采用加壓浸出工藝優(yōu)化傳統(tǒng)濕法煉鋅流程研究

1、采用加壓浸出工藝優(yōu)化傳統(tǒng)濕法煉鋅流程研究采用加壓浸出工藝優(yōu)化傳統(tǒng)濕法煉鋅流程研究施友富1，蔣開喜2，王海北2（1.中鐵資源集團有限公司，北京100039；2.北京礦冶研究總院，北京100070）摘要摘要：用傳統(tǒng)濕法煉鋅廠的熱酸浸出液在高壓釜中浸出鋅精礦。結果表明，在溫度130℃，液固比14∶1，精礦粒度50μm占96%，浸出時間3h，氧分壓600kPa，添加木質(zhì)素磺酸鈣0.4%的條件下，鋅浸出率達97%以上，浸出液中的鐵含量低于2gL，

2、加壓浸出液可直接返到傳統(tǒng)濕法煉鋅流程的中性浸出，同時精礦中的硫以元素硫形式進入渣相。該工藝流程易與傳統(tǒng)濕法煉鋅廠現(xiàn)有流程結合，具有同時浸鋅除鐵、工藝流程簡單、對環(huán)境友好等優(yōu)點。關鍵詞關鍵詞：加壓浸出；硫化鋅精礦；熱酸浸出液；濕法煉鋅中圖分類號：中圖分類號：TF813文獻標識碼：文獻標識碼：A文章編號：文章編號：10077545（2012）05000000ResearchonOptimizingTraditionalZincHydrome

3、tallurgyProcesswithPressureLeachingSHIYoufu1，JIANGKaixi2，WANGHaibei2(1.ChinaRailwayResourcesGroupCo.LtdBeijing100044China2.BeijingGeneralResearchInstituteofMiningMetallurgyBeijing100070China)Abstract:Thezincconcentratewa

4、spressureleachedwithhotacidleachingsolutionfromtraditionalzinchydrometallurgyplant.Theresultsshowthattheoptimumconditionsincludingleachingtemperatureof130℃ratioofliquidtosolidof14∶1sizeoffeedconcentrateof96%50?mleachingt

5、imeof3hoursoxygenpartialpressureof600kPadosageofcalciumlignosulfonateof0.4%.Asaresultthezincleachingrateismethan97%ironcontentinleachingsolutionislessthan2gLleachingsolutioncandirectlyreturntotraditionalneutralleachingpr

6、ocessthesulfurisinthefmofelementsulfurinresidue.Thisflowsheetiseasytocombinewithtraditionalzinchydrometallurgyprocess.Thepressureleachingprocesshastheadvantagesofleachingzincironremovalsimultaneouslyefficientenvironmenta

7、llyfriendly.Keywds:pressureleachingzincsulfideconcentratehotacidleachingsolutionhydrometallurgyofzinc目前世界上85%~90%的金屬鋅都是采用濕法煉鋅工藝生產(chǎn)的，傳統(tǒng)的濕法煉鋅工藝采用鋅精礦焙燒－浸出－凈化－電積流程，浸出一般包括中性浸出和熱酸浸出兩種。中性浸出控制終點pH5.2~5.4，得到含鐵很低的溶液，該溶液經(jīng)凈化后電積。由于鋅精礦

8、氧化焙燒過程中生成了難于溶解的鐵酸鋅(ZnOFe2O3)，在中性浸出時很難進入溶液，該部分鋅占總鋅量的10%~20%。中性浸出渣若采用熱酸浸出，得到的熱酸浸出液含硫酸鋅及大量的鐵和游離酸。熱酸浸出液中的游離酸一般采用鋅焙砂中和，從熱酸浸出液中除鐵方法目前主要有黃鈉鐵礬法、針鐵礦法和赤鐵礦法等。國內(nèi)多采用鐵礬除鐵，但存在以下缺點：1）渣量大，一個年產(chǎn)10萬t的電鋅廠，年產(chǎn)鐵礬渣7~8萬t；2）渣含鋅高，鐵礬渣含鋅通常在4%~8%；3）鐵礬

9、除鐵作業(yè)時間長、浸出溫度高，導致生產(chǎn)過程中熱能利用率和設備產(chǎn)能低[12]。北京礦冶研究總院等單位對鋅精礦氧壓酸浸進行了大量研究，開發(fā)了低溫低壓浸出、單段全浸、兩段逆流浸出并回收稀散金屬等新工藝[312]。試驗表明，在110~115℃、300~500kPa氧分壓條件下，鋅精礦可實現(xiàn)徹底分解，鋅浸出率大于98%，同時抑制了黃鐵礦的分解和鐵的溶出，浸出液含F(xiàn)e2gL。可直接與傳統(tǒng)焙燒工藝的中性浸出合并，也可單獨采用“除鐵——凈化——電積”工藝

10、生產(chǎn)金屬鋅[13]。2004年北京礦冶研究總院與中金嶺南丹霞冶煉廠合作開發(fā)了一段低溫、一段高溫逆流浸出工藝，在一段浸出中通過控制氧勢使絕大部分鐵以Fe2形式進入溶液，通過中和沉淀實現(xiàn)稀散金屬與鋅、鐵的分離。2001年，又首次提出采用加壓浸出技術優(yōu)化傳統(tǒng)濕法煉鋅流程。將熱酸浸出液與鋅精礦漿化后加壓浸出，在一個單元操作中實現(xiàn)浸鋅除鐵雙重目的。本文重點介紹采用采用傳統(tǒng)濕法煉鋅廠的熱酸浸出液在加壓釜中浸出鋅精礦[14]，在同一單元操作中同時實現(xiàn)

11、提鋅和除鐵，達到既能有效利用熱酸浸出液中的殘酸和鐵水解產(chǎn)生的酸浸出鋅精礦，又能有效除去熱酸浸出液中的鐵，加壓浸出液可直接返到原流程中性浸出，實現(xiàn)了加壓浸出與傳統(tǒng)濕法煉鋅工藝的全新組合。doi：10.3969j.issn.10077545.2012.05.004圖2液固比對鋅浸出率和溶液中鐵含量的影響液固比對鋅浸出率和溶液中鐵含量的影響Fig.2EffectofratioofliquidtosolidonZnleachingrateFec

12、ontentinleachingsolution圖2表明，隨液固比的增加，鋅浸出率增加。在液固比14∶1時，浸出液含鐵僅1.5gL，此時鋅浸出率較高，浸出液終酸濃度較低。3.3精礦粒度精礦粒度試驗條件：溫度130℃、氧分壓600kPa、液固比14∶1、時間3h、木質(zhì)素磺酸鈣0.4%，試驗結果如圖3所示。圖3精礦粒度對鋅浸出率和溶液中鐵含量的影響精礦粒度對鋅浸出率和溶液中鐵含量的影響Fig.3Effectofconcentrategran

13、ularityonZnleachingrateFecontentinleachingsolution圖3表明，硫化鋅精礦粒度對于加壓氧化酸浸階段的反應速率和鋅浸出率有顯著的影響，顆粒越細，硫化鋅精礦在液體中的溶解度越大，浸出速度越快；同時隨著精礦粒度變細，終酸濃度降低，浸出液鐵含量下降。3.4浸出時間浸出時間試驗條件：溫度130℃、氧分壓600kPa、液固比14∶1、木質(zhì)素磺酸鈣0.4%、粒度50μm占96%，試驗結果如圖4所示。圖4浸