[发明专利]中低压富氧直接浸出硫化锌矿中锌及其他有价金属的方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种中低压富氧直接浸出硫化锌矿中锌及其他有价金属的方法，属一种有色金属湿法冶金技术领域。

背景技术

近几十年随着有色冶炼技术的发展，锌湿法冶炼不断涌出新技术、新工艺，先后有常规法、黄钾铁矾法、针铁矿法、赤铁矿法等除铁提锌工艺技术，这些方法工艺成熟，技术稳定，但工艺、生产流程长、能耗高、用人多，过程中废气、废水、废渣产生的节点多，处理的问题多，处理成本费用高。而富氧直接浸出技术则提供了一种新的生产电解锌的途径。由于不产生SO₂、工艺连续简洁、设备密闭、机械化程度高、综合回收或富集好、无或少三废，其先进性、成熟度和显著的环保效果得到了世界各国的广泛认可。目前，硫化锌精矿富氧直接浸出工艺技术有富氧常压浸出和富氧加压浸出两种。富氧直接浸出工艺与上述几种传统炼锌方法比，具有工艺流程简洁、硫以元素硫形式产出，不受硫酸市场制约，便于储存及运输，环境影响小；建设总投资、生产运行成本和设备维修费用低，能耗少；流程简单，有价元素综合回收高，省去了沸腾焙烧、烟气制酸和浸出渣的再处理工序。常压富氧浸出（以下简称常压浸出）工艺采用的是芬兰奥托昆普技术，加压富氧浸出（以下简称加压浸出）工艺由加拿大狄纳泰克公司开发，两者在国外都有几十年以上的工业实践先例，技术先进，工艺成熟，环境友好，现国内部分厂家已分别引进此两种技术和设备并投入生产，经过吸收和消化，初步运行效果较好。

加压浸出在高温(145～150℃)、釜总压1.1～1.3MPa、釜内氧分压0.7MPa左右的条件下在密闭高压釜反应器内进行硫化锌矿氧化酸浸，其操作温度和釜压比较高，对设备材料及制作的要求高，对设备仪表控制和生产安全操作等要求严，优点是反应时间仅为1.5～2h。为了寻求更温和的操作条件，随后芬兰奥托昆普公司展开了常压浸出技术研究。常压浸出技术是加压浸出技术的进一步发展，是以加压浸出技术为基础而发展起来。其反应的核心机理同加压浸出一样，在生产过程以氧气为氧化剂，进行常压氧化酸浸，属加压浸出领域的延伸，只是核心设备，用敞开式立式反应罐取代加压浸出的高压釜反应器，其操作温度和釜压比较低，浸出温度在95～100℃、釜底氧分压在0.1～0.3MPa的范围，达到了降低操作温度和釜压目的。从安全性角度考虑，常压浸出反应器基本无危险性，操作也不难，但从株洲冶炼厂的运用来看，其它的缺陷明显：

(1)氧气消耗高：从釜底通氧自然氧化，氧分压低，氧化速度慢，氧化效率低，造成浸出反应时间长，达22～24 h；长时间通氧，氧气利用率低，氧耗高。

(2)热耗高：单台反应釜近千立方体积的浆液，维持95℃以上温度，反应20小时以上，本身就需大量的热，并且釜体敞开散热，氧气和水蒸气带走热，不易回收，热损失较大。

(3)动力消耗大：单台反应釜近千立方体积的浆液，相对175 kW /台搅拌设备，20小时以上的不停搅拌驱动，设备作业效率是非常低的。

(4) 反应釜罐体高耸、庞大，数量也多，对物料的积压也比较多，稍显笨拙，不尽合理。同等生产规模下，设备台套数多，需氧耗、热耗、动力耗总量就大，相应投资也大。

由以上比较可看出加压浸出与常压浸出两种工艺流程及设备各有优缺点；加压浸出的缺点主要表现在设备的安全性、材料及制作的高要求上、设备操作细致上；操作条件相对常规工艺较苛刻，具有较高的温度和压力。因此对设备和管道材质及加工制作的要求较高，操作要求更加严格。而常压浸出虽然在安全上得到了保证，但其它缺陷很明显，反应时间长，氧气、供热、动力消耗大，设备作业效率低。

发明内容

本发明的目的是针对上述加压浸出与常压浸出技术中存在的不足，从可以实际生产的角度出发，提供一种中低压富氧直接浸出硫化锌矿中锌及其他有价金属的方法---即中低压富氧直接浸出技术。该方法把加压富氧浸出和常压富氧浸出的技术优点、设备优点进行融合、改良和创新，避免两者的缺点和局限性，达到优化、简化装置和工艺，大大节省投资、降低生产运行成本，达到安全生产和环境友好的目的。

1、本发明通过以下可实际生产技术方案达到上述目的，该方法步骤和控制条件如下：

(1) 一段高酸中低压富氧浸出

将硫化锌矿经球磨至粒度小于44μm的原料﹥98%后调浆，浆料采用加压隔膜泵泵入卧式压力釜中用锌电解废液或硫酸溶液进行高酸中低压富氧浸出反应后，利用压力釜内压力，将浆料压至浓密槽进行沉降分离得一段上清液和一段底流；所述一段底流经压滤机液固分离后，滤液并入一段上清液，滤渣经常规浮选回收硫后，送铅冶炼系统配料按常规方法回收铅银；