一种湿法炼锌过程提高铜回收率的方法技术

本发明专利技术提供了一种湿法炼锌过程提高铜回收率的方法，包括以下步骤：ａ）将锌精矿在硫酸溶液中氧化浸出；ｂ）将产生的浸出液还原，将还原液预中和，生成的沉渣返回氧化浸出；ｃ）预中和得到的上清液进行沉铁；ｄ）向沉铁后的上清液中加入ＺｎＯ焙砂和硫酸溶液进行中性浸出，得到的沉渣返回到预中和；ｅ）向上清液中加入锌粉置换回收Ｃｕ。本发明专利技术的方法在炼锌的同时对铜进行回收，使锌精矿中的铜进入溶液中形成硫酸铜，浸出率达９０％左右；通过控制沉铁过程ｐＨ值，使溶解的铜不随着铁一起沉淀；将预中和、中性浸出等过程产生的含铜高的沉渣返回氧化浸出工序，铜回收率可达到８０％；工艺操作程序简单，不增加废渣、废气、废水排放，无环境污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属冶炼领域，具体涉及。
技术介绍
上世纪70年代以来，湿法炼锌技术发展迅速，对比火法炼锌，湿法炼锌具有 劳动条件好、环保、生产易于连续化、自动化、大型化、便于综合回收等优点，普遍被 各新建冶炼厂所采用。湿法炼锌渣中含有大量的有回收价值的金属，随着冶炼技术的发 展，循环经济、环保的要求和经济利益的驱动，各冶炼企业都将综合回收工作提到了重 要的地位，加大了综合回收的力度。在湿法炼锌的过程中可以同时对有回收价值的金属进行回收，铜是其中一种经 常回收的有价金属。一般采取焙烧一浸出工艺进行湿法炼锌，焙烧时锌精矿中的铜会 形成氧化铜等化合物，在后续的浸出过程中铜氧化物与硫酸反应生成硫酸铜溶入浸出液 中，然后利用锌粉将浸出液中的铜置换出来进行回收，由于在浸出过程中pH控制较高， 以及有还原气氛存在，铜容易沉入浸出渣中，回收率较低约40%。
技术实现思路
本专利技术解决的问题在于提供，在炼锌过 程中铜的浸出率和回收率提高。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为，包括以下步骤a)将锌精矿在硫酸溶液、氧气气氛中进行氧化浸出；b)将氧化浸出产生的浸出液进行还原，然后将还原液进行预中和，生成的沉渣 返回进行氧化浸出；c)预中和后得到的上清液进行沉铁；d)向沉铁后的上清液中加入ZnO焙砂和硫酸溶液进行中性浸出，将得到的沉渣 返回到预中和；e)向上步得到的上清液中加入锌粉置换回收其中的Cu。作为优选，所述a)中锌精矿在进行氧化浸出前，先磨至颗粒度D90 < 45 μ。作为优选，所述a)中锌精矿与硫酸溶液的混合液中硫酸的浓度为90g/L IlOg/ L，锌精矿的量为70g/L 150g/L。作为优选，所述氧气的纯度为体积百分数大于80%。作为优选，所述氧气的量为110Nm3/t锌精矿 130Nm3/t锌精矿。作为优选，所述氧化浸出时的浸出温度为95 °C 102°C，浸出时间为24h 30h。作为优选，所述b)中进行还原时，浸出液中硫酸的浓度为10g/L 30g/L，浸 出温度为60°C 100°C，浸出时间为2h 4h。作为优选，所述b)中预中和时，还原液中硫酸的浓度为10g/L 30g/L，预中 和时间为2h 3h。作为优选，所述c)中沉铁时溶液的pH为3.0 4.0。本专利技术提供的湿法炼锌过程提高铜回收率的方法，在炼锌的同时对铜进行回 收，当在酸性及氧化条件下对锌精矿进行浸出时，锌精矿中的铜硫化物及铜铁硫化合物 能够直接浸出溶解，铜进入溶液中形成硫酸铜，铜的浸出率较高，尤其是高温、高酸、 强氧化气氛中铜浸出率能达90%左右；另外通过控制沉铁过程pH值，使浸出液中的铜不 随着铁一起沉淀；将预中和、中性浸出等过程产生的含铜高的沉渣返回氧化浸出工序， 提高铜的回收率，铜回收率可达到80%;且工艺操作程序简单，不增加废渣、废气、废 水排放，无环境污染。附图说明图1为本专利技术一种具体实施方式所提供的湿法炼锌工艺的流程图。 具体实施例方式为了进一步了解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但 是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要 求的限制。请参考图1，图1为本专利技术一种具体实施方式所提供的湿法炼锌工艺的流程图。 本专利技术提供的湿法炼锌的方法，包括以下步骤a)首先将锌精矿在硫酸溶液、氧气气氛中进行氧化浸出，锌精矿中的铜主要以 CuS或CuFeS2形态存在，利用硫酸溶液进行氧化浸出时，除了锌溶解进入溶液中，铜也 进入溶液形成硫酸铜，后续的工序预中和、中性浸出产生的渣铜主要以氢氧化铜或氧化 亚铜的形式存在，渣铜随底流回流至氧化浸出工艺时，氢氧化铜和氧化亚铜中的铜均会 进入硫酸溶液形成硫酸铜，具体的化学反应如下Fe2 (SO4) 3+CuS = 2FeS04+CuS04+S ICu(0H)2+H2S04 = CUS04+2H20优选的，锌精矿在进行氧化浸出前先球磨至颗粒度D90< 45 μ，以便提高锌精 矿中铜的浸出率。锌精矿与硫酸溶液的混合液中硫酸的浓度优选为90g/L 110g/L， 可以利用电积工序产生的含酸废液作为浸出用的硫酸溶液，既降低成本，又减少废液的 排放，锌精矿的量为70g/L 150g/L;优选氧气的纯度为体积百分数大于80%，氧气的 量为110Nm3/t锌精矿 130Nm3/t锌精矿；优选浸出温度为95°C 102°C，浸出时间为 24h 30h。在这样的高温高酸强氧化气氛下，铜的浸出率更高，能达到90%左右，部分 未浸出的铜主要以黄铜矿形式存在。b)氧化浸出产生的浸出液进入后期处理，浸出液先与锌精矿混合加入还原剂进 行还原，使溶解进入溶液，并将高价铁离子Fe3+还原成低价铁离子Fe2+。作为优选，还 原工艺条件为浸出液中硫酸的浓度为10g/L 30g/L，浸出温度为60°C 100°C，浸出 时间为2h 4h。还原后生成的还原液进行预中和，还原、预中和工序都是湿法炼锌工艺 中必要的步骤，预中和将酸度较高的溶液进行中和，然后送入浓密机中进行浓密，产生的底流回流重新参与氧化浸出，同时注意控制氧化浸出时硫酸溶液的酸度，防止被回流 的底流冲淡，上清液则进入沉铁工序。作为优选，预中和的工艺条件是还原液中硫酸 的浓度为10g/L 30g/L，预中和时间为2h 3h。c)预中和后得到的上清液进行针铁矿沉铁，除去上清液中的铁，由于在沉铁过 程中铜易生成氢氧化铜沉淀沉出，这直接影响铜的回收率，因此沉铁时优选溶液的pH为 3.0 4.0。沉铁后的溶液送入浓密机中进行浓密，底流含有沉铁渣，部分作为晶种返回 重新进行沉铁，剩余外排，上清液则进入中性浸出工序。d)向上清液中加入ZnO焙砂和硫酸溶液进行中性浸出，大部分ZnO溶解进入浸 出液中。浸出后的溶液送入浓密机进行浓密，含有中性浸出渣的底流返回重新进行预中 和，上清液中含有浸出的锌和硫酸铜，向其中加入锌即可将铜置换出对铜进行回收，然 后上清液进行电积即可以得到金属锌，熔铸成锭。中性浸出的底流中会残留一部分未浸 出的铜，回流进行预中和后，预中和的底流再回流至氧化浸出，因此中性浸出后残留的 铜会和新加入的锌精矿一起进行氧化浸出，提高了铜的浸出率，减少了废渣的排放。实施例1 a)采用电镀废液对锌精矿进行氧化浸出。锌精矿的重量百分比含量为Zn50%，S32%, Fel0%, Cu2.8%。废液的化学成分为H2S04210g/L，Zn2+58g/L, Mn2+6g/L,当与预中和的回流 底流混合后，H2SO4浓度控制在100g/L，锌精矿的量为70g/L。浸出温度为95°C 102°C，通入120Nm3/t锌精矿、体积百分数为98%的氧气， 浸出时间为30h。得到的浸出液的成分为Zn2+133g/L，H2S0424g/L,Cu2+1.8g/L, Fe3+10.3g/ L, Fe2+4.2g/L。b)对浸出液进行还原处理，浸出温度为80°C，浸出时间为4h。预中和时溶 液中含H2S0424g/L，时间2.5h，终点pH值2.3。预中和后得到的溶液的化学成分为 Zn2+148g/L，Cu2+1.8g/L，Fe3+0.68g/L，Fe2+13.5g/L，pH2.3。c)对预中和后的上清液进行沉铁，pH控制为3.0 4.0。沉铁后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种湿法炼锌过程提高铜回收率的方法，其特征在于，包括以下步骤：ａ）将锌精矿在硫酸溶液、氧气气氛中进行氧化浸出；ｂ）将氧化浸出产生的浸出液进行还原，然后将还原液进行预中和，生成的沉渣返回进行氧化浸出；ｃ）预中和后得到的上清液进行沉铁；ｄ）向沉铁后的上清液中加入ＺｎＯ焙砂和硫酸溶液进行中性浸出，将得到的沉渣返回到预中和；ｅ）向上步得到的上清液中加入锌粉置换回收其中的Ｃｕ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志祥，周正华，袁建明，彭小明，孙天友，陈阳，陈敬阳，
申请(专利权)人：株洲冶炼集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：43