[发明专利]对含硫酸锌的溶液进行处理的方法

说明书

技术领域

本发明涉及对含硫酸锌的溶液进行处理，从而能够将诸如铟、镓和锗的稀有金属中的至少一种金属从所述溶液中分离的方法。通过对酸性溶液进行中和能够从硫酸锌溶液中沉淀出待分离金属的一部分并利用金属粉末对所述至少一部分金属进行置换。所形成的固体沉淀物能够合并且随后以适当方式进行处理。

发明背景

硫化锌精矿通常还含有少量其他有价值的金属如铜、铅和银以及稀有金属如铟、镓和锗。

对硫化锌精矿进行处理的传统方法是精矿焙烧，其中将所述硫化物精矿焙烧成氧化锌且精矿中的铁主要形成铁酸锌。氧化锌极易溶解，从而在第一阶段中将煅烧产物进行浸取，所述浸取称作中性浸取。铁酸锌在中性浸取中保持不溶解且通常使用强酸浸取从铁酸盐中回收锌。铁酸锌沉淀物还含有在中性浸取中沉淀的三价铁沉淀物。作为其一部分，三价铁沉淀物不仅含有氢氧化铁，还含有共沉淀的氢氧化铝和稀有金属如镓和铟。还可将铁酸盐沉淀物进料至Waelz炉中，其中将锌从其蒸发，然后氧化成氧化锌并进料返回至浸取工艺。还能够在单独的加工阶段中对Waelz氧化物进行加工，从而回收与其共沉淀的其他金属如铟。

现今，对于加工越来越呈现的趋势是，将至少一部分硫化锌精矿直接进料至浸取工艺而不进行焙烧。这使得能够对不纯且精细研磨的精矿进行加工。硫化锌精矿的直接浸取工艺能够在常压或加压浸取工艺中实施。然而，硫化锌的浸取要求酸的浓度比煅烧产物的中性浸取中所使用的酸浓度高得多，但由于单质锌的产生几乎始终以电解的方式发生，所以源自电解的用过的酸能够用于精矿浸取。在对焙烧中形成的铁酸锌的浸取中，要求全部为最高浓度的酸。能够将硫化物精矿的浸取与其中发生的对在焙烧中形成的铁酸盐进行浸取的工艺合并以作为强酸浸取，由此在与精矿浸取相同的环境下实施铁酸盐的浸取。在使用称作逆流浸取工艺的情况中，其中除了强酸浸取阶段使得能够对铁酸锌进行浸取之外，还存在低酸浸取阶段。事实上，大部分精矿浸取发生在低酸浸取(LAL)阶段。例如在美国专利6,475,450、5,858,315和6,340,450以及国际公布2004/076698中对这种方法进行了描述。

在将溶液送去进行电解之前，将在浸取中形成的硫酸锌溶液中的杂质除去。通过中和并将溶液中的二价铁氧化成三价将铁除去，从而铁随条件沉淀为针铁矿、黄钾铁矾或赤铁矿。其他金属杂质如铜、镍、钴和镉主要通过在铁沉淀之后用金属锌粉置换它们而除去。置换是以氧化还原电位为基础的，其中更贱的金属被氧化并将其电子释放给溶液中更贵的金属，所述贵金属被还原并被置换离开溶液。典型地，利用电解从溶液中回收锌且诸如钴、铜和镍的杂质降低了电解的电流效率。锗和钴一起形成真正的电解毒物，因为金属沉淀并导致形成氢。铟和镓通常不能实现尽可能多的电解，因为其在铁沉淀期间沉淀出去。

当锌精矿含有稀有金属如铟和镓时，通常期望对其进行回收。回收这些金属的一种可能方式是在Waelz炉中将中性浸取残渣加工成Waelz氧化物，然后浸取所述氧化物，从而能够使得以氧化物形式结束的金属返回溶液中并利用溶剂萃取进一步进行回收。在Waelz氧化物浸取工艺的环境中的这种铟和镓的回收是已知技术。这些金属已经富集了Waelz氧化物的事实有助于该工艺，因为在中性浸取中其与氢氧化铁共沉淀。根据所述方法，利用硫酸对含有有价值金属的氧化锌进行浸取，从而除了锌之外，铟也溶解，且铅和银以及处于氧化物形式的其他惰性化合物保留在沉淀物中。将溶液送去进行铟的提取，其中将铟与锌分离，并将硫酸锌溶液送至中性浸取阶段。如果精矿含有镓，则理论上其回收与铟的回收同时发生，由此将铟和镓分离成其自身的相。

美国专利公布7,118,719公开了一种基于煅烧产物浸取的锌的工艺，其中将铁水解沉淀为黄钾铁矾。在所述方法中，将从强酸浸取排出的溶液还原，使得溶液中所有的铁都被还原成二价。将还原的溶液送至中性浸取。据所述公布中陈述，将进入中性浸取的一部分溶液送至测流并中和到至少4的pH值，从而得到不含铁的含有Ga、In和Ge的沉淀物。

在专利公布FI118226中公开了一种方法，所述方法结合硫化锌精矿的浸取回收至少一种稀有金属如铟和/或镓。将在直接精矿浸取期间产生的并含有铁和稀有金属的硫酸锌溶液送至中和和沉淀阶段，在其中将所述溶液中和至2.5～3.5的pH。以足以使得溶液中的铟和/或镓共沉淀的方式，对溶液中三价铁的量进行控制。

发明目的