[发明专利]一种从含高铁铟锌焙砂中提取铟锌及制备氧化铁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从含高铁铟锌焙砂中提取铟锌及制备氧化铁的方法，属于矿物加工技术领域。

背景技术

我国锌冶炼厂较早开展了热酸浸出-黄钾铁矾法、针铁矿法、赤铁矿法、喷淋除铁法等工艺的试验研究工作，除赤铁矿法受设备制造水平限制外，其它几种工艺均已应用于生产中。如白银西北冶炼厂采用热酸浸出-黄钾铁矾法，赤峰冶炼厂采用铵矾铁法，温州冶炼厂采用喷淋除铁法等。热酸浸出工艺的浸出率高，可获得含锌、铟低的铅银渣，但铁矾渣含量有可溶离子，易造成环境污染，同时铟等伴生金属的回收困难。

对于主要成分为：Zn46～52%、Fe14～18%、In800～1400g/t、S28～30%的含铟高铁硫化锌精矿。目前的主要工艺流程为热酸浸出-黄铁矾法：沸腾焙烧，中性浸出，低酸浸出，热酸浸出，铵铁矾法沉铁、铟，铁矾渣提铟采用回转窑挥发，浸出，萃取，置换，电解的生产工艺。该工艺存在以下问题：（1）锌、铟回收率低，锌回收率88.2%，铟回收率70%，另外，精矿中铁利用困难；（2）采用热酸浸出，铁矾法除铁，产生的铁矾渣需经回转窑挥发回收锌、铟，工艺流程冗长，生产成本高，废气处理量大。

发明内容

本发明的目的是提供一种从含高铁铟锌焙砂中提取铟锌及制备氧化铁的方法，采用该方法能够简化铟、锌提取冶金工艺流程，大幅提高铟、锌的冶炼回收率，铟回收率达到90%，锌回收率达到98%，并使矿物中伴生的铁得到有效利用。解决目前高铁铟锌精矿冶炼过程中铟回收率低、铁得不到资源化利用的问题。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：一种从含高铁铟锌焙砂中提取铟锌及制备氧化铁的方法，包括以下步骤：

1、将含46～54%的锌，铁16～20%、铟0.074～0.093%的高铁锌焙砂在回转窑内与CO接触还原，还原温度在700～900℃，CO浓度10～30%，过剩系数0.8～3，还原时间控制在30～80min，得到还原焙砂。

2、将得到的还原焙砂用硫酸进行中性浸出，按液体与固体比例（体积/重量）为5：1，中性浸出初始酸度100～150g/L，终点pH 5.4，过滤得到中性浸出液和中浸渣。

3、将所述中浸渣进行酸性浸出，酸性浸出初始酸度160～200g/L，浸出温度80～95℃，酸性浸出终点酸度10g～50g/L，浸出时间2～4小时，过滤得酸性浸出液和酸性浸出渣。

4、将得到的酸性浸出液采用氧化锌中和沉铟，沉铟的终点pH4～4.8，过滤得沉铟渣和沉铟后液。

5、将得到的中性浸出液和沉铟后液混合后加入高压反应釜，通入氧气，在160～200℃，保持氧气分压0.2～0.4MPa，除铁时间2～4小时，使溶液中的二价铁氧化后形成赤铁矿沉淀，过滤得到除铁后液和赤铁矿渣。

6、所得赤铁矿渣用0.2～1.5mol/L HCl搅拌酸洗0.5～2小时，温度30～80℃，酸洗后过滤得到的赤铁矿于600～900℃温度下焙烧0.5～1小时，得到符合HC/T2574—94工业氧化铁Ⅱ型要求的氧化铁粉。

7、所得除铁后液采用沸腾焙烧烟尘中和，中和终点pH5.4，中和液净化后电积得到金属锌，中和渣经还原挥发后产生的次氧化锌作为酸浸液沉铟的中和剂。

所述还原焙砂是在N₂保护下冷却。

本发明的技术原理是把刚完成的氧化焙烧的热锌焙砂放入回转窑中，在CO的还原作用下，破坏锌焙烧中的铁酸锌结构，使还原焙砂在低酸浸出时锌、铟、铁能大量浸出，溶液进行预中和沉铟，沉铟液进入高压釜进行赤铁矿除铁，铁渣进一步除杂提纯，产物分别得到富含铟的中和渣，二级氧化铁粉，锌除铁后液。

还原焙烧主要反应有：3ZnFe₂O₄+CO→3ZnO+2Fe₃O₄+CO₂

ZnFe₂O₄+CO→ZnO+2FeO+CO₂       

达到分解铁酸锌的目的。

本发明的突出实质性特点和显著进步在于：

1、采用还原焙烧处理锌焙砂使Zn、In的浸出性能大幅提高，浸出指标优异。

2、采用赤铁矿法除铁，铁渣品位高、渣量少、易于资源化利用。

3、采用沸腾炉烟尘作为除铁液的中和剂，中和渣经挥发产生的含铟氧化锌作为沉铟的中和剂，烟尘中的铟也得到富集，解决了中和剂需外购的问题。