一种高铁锌焙砂的处理工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高铁锌焙砂的处理工艺，涉及金属冶炼技术领域，包括有步骤

【技术实现步骤摘要】
一种高铁锌焙砂的处理工艺


[0001]本专利技术涉及金属冶炼
，具体为一种高铁锌焙砂的处理工艺
。

技术介绍

[0002]高铁锌焙砂是高铁闪锌矿经焙烧后所得的产物，主要包括氧化锌
、
铁酸锌和硫酸锌
。
[0003]随着近年来我国工业制造业的快速发展，我国既是世界上最大的锌生产国，又是最大的锌消费国
。
低品位氧化锌矿和高铁锌精矿逐渐成为锌冶炼行业的主要原料
。
提升锌冶炼的工艺水平，提高锌资源综合利用率已尤为重要
。
提高锌焙砂中总锌的浸出率，降低锌提取的成本，减少环境污染是目前锌冶炼企业普遍关心的问题
。
[0004]目前，世界上
80
％以上的锌产于湿法冶炼厂，其主要工艺流程为氧化焙烧
ꢀ‑
低酸浸出
‑
电沉积
。
采用这种工艺处理高铁锌精矿时，由于氧化焙烧过程中生成的氧化锌会与杂质铁反应，生成不溶于弱酸的铁酸锌，所以锌浸出率低 (≤80
％
)。
为了获得高的锌浸出率，将中性浸出渣用高温高酸浸出，虽然锌浸出率可以达到
95
％，但是
80
％以上的铁也同时进入溶液
。
为了不影响后续的电沉积工序，需以铁渣的形式将其从浸出液中除去，因此提出了黄钾铁矾法
、
针铁矿法和赤铁矿法等除铁工艺
。
但是这些工艺流程复杂
、
对设备要求高
、
一次性投入大，且产生大量的沉铁渣无法利用，导致铁资源的浪费，并给环境造成了二次污染
。
[0005]浸出液溶剂浓度是影响锌浸出率和反应速率的重要因素，增大溶剂浓度，锌的浸出率和反应速率随之增大，同时溶剂浓度增大也会引起除杂成本的增加
。
因此提供一种能较大限度提高锌浸出率
、
提高铁的回收，并且具有良好经济价值的方法具有重要的现实意义
。

技术实现思路

[0006](
一
)
解决的技术问题
[0007]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种高铁锌焙砂的处理工艺，解决了传统一种高铁锌焙砂的处理工艺存在锌浸出率低
、
铁浸出率高
、
矿渣中铁
、
铅元素回收利用率低的问题
。
[0008](
二
)
技术方案
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供一种技术方案：一种高铁锌焙砂的处理工艺，包括下列步骤：
[0010]步骤
S1、
高铁闪锌矿的焙砂：称取一定量的矿样放入回转窑中，升温至 650
‑
800℃
温度，通入还原一氧化碳气体，恒温焙烧
50
‑
70min
时间后，焙烧在氮气或二氧化碳气氛下进行，停止通入还原气体，同时停止加热，保护下用水淬冷却高铁闪锌矿后取出样品，得还原焙烧产物；
[0011]步骤
S2、
碱性浸出：称取还原焙砂产物与一定固体氢氧化钙混合均匀倒入容器中，
骤
S2
中得到的浸出残渣
a
为铁锌富集渣，按一定的液固比加入去离子水，以一定的搅拌速度搅拌，在
80℃
碱性溶液中浸出一定时间后取出趁热过滤，得到浸出残渣
a
和浸出液
a
，浸出液
a
中含有大量的锌
、
钙离子；
[0012]步骤
S3、
酸性浸出：步骤
S2
中得到的浸出残渣
a
为铁锌富集渣，含有大量三氧化二铁
、
氧化铁和氧化锌，通过酸性溶液残渣
a
中的锌和铁，得到浸出液
b
，检测浸出液中的锌离子
、
铁离子含量；
[0013]步骤
S4、
去除浸出液
b
中铁离子：首先通过添加氯化钡溶液，去除浸出液
b
中的硫酸根，再分离铁离子和锌离子，若铁离子含量少加入锌粉还原，得到铁粉，铁量多则通入过量氨水使铁离子沉淀，得到氢氧化铁，过滤得到溶液
c
；
[0014]步骤
S5、
沉淀锌，将溶液
c
与浸出液
a
混合，通过电沉积法得到锌锭
。
[0015]优选的，步骤
S1
中，所述焙砂中发生如下反应：
[0016]3ZnFe2O4+CO
＝
3ZnO+2Fe3O4+CO2
；
[0017]ZnFe2O4+CO
＝
ZnO+2FeO+CO2
；
[0018]ZnO+CO
＝
Zn+CO2
；
[0019]ZnSO4+4CO
＝
ZnS+4CO2。
[0020]优选的，所述焙烧条件为：焙烧时间为
50
‑
70min
，温度
650℃、
一氧化碳分压8％，一氧化碳占焙烧气体气氛比
30
％，在温度为
650℃
时铁酸锌首先分解为四氧化三铁和氧化锌，在温度在
650
‑
850℃
温度范围内，随着温度上升，四氧化三铁分解为氧化铁
。
[0021]优选的，所述锌和铁的浸出率的检测方法为：取
2mL
浸出液用
EDTA
滴定法分析锌含量，计算浸出率；将浸出液稀释
50
倍后进行
ICP
‑
AES
分析，测定铁的浸出率
。
[0022]优选的，根据权利要求1所述的一种高铁锌焙砂的处理工艺，其特征在于：所述焙烧条件为：焙烧时间为
50
‑
70min
，温度
650℃、
一氧化碳分压8％，一氧化碳占焙烧气体气氛比
30
％，在温度为
650℃
时铁酸锌首先分解为四氧化三铁和氧化锌，在温度在
650
‑
850℃
温度范围内，随着温度上升，四氧化三铁分解为氧化铁
。
[0023]优选的，所述碱性浸出中氢氧化钙溶液浓度为
4mol/L
，液固比为
12:1
，搅拌速度
450
‑
550r/min
，浸出时间为
60min
，锌浸出率达
86.5
‑
90.6
％，铁的浸出率在
1.42
％
‑
0.25
％
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高铁锌焙砂的处理工艺，包括还原焙砂
、
碱性浸出
、
电沉积
、
酸浸，其特征在于，包括下列步骤：步骤
S1、
高铁闪锌矿的焙砂：称取一定量的矿样放入回转窑中，升温至
650
‑
800℃
温度，通入还原一氧化碳气体，恒温焙烧
50
‑
70min
时间后，焙烧在氮气或二氧化碳气氛下进行，停止通入还原气体，同时停止加热，保护下用水淬冷却高铁闪锌矿后取出样品，得还原焙烧产物；步骤
S2、
碱性浸出：称取还原焙砂产物与一定固体氢氧化钙混合均匀倒入容器中，骤
S2
中得到的浸出残渣
a
为铁锌富集渣，按一定的液固比加入去离子水，以一定的搅拌速度搅拌，在
80℃
碱性溶液中浸出一定时间后取出趁热过滤，得到浸出残渣
a
和浸出液
a
，浸出液
a
中含有大量的锌
、
钙离子；步骤
S3、
酸性浸出：步骤
S2
中得到的浸出残渣
a
为铁锌富集渣，含有大量三氧化二铁
、
氧化铁和氧化锌，通过酸性溶液残渣
a
中的锌和铁，浸泡时在超声波下，以一定的搅拌速度搅拌，得到浸出液
b
，检测浸出液中的锌离子
、
铁离子含量；步骤
S4、
去除浸出液
b
中铁离子：首先通过添加氯化钡溶液，去除浸出液
b
中的硫酸根，再分离铁离子和锌离子，若铁离子含量少加入锌粉还原，得到铁粉，铁量多则通入过量氨水使铁离子沉淀，得到氢氧化铁，过滤得到溶液
c
；步骤
S5、
沉淀锌，将溶液
c
与浸出液
a
混合，通过电沉积法得到锌锭
。2.
根据权利要求1所述的一种高铁锌焙砂的处理工艺，其特征在于：所述锌和铁的浸出率的检测方法为：取
2mL
浸出液用
EDTA
滴定法分析锌含量，计算浸出率；将浸出液稀释
50
倍后进行
ICP
‑
AES
分析，测定铁的浸出率
。3.
根据权利要求1所述的一种高铁锌焙砂的处理工艺，其特征在于：所述焙烧条件为：焙烧时间为
50
‑
70min
，温度
650℃、
一氧化碳分压8％，一氧化碳占焙烧气体气氛比
30
％，在温度为
650℃
时铁酸锌首先分解为四氧化三铁和氧化锌，在温度在
650
‑
850...

【专利技术属性】
技术研发人员：王德波，
申请(专利权)人：重庆万博再生资源利用有限公司，
类型：发明
国别省市：