一种高铟高铁锌精矿的处理方法技术

本发明专利技术公开了一种高铟高铁锌精矿的处理方法，将锌精矿进行富氧氧化熔炼，产出氧化烟气和熔融渣，氧化烟气制取硫酸；熔融渣进入带铅雨冷凝器的还原熔炼炉进行强还原熔炼，产出粗锌合金、生铁和炉渣；粗锌合金进入铅塔进行蒸馏，产出锌镉合金和锌铟底液；锌镉合金进入镉塔进行二次蒸馏，产出火法蒸馏锌和高镉锌合金；火法蒸馏锌经浇铸冷却得到锌锭产品，高镉锌合金进行低温塔蒸馏，得到粗镉和低镉锌合金，低镉锌合金返回镉塔蒸馏；锌铟底液进行高温塔蒸馏，产出高铟合金和高温粗锌，高温粗锌返回铅塔进行蒸馏，高铟合金采用“破碎-浸出-萃取-置换-电解”工艺提取铟。本发明专利技术工艺流程短、生产效率高、生产过程清洁环保、无“三废”排放。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，将锌精矿进行富氧氧化熔炼，产出氧化烟气和熔融渣，氧化烟气制取硫酸；熔融渣进入带铅雨冷凝器的还原熔炼炉进行强还原熔炼，产出粗锌合金、生铁和炉渣；粗锌合金进入铅塔进行蒸馏，产出锌镉合金和锌铟底液；锌镉合金进入镉塔进行二次蒸馏，产出火法蒸馏锌和高镉锌合金；火法蒸馏锌经浇铸冷却得到锌锭产品，高镉锌合金进行低温塔蒸馏，得到粗镉和低镉锌合金，低镉锌合金返回镉塔蒸馏；锌铟底液进行高温塔蒸馏，产出高铟合金和高温粗锌，高温粗锌返回铅塔进行蒸馏，高铟合金采用“破碎-浸出-萃取-置换-电解”工艺提取铟。本专利技术工艺流程短、生产效率高、生产过程清洁环保、无“三废”排放。【专利说明】
本专利技术涉及一种有色金属的冶炼方法，特别是涉及一种含In0.04%~0.24%、含Fel4%~25%、含Zn32~50%锌精矿的处理方法。
技术介绍
目前，处理含In0.04%~0.24%、含Fel4%~25%锌、含Zn32~50%的锌精矿，提取锌铟的处理方法主要有以下两种:(1)、第一种处理方法是采用常规浸出湿法工艺流程。该流程采用“锌精矿沸腾炉焙烧脱硫-锌焙砂中性与低酸性二段逆流浸出-中上清溶液净化电积生产电锌-低酸浸出渣还原挥发回收锌铟”湿法炼锌工艺。采用该工艺流程，锌和铟得到了有效回收，锌的回收率达到94%，铟的回收率达到75%，生产过程中废渣得到了无害化治理，工艺废水能够做到有效处理和循环使用，废气达到国家的排放标准排放，生产过程清洁环保。该方法的主要缺点是:(1)锌的一次浸出率低，挥发窑处理量大；(2)由于挥发窑处理量很大，需要消耗大量的煤焦；(3 )铟的回收率偏低，仅有75%，影响了效益。(2)、第二种处理方法是铁矾法沉铁铟湿法工艺流程。该流程采用“锌精矿沸腾炉焙烧脱硫-锌焙砂中低高三段逆流热酸浸出-铁矾法沉铁铟-中上清溶液净化电积生产电锌-铁矾渣还原挥发回收锌铟”湿法炼锌工艺。采用该工艺流程，锌获得较高浸出率，铁和铟一起沉淀富集到铁矾渣中；再通过对含In铁矾渣在回转窑内进行还原挥发处理，得到了富集锌铟的烟尘，简称富铟烟尘，富铟烟尘再通过“浸出-萃取-反萃-置换-电解”等过程的常规提铟工艺提取铟。该方法的主要缺点是:(1)铁矾渣渣量大，在回转窑进行还原挥发处理时需要消耗大量的焦碳，生产成本高`；(2)铟的冶炼回收率低，在产出的回转窑渣中平均含In为0.03%，造成占原料锌精矿铟金属总量10%左右的铟无法回收；(3)铁矾渣中含有大量的硫酸根，在回转窑还原挥发过程中分解出大量二氧化硫气体，还原挥发烟气需要进行吸收处理后，才能达标排放。为了解决上述问题，许多冶金工作者进行了大量的探索和试验。2004~2006年，广西华锡集团股份有限公司与中南大学联合开发了无铁渣湿法炼锌方法，该方法由中南大学唐谟堂老师申请了专利技术技术专利，专利技术技术专利号为ZL95110609.0，无铁渣湿法炼锌方法的基本思路为，沸腾炉沸腾焙烧后得到的锌焙砂进行中浸，使70~80%的锌金属进入中上清液，生产电锌产品，中性浸出渣进行热酸浸出，使锌铟溶解进入溶液，溶液加入铁粉或硫化锌精矿还原，还原溶液经过P204萃取提铟后，萃取余液生产铁氧体共沉淀粉。在该工艺中，锌铟浸出率高，且对浸出液进行了还原，使溶液中的铁以二价形式存在，采用直接对还原浸出液进行萃取回收铟，有效缩短了提铟工艺流程，铟的冶炼回收率很高，达到90%以上。该工艺中，没有采用氧压赤铁矿法沉铁技术，而是将溶液中的铁和锌进行共沉淀，产出铁氧体共沉淀粉，该专利技术技术专利要求中重点强调了工艺流程中的“无铁渣”特征，即整个工艺流程中，不再产出铁渣，而是将原料中的铁转移到了铁氧体共沉淀粉中，铁得到资源化利用。该方法由于消耗大量的碳铵，且过程排放大量的硫酸铵溶液，因此最终没有在工业上推广应用。2007~2008年，广西华锡集团股份有限公司与北京矿冶研究总院联合开发了“低酸液还原沉铟-氧压赤铁矿法沉铁”提取锌铟工艺，该工艺的基本思路为，尽可能保持来宾华锡冶炼有限公司的锌系统主干生产流程少改变，采用高温还原技术对含In的低上清溶液进行还原，使溶液中的三价铁还原为二价铁，然后进行预中和再进行置换沉铟并从沉铟渣中沉提取铟，沉铟后溶液进行氧压赤铁矿法沉铁后返回中性浸出，在该工艺中，由于直接从富铟渣中回收铟，铟有较高的回收率，可以达到90%以上，又由于采用了较为先进的赤铁矿法沉铁，流程中酸的平衡得到了有效控制。该工艺完成了半工业试验，并作为来宾华锡冶炼有限公司技术改造的备选工艺之一。该工艺没有申请专利技术技术专利，半工业试验的主要目的是除了验证工艺流程的技术可行性外，还验证了国产钛材高压反应釜的适用性。2009~2010年，广西华锡集团股份有限公司对“低酸液还原沉铟-氧压赤铁矿法沉铁”提取锌铟工艺进行了改进，将高酸高温浸出与低酸浸出液的还原两个过程合二为一，成为一个热酸还原浸出过程，称“热酸还原浸出-赤铁矿沉铁”湿法炼锌工艺。该流程不仅简化了工艺流程，而且能源消耗也得到了降低，且锌、铟能够确保原有的回收率。该工艺于2010年完成了半工业试验，2011年进行工业生产应用进行设计，目前已经完成了部分设备的订购与安装。但该工艺在国内的生产应用还不成熟，且现在在世界上已经没有赤铁矿法沉铁技术的应用厂家，因此，该工艺在生产应用时还存在较大的风险性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能解决铁、锌、铟三者的高效分离、提高锌、铟冶炼回收率、并使锌精矿中的大部分铁转化为生铁产品的高铟高铁锌精矿的处理方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供的闻钢闻铁锋精矿的处理方法，锋精矿以质量计含In0.04%~0.24%、含Fel4%~30%、含Zn32~50%，其特征是:工艺步骤如下: (1)、富氧氧化熔炼:所述的锌精矿加入氧化炉进行富氧氧化熔炼，氧化熔炼温度为1200°C~1300°c，富氧空气的氧气体积浓度为38%~54%，产出氧化烟气和熔融渣，氧化烟气制取硫酸；(2)、强还原熔炼:熔融渣进入带铅雨冷凝器的还原熔炼炉进行强还原熔炼，熔炼温度1400°C~1500°C，还原剂比例以质量计为25%~30%，产出粗锌合金、生铁和炉渣；(3)、铅塔蒸馏:粗锌合金进入铅塔进行蒸馏，蒸馏温度870°C~930°C，产出锌镉合金和锌铟底液；(4)、镉塔蒸馏:锌镉合金进入镉塔进行蒸馏，蒸馏温度80(TC~850°C，产出火法蒸馏锌和高镉锌合金，火法蒸馏锌经浇铸冷却得到锌锭产品；(5)、低温塔蒸馏:高镉锌合金进行低温蒸馏，蒸馏温度700°C~740°C，得到粗镉和低镉锌合金，粗镉用于生产镉锭，低镉锌合金返回镉塔蒸馏；(6)、高温塔蒸馏:锌铟底液进行高温蒸馏，蒸馏温度1000°C~1100°C，产出高铟合金和高温粗锌，高温粗锌返回铅塔进行蒸馏；(7)、提取铟:高铟合金，采用“机械破碎、稀硫酸溶解、P204有机物萃取、盐酸反萃、锌锭置换、粗铟电解”工艺提取铟，生产精铟产品。还原剂指的是含碳物质等常用还原剂，如:焦炭、无烟煤和褐煤等。采用上述技术方案的高铟高铁锌精矿的处理方法，其优点是:(1)、技术指标先进。采用本专利技术，使锌精矿中铁、锌、铟都得到了高效回收利用，锌金属总回收率为95%，铟金属总回收率为85%，铁金属回收率为60~80%。在本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高铟高铁锌精矿的处理方法，锌精矿以质量计含In0.04%～0.24%、含Fe14%～30%、含Zn32～50%，其特征是：工艺步骤如下：（1）、富氧氧化熔炼：所述的锌精矿加入氧化炉进行富氧氧化熔炼，氧化熔炼温度为1200℃～1300℃，富氧空气的氧气体积浓度为38%～54%，产出氧化烟气和熔融渣，氧化烟气制取硫酸；（2）、强还原熔炼：熔融渣进入带铅雨冷凝器的还原熔炼炉进行强还原熔炼，熔炼温度1400℃～1500℃，还原剂比例以质量计为25%～30%，产出粗锌合金、生铁和炉渣；（3）、铅塔蒸馏：粗锌合金进入铅塔进行蒸馏，蒸馏温度870℃～930℃，产出锌镉合金和锌铟底液；（4）、镉塔蒸馏：锌镉合金进入镉塔进行蒸馏，蒸馏温度800℃～850℃，产出火法蒸馏锌和高镉锌合金，火法蒸馏锌经浇铸冷却得到锌锭产品；（5）、低温塔蒸馏：高镉锌合金进行低温蒸馏，蒸馏温度700℃～740℃，得到粗镉和低镉锌合金，粗镉用于生产镉锭，低镉锌合金返回镉塔蒸馏；（6）、高温塔蒸馏：锌铟底液进行高温蒸馏，蒸馏温度1000℃～1100℃，产出高铟合金和高温粗锌，高温粗锌返回铅塔进行蒸馏；（7）、提取铟：高铟合金，采用“机械破碎、稀硫酸溶解、P204有机物萃取、盐酸反萃、锌锭置换、粗铟电解”工艺提取铟，生产精铟产品。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁铁锤，李瑞迪，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43