[发明专利]一种湿法冶金酸性浸出液的除铁方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种湿法冶金酸性浸出液的除铁方法；属于资源综合利用领域。

背景技术

在湿法冶金过程中，常常使用酸性溶液浸矿石，矿物中的铁经常是以三价或者二价离子形式进入溶液。由于铁在进行电沉积等后续工艺时存在较大危害，因此除铁是湿法冶金中最为普遍和重要的一道工序。锌冶炼过程中的沉淀除铁问题，在湿法冶金中最具代表性。硫化锌精矿一般含有5%-15％的铁，浸出过程中锌和其他有色金属进入溶液时，铁也不同程度地进入溶液。采用高温高酸浸出工艺时，可使以铁酸锌形态(ZnFe₂0₄)存在的锌浸出率达90％以上，显著提高了金属的提取率，但大量铁也会转入溶液，使浸出液中的含铁量高达30g/L以上。为了从含铁高的溶液中沉铁，自上世纪60年代末以来，黄钾铁矾法、针铁矿法、赤铁矿法作为新的沉铁方法先后在工业上获得应用。

虽然这些方法基本解决了锌湿法冶金中的固液分离问题，铁的沉淀结晶好，并可取消浸出时对铁溶解量的限制，从而实现了对锌焙砂的全湿法处理。但是它们都存在各自的缺陷：黄铁矾法的缺点是渣量大，铁品位低，硫酸消耗较多；针铁矿法的要点是使溶液中三价铁离子浓度在沉淀过程中保持较低水平，如低于lg／L，该工艺效率较低，过滤的料液较大，动力消耗大，酸平衡难于掌握，酸、碱消耗较大，设备较为复杂；赤铁矿法除铁最富有吸引力的是此法除铁铁渣量少，含铁较高，但需要较高pH值，且能耗最高，蒸汽耗量约占全厂60％。它们共同的缺陷在于生成的沉淀沉降速度缓慢，陈化时间长，颗粒细小过滤困难，且生成的沉淀渣品位不够理想，综合利用困难。

因此，加速浸出液中铁的分离，提高沉淀渣的利用率要有针对性的研究出一种对高浓度铁离子的沉降行之有效的方法和工艺，使环境效益、经济效益和社会效益三统一。本发明首次将磁场和磁化絮凝引入湿法冶金酸性浸出液除铁工艺中，加速了铁的分离并提高了沉淀渣的利用率。为湿法冶金中铁的分离与利用开辟了新的思路。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种工艺方法简单、操作方便、可以快速、高效沉降分离湿法冶金酸性浸出液中铁离子，并提高铁沉降渣利用率的湿法冶金酸性浸出液的除铁方法。

本发明一种湿法冶金酸性浸出液的除铁方法，包括下述步骤：

第一步：改性磁种的制备

将磁铁矿在球磨机研磨至粒度小于74um的磁铁矿粉，取磁铁矿粉在质量浓度1%的磷酸酯淀粉溶液中浸泡至少1小时，过滤分离，然后将浸泡后的磁铁矿粉加入到Fe³⁺浓度为2g/L、Fe²⁺浓度为1g/L的硫酸铁和硫酸亚铁混合溶液中，搅拌速度300r/min,温度60-70℃，向其中缓慢加入氢氧化钠调节pH为4-5,反应完全后过滤烘干，得改性磁种；所述浸泡后的磁铁矿粉的加入量按350-450g/l加入到硫酸铁和硫酸亚铁混合溶液中；

第二步：酸性浸出液还原

在湿法冶金酸性浸出液中加入还原剂，并以300-500r/min速度搅拌，使Fe³⁺含量降到3g/L以下，得到还原后酸性浸出液；

第三步：磁场诱导中和水解

将第二步所得还原后酸性浸出液置于磁场中,向其中添加第一步所得改性磁种，连续搅拌，控制所述还原后酸性浸出液温度在80-90℃，向还原后酸性浸出液中加入氧化剂，控制氧化剂的加入速度，使还原后酸性浸出液中Fe³⁺浓度保持在3g/L以内，使还原后酸性浸出液中的Fe²⁺氧化成为Fe³⁺，同时，向还原后酸性浸出液中加入碱性中和剂，控制整个过程中还原后酸性浸出液的pH值为2.0-3.0。

第四步：絮凝、快速沉降

向第三步所得溶液中加入絮凝剂和助凝剂，继续搅拌3-8分钟后；将溶液置于竖直磁场中，过滤，滤液即为湿法冶金酸性浸出液除铁后液，滤渣经烘干处理后铁品位大于50%。

本发明一种湿法冶金酸性浸出液除铁的方法中，所述湿法冶金中酸性浸出液为硫酸铜浸出液、硫酸锌浸出液、锰矿浸出液、镍钴矿浸出液等中的一种或几种。

本发明一种湿法冶金酸性浸出液除铁的方法中，所述碱性中和剂选自碳酸锌、锌焙砂、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠中的一种。

本发明一种湿法冶金酸性浸出液除铁的方法中，磁场和改性磁种诱导并促进铁的水解并影响水解产物。