[发明专利]利用钙化球磨焙烧-碱浸法从铁酸锌资源中回收锌的方法

说明书

本发明属于湿法冶金和固体废物资源化技术领域，具体为一种利用钙化球磨焙烧‑碱浸法从铁酸锌资源中回收锌的方法。包括以下步骤：（1）将铁酸锌资源和钙化剂混合后进行球磨反应，通过机械力作用促进铁酸锌矿相重构转化为氧化锌；（2）将球磨产物在氧化气氛下进行钙化焙烧，强化铁酸锌的矿相重构反应；（3）焙烧产物在碱溶液中浸出，使氧化锌溶解，固液分离后，得到锌滤液和浸出渣。本发明通过球磨处理降低了钙化焙烧所需的较高温度，在相对低的温度下使铁酸锌进行矿相重构转化为氧化锌，易于后续碱浸提取，浸出成本低、选择性好，且反应速度快，锌浸出率得到有效提高。

技术领域

本发明涉及一种利用钙化球磨焙烧-碱浸法从铁酸锌资源中回收锌的方法，属于湿法冶金和固体废物资源化技术领域。

背景技术

锌特性优良，含锌材料可用于电池制造，锌合金也具有成本低、耐腐蚀性好等优点，在生产生活中使用广泛；二次资源的回收利用，特别是含锌钢铁厂粉尘的回收利用是实现资源循环利用、可持续发展道路的重要途径。

根据钢铁厂粉尘中锌元素含量不同，采用不同的资源化处理方法，锌含量少的粉尘返回钢铁厂循环利用，锌含量多的可以用湿法或火法提取高纯度金属锌。钢铁厂循环利用是将粉尘直接配入烧结球团或炼钢等工序，烧结球团处理会因粉尘铁品位低、锌含量高降低粉尘中铁的回收效果，锌含量高的烧结矿会对后续高炉操作带来危害；炼钢处理将锌含量低的粉尘和碳喷入转炉或电炉，锌高温还原挥发进入烟尘系统，铁氧化物进入炉渣和钢水得以利用，但是只适用于铅锌含量很低且铁含量较高的粉尘。火法处理通常配入还原剂或氯化剂，还原剂将粉尘中的锌还原成金属锌，挥发分离富集；氯化剂将铅锌氯化并挥发脱除。火法处理存在能耗高、投资大、污染环境等问题。湿法处理利用焙烧、浸出等处理中高锌粉尘，包括酸浸和碱浸等。强酸溶液浸出易产生氯气等有毒有害气体，弱酸溶液无法与粉尘中的铁酸锌反应，效率低下，同时铁、钙等杂质元素完全溶解，锌难以得到有效分离。相比于酸浸工艺，碱浸工艺对设备的腐蚀程度较低，对铁几乎不浸出，有较好的选择性。

铁酸锌资源是以铁酸锌为主要含锌物相的钢铁厂粉尘、含锌浸出渣、铅锌冶炼渣等可被资源化利用的固体废弃物。铁酸锌呈尖晶石结构，离子间化学键牢固，原子堆积聚合紧密，物理和化学性质稳定，成为铁酸锌资源湿法资源化的主要制约因素。因此，寻求一种对铁酸锌资源进行前处理，可实现高效浸出回收锌的工艺路线是值得研究的。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种通过球磨-焙烧前处理在碱性溶液中进行选择性浸出铁酸锌资源中锌的方法，该方法选择性溶解锌的氧化物，对铁几乎不浸出，选择性好，浸出效果快，处理效果理想，环境友好，经济节约。

本发明在铁酸锌资源中添加钙化剂，通过行星球磨结合焙烧处理使铁酸锌与钙化剂中的氧化钙反应转化为易被浸出的氧化锌，采用碱溶液选择性浸出法进行铁酸锌资源中锌的回收，主要是利用铁酸锌与氧化钙在高温下可转化生成氧化锌，通过机械活化降低反应活化能，在相对低的温度下焙烧即可发生转化。本发明主要涉及的化学反应如下：

ZnFe₂O₄+2CaO＝Ca₂Fe₂O₅+ZnO

ZnO+2OH^-＝ZnO₂^2-+H₂O

铁酸锌资源其他成分主要还包括铁氧化物、CaO、SiO₂等，经过本处理方案处理后，铁氧化物存在于浸出渣中，钙氧化物可作为钙化剂与铁酸锌反应，二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠存在于浸出液中。

本发明技术方案是这样实现的：

本发明提供一种利用钙化球磨焙烧-碱浸法从铁酸锌资源中回收锌的方法，具体步骤如下：