高温高酸浸出在传统炼锌工艺中应用的研究

２００９年１０月第５期

赵华等：高温高酸浸出在传统炼锌Ｔ艺中应用的研究

?６３?

高温高酸浸出在传统炼锌工艺中应用的研究

赵华，秦法聪，廉彩会

（河南豫光锌业有限公司，河南济源４５４６５０）

【摘要】

在常规湿法炼锌系统中，对部分酸性底流采用高温高酸浸出工艺技术提高锌漫出率，回用浸

出的铁离子，从而取消辅料亚铁的加入和锰粉的消耗，降低生产成本。【关键词】

高温高酸；铁酸锌；酸浸底流

【文献标识码】

Ｂ

【中图分类号】ＴＦＳｌ３【文章编号】１６７２－６１０３（２００９）０５－００６３－０３

０前言

某公司现有两套１０万池电锌的生产系统，均采用传统炼锌工艺。由于硫化锌精矿普遍含有１０％左右的铁，在高温焙烧时。铁不可避免地与锌结合而生成铁酸锌。在通常的废电解液浸出的条件下，焙砂中锌的总浸出率仅为８０％左右。酸性浸出渣中锌含量高达２０％左右．相关文献对采用此工艺所产的浸出渣进行的物相分析与Ｘ射线衍射分析。表明浸出渣中锌主要以铁酸锌的形式存在（如表１）。为回收这部分锌，本文采用高温高酸工艺条件，浸出部分酸性底流．使底流中未溶解的铁酸锌浸出出来，从而提高锌浸出率。

表１锌在浸出渣中的各形态分配

％

过ＭｎＯ：将其氧化成Ｆｅ“，在ｐＨ值升高的过程中，形成胶体吸附杂质，从而除去杂质。而如果系统中采用本文的工艺条件进行浸出，可直接利用生成的Ｆｅ＊，从而降低系统中添加辅料亚铁和锰粉的消耗。１

原理

硫化锌精矿经过焙烧。其中小部分锌与大部分

的铁结合，生成难溶的铁酸锌（其中焙砂中含ＺｎＯ?Ｆｅ２０３约为６％），随焙砂输送至浸出系统。而在整个浸出工序中。中性浸出只能使焙砂中２０％的锌进入溶液中。中性浸出浓浆仍残留有大部分的锌，必须进行二次酸性浸出。焙砂中６０％的锌进入溶液中。经上述两次浸出后，焙砂中的锌仍不能完全浸出，约２０％的锌残留于浸出渣中．这部分锌在渣中主要以铁酸锌的形式存在。

从铁酸锌浸出过程动力学分析可知。酸度对浸出的影响较大，在低酸度下铁酸锌分解缓慢，必须在较高的酸度下进行浸出。其次升高温度也有利于铁酸锌的浸出。在常规浸出的条件下，由于酸度低，温度不高（温度６０～７０℃，溶出终酸为１～５ｇ／Ｌ），铁酸锌的浸出率不大，一般仅有１—３％，但在高温（９０℃左右）、高酸（始酸１２０～１５０ｄＥ左右。终酸４０～６０

生产中为了得到合格的中浸上清溶液。在浸出阶段必须除去系统中Ａｓ、Ｓｂ等有害杂质。而传统炼锌工艺是采用杂质与铁共沉淀的方式。这样就得保证溶液中有足够的铁离子．而焙砂中的含铁量过低，所以生产中需添加辅料硫酸亚铁进行补铁，通

玑左右）的溶液中ＺｎＯ?Ｆｅ２０３可完全溶解。反应方

程式如下：

ＺｎＯ?Ｆｅ２０３＋４Ｈ２Ｓ０４＝ＺｎＳ０４＋Ｆｅａ（Ｓ０４）３＋４Ｈ２０（１）

２试验

２．１试验仪器与原料

［作者简介］赵华（１９８２一），男，内蒙古通辽市人，大学本科，现在河南豫光锌业有限公司任助理工程师，从事湿法冶金方面的工作。［收稿日期］２００９－０６－２２

试验仪器：２

２５０

ｍＬ的烧杯，恒温水浴电加热

器，电磁搅拌器，抽滤机等。

．６４．

中固有色冶金

１７１．３４ｇ／Ｌ，Ｚｎ５４．８５

Ｂ卷研究开发篇?试验研究

试验原料：酸性浸出底流（比重为１．６），废电解液（Ｈ２Ｓ０４锰粉。

２．２试验结果

取焙砂浸出车间酸性浸出底流作为原料，其成分见表２和表３。

表２酸浸滤液化学成分

ｇ／Ｌ

为了使该工艺技术能应用于生产，对生产具有指导作用。在２

２５０

ｇ／Ｌ），焙砂以及少量软

ｍＬ的烧杯内，以浸出系统中氧

ｍＬ矿浆，并通过计算以总

化槽现有焙砂、废电解液、及混合液的比例，模拟氧化液的成分．配制ｌ

７５０

量４％的比例（７０ｍＬ）加入上述高浸矿浆，代替平时生产中辅料亚铁的加人．同时添加适量的软锰粉，在７５℃的水浴内反应１ｈ后，对该矿浆进行过滤，并进行化验分析。同时取焙砂浸出车间氧化槽出口处的矿浆同步进行化验，其对比成分如下表６。

表６氧化液化学成分ｄＬ

由上表可知不溶锌含量较高，不溶铁含量也相对偏高。为此提高锌浸出率，尤其是铁酸锌、硫化锌等化合物的浸出．对整个锌浸出率的提高是至关重要。

取２

２５０

由表６的结果表明。采用酸性底流中小部分进行高温高酸浸出的工艺．反应后其溶液中铁含量和

ｍＬ的烧杯２个。分别加入１

５００

ｍＬ的其他杂质的量均满足生产控制要求，能够满足生产中代替辅料亚铁的加入。

根据上述数据的对比分析，采用废电解液对小部分酸性浸出底流进行高温高酸浸出，从而提高焙砂的浸出率。还可利用系统中生成的三价铁离子进行沉淀除杂，达到提锌补铁的目的。

废电解液，７５０ｍＬ酸性浸出底流，少量的软锰粉，在９０℃进行反应，分别经过４ｈ和５ｈ的搅拌加热，使其终酸达到８０～１００ｇ／Ｌ。然后取５００ｍＬ反应后的矿浆进行抽滤。得到４１０ｍＬ的淡黄色的溶液和１００．８的滤饼，将其烘干后，得到６４．４ｇ的干渣。

对该高浸滤液和滤渣进行化验，分析结果分别见表４和表５。

表４高浸滤液化学成分

ｇ／Ｌ

ｇ

３讨论分析

根据化学方程式理论分析可知每浸出Ｆｅ“ｌｋｇ，将同时浸出锌０．５８ｋｇ．而原来系统中除去焙砂中被

浸出的铁量每天还需补充Ｆｅ“为２．５～３．５洲，增加此

流程后．每天只要保证高浸正常供给Ｆｅ“的量，即可

以从ＺｎＯ?Ｆｅ２０，中浸出锌为１．４５—２洲。这样浸出渣

含锌按２０％计，其中铁酸锌占渣量的１２％，有效使

表５高浸渣样化学成分

Ｚｎ

Ｆｅ８．３９８．９８

Ｆｅ目Ｐｂ５．３０４．１４

５．６４５．３２

Ｍｎ１．２１１．３４

Ａｓ０．１３Ｏ．１７

Ｓｂ０．１５０．１３

％

Ｓｉ０２２．９５２．８４

用率按５０％左右计．那么每天仅返回浸出底流１２０ｍ３（５ｍ３／ｈ）即可满足生产所需，仅为系统中酸性底流量的１／１２。而焙砂含锌为５５％，当系统中的所需的铁全部由酸性底流返回添补，则取消添加辅料亚铁的同时锌的浸出率将提高０．５５％，渣含锌降低１％，如果将试验成果应用于生产实践，那么根据理论数据及生产情况仅需两个１００ｍ３的浸出槽，两台流量为２０ｍ，的矿浆输送泵及附属管道即可满足生产。这样一套ｌＯ万吨的电锌系统每年将节约４００多万元的生产成本。

ｌ’样２．样

１３．８２１３．７５

由表２～５的结果表明，通过高温高酸浸出，使浸出渣中锌含量由１７％降到１３％。铁含量由１１％降到８％，尤其是矿浆的滤液中Ｆｅ３＋离子含量达到１７９／Ｌ，说明此工艺条件下酸性底流中的铁酸锌已大部分溶解。

２００９年１０月第５期赵华等：高温高酸浸出在传统炼锌工艺中应用的研究．６５．４结束语

该技术如能在生产中改造应用。不仅可提高主

流程锌的浸出率，降低渣含锌，同时可减少系统辅

料的消耗，优化了工艺指标，可取得良好的经济效

益。【２】周金云，李洪桂，李运姣．锌浸出渣的选择性酸浸研究田．广东有色金属学报，１９９７，（５）：３２—３６．【３】匡立春．锌焙砂中铁的浸出与利用叨．湖南有色金属，２０００，（１Ｉ）。１７－２０．【４】夏志华，唐谟唐，李仕庆，罗艳。唐朝波．锌焙砂中浸渣高温高酸浸出动力学研究们．矿冶工程．２００５。（４）：５３—５７．

［参考文献】

【ｌ】梅光贵，王澜德。周敬远，王辉．湿法炼锌学【Ｍ】．长沙：中南大学出

版社。２００１．（２）：１１０．【５】彭海良．常规湿法炼锌中铁酸锌的行为研究叨．湖南有色金属。２００４．（１０）：２０—２２．【６】马莹，何静，马荣骏．三价铁离子在酸性水溶液中的行为田．

湖南有色金属，２００５，（２）：３６＿３８．

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｈｉｇｈ－ａｃｉｄｌｅａｃｈｉｎｇ

ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｚｉｎｃ

ＺＨＡＯｈｙｄｒｏｍｅｔａｉｌｕｒｇｙＨｕａ，ＱＩＮＦａ－ｃｈｏｎｇ，ＬＩＡＮＣｈａｉ—ｈｕｉ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｚｉｎｃｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｙｓｙｓｔｅｍ，ｐａｒｔｏｆａｃｉｄｉｃｂｏｔｔｏｍｆｌｏｗｗａｓｌｅａｃｈｅｄｕｓｉｎｇｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄ

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