧气分压为0.1～0.8MPa的条件下搅拌，进行加压浸出，浸出完成后，固液分离得到加压硫酸浸出液和加压硫酸浸出渣；加压硫酸浸出液用于回收Ga和Ge；(3)还原挥发：将加压硫酸浸出渣在惰性气体气氛中进行可控气氛还原挥发，挥发温度为900～1100℃，挥发时间为0.5～4h，挥发完成后获得挥发残渣与富锗烟尘。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将步骤(3)富锗烟尘返回步骤(2)中与常压硫酸浸出渣一同加压浸出。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：饶帅，王东兴，曹洪杨，段丽娟，邵彩茹，高远，张伟，陶进长，罗金华，朱薇，袁祥奕，张俊峰，张魁芳，吴才贵，刘志强，
申请(专利权)人：深圳市中金岭南有色金属股份有限公司丹霞冶炼厂，
类型：发明
国别省市：