[发明专利]从铁含量高的硫化锌精矿开始回收含硫介质中的锌的湿法冶金方法

说明书

技术领域

本发明描述一种回收锌及其它有价值的金属的湿法冶金方法，其特征为具有高提取率，并且在从硫化锌精矿制造电解锌期间产生清洁残余物。这种方法特别适用于处理不同种类的锌精矿，特别是那些铁含量高的锌精矿，并且很好地适合于那些使用称为黄钾铁矾、针铁矿或者直接浸提工艺的工艺的制造车间，从而改善关于金属回收效率以及所产生残余物的质量的结果。

背景技术

为了从原料(主要是硫化锌精矿)获得锌金属，已经使用了火法冶金和湿法冶金两种途径，不过这两种途径中的第一种由于与这种工艺相关的高操作成本和环境问题而明显地被废弃。湿法冶金工艺多数遵循RLE路线(焙烧、浸提、电解冶金)，不过一些车间(极少)可以避免焙烧精矿，因为它们在高压釜压力下或者在大气压力下对精矿进行直接浸提工艺。

直到60年代中期，电解锌车间在浸提区中使用中性浸提阶段和弱酸浸提阶段。这种方式使它们提取焙砂(由焙烧产生的产物)中所含的呈氧化物形式的锌，而与铁化合呈铁酸锌形式的锌未被浸提。这种工艺得到介于85％与90％之间的锌回收率，留下富集铁酸锌的残余物，其中锌含量为17-20％。

在1965年，称为黄钾铁矾工艺的工艺开始按工业水平进行使用，如文献ES 34601、ES 385575和NO 108047中所述。这种工艺的实施是将锌回收率成功地提高到90％水平以上所迈出的重要一步。除中性浸提之外，所述工艺还必需两个或两个以上的酸浸提阶段，其中使包含在铁酸锌中的锌和铁溶解产生硫酸锌(ZnSO₄)和硫酸铁(Fe₂(SO₄)₃)，与此同时允许分离包含焙砂中所存在的铅和银的残余物。然后，这种包含呈硫酸盐形式的Fe⁺⁺⁺并且具有为保持Fe⁺⁺⁺呈溶解状态所必需的残余酸度的溶液在阳离子(如Na⁺、K⁺或者NH₄⁺)存在下在部分降低酸度并且促使铁以黄钾铁矾(分子式为Me(SO₄)₂Fe₃(OH)₆的碱性硫酸盐，其中Me可以是上述阳离子之一)形式沉淀所要求的某些条件下用焙砂处理。随后，并入黄钾铁矾酸洗阶段使得有可能使回收率增加到97％。这种工艺是有效的并且它的操作成本极具竞争性。

黄钾铁矾工艺的一种变化形式是文献CA 1094819中所述的称为转化工艺的工艺。这种工艺与上述工艺的不同之处在于铁酸盐的浸提与铁以黄钾铁矾形式沉淀同时发生，不过在这种工艺中不可能分离铅-银残余物，从而最终获得包含所有呈黄钾铁矾形式的铁以及焙砂中所含的铅、银以及二氧化硅的单一残余物。

黄钾铁矾工艺的另一种变化形式在1981年12月15日的文献US 4305914中有所描述。它是如下程序，其中从酸浸提阶段获得的包含呈溶解状态的Fe⁺⁺⁺的溶液被冷却，并且在所存在的酸度随后被部分中和之后，为防止由使以黄钾铁矾形式存在的铁沉淀所产生的酸度太高以致阻止沉淀过程，在用硫酸锌溶液将它稀释之后，再次再加热溶液，以使黄钾铁矾在阳离子(如Na⁺、K⁺或者NH₄⁺)存在下沉淀。这一顺序消除了对用碚砂中和的需要，从而获得重金属含量低的黄钾铁矾残余物。尽管如此，这种工艺不具成本有效性并且因此尚未按工业水平发展。