[发明专利]一种高效选择性分离硫化锌精矿中锌的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种高效选择性分离硫化锌精矿中锌的工艺，是采用氧压酸浸-旋流电解处理硫化锌精矿，属于有色金属湿法冶金领域。

背景技术

本发明属于锌的湿法冶金工艺。目前硫化锌精矿的处理方法绝大部分采用湿法炼锌工艺，传统的工艺流程为：硫化锌精矿--焙烧--硫酸浸出-电积。此工艺较为成熟，锌的浸出率也较高，但需要庞大的制酸系统，投资很大；工艺流程也较复杂；另外锌精矿中铁闪锌矿在焙烧过程中生成大量铁酸锌，这部分铁酸锌需采用高温高酸才能浸出，酸耗很高，且锌的浸出率也较低；除此之外，电积沉锌时对锌电解液成分要求苛刻，因此电积时也存在相当多的技术问题。为此，有些企业采用高温高压纯氧氧化浸出处理硫化锌精矿的技术，比如2012年7月18日，中国发明专利公开号CN102586597A公开了一种硫化锌精矿加压浸出的方法，它是使硫化锌精矿在高温高压的酸性条件下，由氧气直接氧化得到硫酸锌溶液与单质硫，从而省去了传统工艺中庞大的制酸系统，具有污染低、投资小和锌的回收率较高等优点。但是，加压浸出后所得浸出液采用常规的锌电积方法处理，由于传统的锌电积对电解液的成分要求非常苛刻，所以在电积之前需增加净化工序（除Cu、Fe、As等杂质），净化过程中需要消耗大量试剂且带走部分的锌，导致生产成本大幅度增加。

因此，开发适合于处理硫化锌精矿的高效清洁冶金技术具有重要的现实意义。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种高效选择性分离硫化锌精矿中锌的工艺，采用氧压酸浸-旋流电解处理硫化锌精矿；该技术具有对环境无污染、无“三废”排放；属于清洁冶金技术、对原料适应性强、流程简单；自动化程度高、操作方便、试剂消耗少、操作成本低；过程强化、金属回收率高等优点。

本发明的技术方案是：一种高效选择性分离硫化锌精矿中锌的工艺；硫化锌精矿经湿磨后与硫酸调浆，然后泵入高压釜内进行高压酸浸；浸氧化出过程中不断通入纯氧，并在高压釜中氧化浸出时加入调整剂A；控制适宜的技术指标；硫化锌精矿中Zn以Zn²⁺的形式进入溶液，大部分硫被氧化成单质硫转移到渣中，而Pb则以PbSO₄的形式与银留在渣中；浸出完成后进行液固分离；进行液固分离，实现锌与其他有价元素的初步分离；含锌的浸出液经调酸后直接进行旋流电解，得符合国标的电锌产品，浸出渣送至火法炼铅系统综合回收Pb、Ag、S等有价元素，电解废液返回高压釜作为浸出溶剂循环使用。

进一步地，上述硫化锌精矿在高压釜氧化浸出时，控制终酸pH=1-2，可以使硫化锌精矿中的绝大部分Fe、As以赤铁矿、铁矾及砷酸铁盐的形式进入渣中。

进一步地，上述硫化锌精矿的成分为：Zn：30～60%；S：15～38%；As：0.05～0.2%；Pb：2～8%；Fe：5～20%。

进一步地，上述硫化锌精矿经湿磨后粒度在-200目；上述硫化锌精矿在高压釜氧化浸出时采用纯氧为氧化剂。

进一步地，上述硫化锌精矿在高压釜中氧化浸出时其适宜技术指标为：硫酸浓度120～180g/L、液固体积质量比4～6∶1mL/g、温度130～160 ℃、氧压0.8～1.4MPa、搅拌速度500～700 r/min、反应时间1.5～2.5 h。

进一步地，所述的调整剂A为木质素磺酸钙或木质素磺酸钠，其用量为硫化锌精矿总质量的0.8～1.5%调。

进一步地，上述的高压酸浸中，硫化锌精矿中锌的浸出率达98.5%以上；铅、银等有价金属入渣率为100%；铁、砷入渣率95%以上；硫入渣率90%以上。

进一步地，上述含锌的浸出液经调酸后作为在旋流电解时的电解液，Zn²⁺含量不低于5 g/L。

进一步地，上述的含锌浸出液进行旋流电解时的技术指标为：硫酸浓度80～150 g/L、槽电压3.0～3.8 V、电流密度800～900 A/m²、电解周期36 h。

进一步地，上述含锌浸出液进行旋流电解时，其电解效率达92%。

进一步地，上述旋流电解沉锌后电解废液补加适量硫酸返回高压釜作为浸出液反复使用，当废电解液中Cu²⁺累积到一定量后通过控制槽电压进行选择性沉铜得黑铜渣；黑铜渣返铜冶炼系统。