[发明专利]一种硫化锌精矿的臭氧常压浸出法

说明书

技术领域

本发明属于锌的湿法冶金领域，特别是一种高铁硫化锌精矿的臭氧常压浸出法

技术背景

目前硫化锌精矿的冶炼方法80％以上采用湿法炼锌工艺，传统的工艺流程为：硫化锌精矿一焙烧一硫酸浸出一电积。此工艺较为成熟，锌的浸出率也较高，但需要庞大的制酸系统，投资很大；另外锌精矿中铁闪锌矿在焙烧过程中生成大量铁酸锌，这部分铁酸锌需采用高温高酸才能浸出，酸耗很高，且锌的浸出率也较低。为此，人们又发明了加压浸出技术，使硫化锌精矿在高温高压的酸性条件下，由氧气直接氧化得到硫酸锌溶液与单质硫，从而省去了传统工艺中庞大的制酸系统，具有污染低、投资小和锌的回收率较高等优点。但是加压浸出对于所需的加压设备要求很高，存在设备制造困难和设备腐蚀严重的缺点。另外还受加压设备容积的限制，其处理量有限。

发明内容

本发明的目的是提供一种硫化锌精矿的臭氧常压浸出法，该方法锌浸出率高达80～99％，单质硫的产率达30～80％，并且此工艺技术具有操作简单、成本低廉、对环境友好等显著优点，本方法对普通的硫化锌精矿有很高的浸出率，对高铁硫化锌精矿优点更为突出。

为达到上述的发明目的，本发明采用以下技术方案：

这种硫化锌精矿的臭氧常压浸出法是利用臭氧在常压及硫酸体系中，直接将硫化锌精矿分解为硫酸锌溶液，硫化锌精矿中的硫转化为硫单质。

所述的锌精矿是加入到硫酸溶液或锌电积废电解液中，加热搅拌，然后通入臭氧气体进行反应。

3ZnS+3H₂SO₄+O₃＝3ZnSO₄+3H₂O+3S

锌精矿中的FeS与O₃及硫酸进行浸出反应，其化学反应式为：

3FeS+3H₂SO₄+O₃＝3FeSO₄+3H₂O+3S

6FeSO₄+3H₂SO₄+O₃＝3Fe₂(SO₄)₃+3H₂O

锌精矿中的ZnS与Fe₂(SO₄)₃进行间接反应，其化学反应式为：

ZnS+Fe₂(SO₄)₃＝ZnSO₄+2FeSO₄+S

可以锌精矿(含铁8～20％，含锌38～55％，含硫28～35％)为原料，用硫酸溶液或锌电积废电解液(含游离硫酸80～160g/L，含锌0～60g/L)作为浸出液，液固比为3∶1～6∶1，加热到40～90℃进行搅拌浸出。

本发明的优点是：

1、锌的浸出速率很高。从浸出反应方程式可知，铁闪锌矿中的Fe先以Fe²⁺形式浸出，进一步被臭氧氧化成Fe³⁺，Fe³⁺间接浸出锌精矿中的ZnS，起到臭氧的传递作用，在浸出过程中起催化作用，有利于加快锌的浸出速率。

2、从直接浸出反应原理看，锌精矿中的硫以元素硫形态产出，省去了传统焙烧工艺中的庞大的制酸系统，元素硫可堆存，方便运输。

3、该发明无需像加压浸出工艺所需的专门的加压浸出设备，投资省，处理量大，同时便于现有锌冶炼企业的技术改造，浸出液可采用常规除铁工艺(黄钾铁钒法，针铁矿法等)除铁，而后进行电积，工艺衔接性好。

4、该工艺排出的尾气仅有臭氧及富氧空气，而且臭氧可迅速被分解为氧气，这种尾气可以循环利用，同时不污染环境，因此是一种对环境友好的绿色冶金新工艺，符合国家节能降耗的政策要求。

具体实施方式

实施例1：

将浓硫酸稀释配制成1L，浓度为130g/L的硫酸溶液，加入含铁14.08％，含锌45.57％，含硫31.51％的硫化锌精矿220g(含水10％)，在电炉上加热搅拌，待温度达到70℃时，通入臭氧气体，其流速为15ml/min，反应4h，过滤，得硫酸锌溶液与硫渣，锌的浸出率为93.5％，单质硫的产率为72.1％。

实施例2：