[发明专利]一种锌精矿加碳氧化焙烧和浸出的方法

说明书

本发明公开一种锌精矿加碳氧化焙烧和浸出的方法，包括如下步骤：（1）混料：将锌精矿粉碎后与碳质还原剂混合均匀，得到混合料；（2）焙烧：将混合料焙烧，得到锌焙砂；（3）中浸，将锌焙砂与稀酸溶液Ⅰ混合，中性浸出；（4）酸浸：将中浸渣与稀酸溶液Ⅱ混合，酸性浸出；（5）收集：收集中浸液和酸浸液。本发明在锌精矿中加碳质还原剂，在碳质还原剂的作用下，形成弱氧化性气氛，使锌精矿中的铁主要生成Fe₃O₄和缺氧型氧化物Fe₂O₃‑x(0x1)，减少铁酸锌的生成量，增加易溶于酸的ZnO的含量，从而达到高效浸出锌的目的。加碳氧化焙烧之后的锌焙砂，在稀硫酸溶液中锌的浸出率达到79.98%以上，铁的浸出率极低，仅1%左右。

技术领域

本发明属于锌冶金领域，具体涉及一种锌精矿加碳氧化焙烧和浸出的方法。

背景技术

锌精矿通常是指含铁不大于18wt％、含锌大于40wt％、含硫一般在25～35wt％，并伴生一定含量的铜、铅金属的一类硫化锌精矿的总称。对于处理这一类含铁硫化锌精矿，传统工艺技术流程为锌精矿氧化焙烧——中性浸出——酸浸——电沉积。使用此方法处理含铁锌精矿时，氧化焙烧过程中产生的氧化锌与杂质三氧化二铁反应生成不溶于弱酸的铁酸锌(ZnFe₂O₄)，导致锌浸出率不高(≤80％)。而用高温高酸浸出中浸渣可以获得高的锌浸出率，锌的浸出率可以达到95％以上，但铁的浸出率也超过80％。为避免影响后续的电沉积过程，铁必须以铁渣的形式从浸出液中除去。目前，主要的除铁方法有赤铁矿法、黄钾铁钒法和针铁矿法。这些除铁工艺复杂，设备要求比较高，一次性投资大，并产生大量的含铁渣，造成铁资源的浪费和对环境的二次污染。

还有一种工艺是锌精矿氧化焙烧——中性(或含酸性)浸出——中性(酸性)浸出渣回转窑高温还原挥发。在该工艺技术流程中，锌精矿沸腾焙烧目的是控制温度870～1100℃，将锌精矿中的硫元素脱除，得到几乎不含硫的焙烧矿。在该焙烧条件下，锌精矿中黄铁矿和硫化锌被氧化生成氧化物，含铁硫化锌精矿中铁与锌镶嵌共存，生成的氧化铁与氧化锌发生化学反应，生成铁酸锌。因而，在焙烧过程中大部分的铁将不可避免地生成难溶于稀硫酸溶液的铁酸锌。中性浸出的目的是用稀硫酸将锌焙烧矿中的锌大部分溶解到硫酸溶液中，实现元素锌从矿物中转移到硫酸水溶液的目的，中性浸出过程得到合格的硫酸锌溶液，这种硫酸锌溶液作为下一步提取锌的原料转入下一工序。铁酸锌等不被稀硫酸浸出，造成以铁酸锌等形态存在的锌、铟等有价元素进入到中浸渣中，造成锌、铟等有价元素的损失，而几乎所有的铁也残留于中浸渣中。中浸渣根据硫化锌精矿含铁的不同，其含锌为18～24wt％，含铁为25～35wt％，含硫为5～8wt％。回转窑高温还原挥发是一种处理中浸渣的成熟技术工艺，该过程控制1250℃以上的高温，添加焦炭作为发热剂和还原剂，焦炭的用量是投入回转窑物料量的50wt％以上。在高温还原挥发过程中，氧化锌及其它含锌化合物被还原挥发并收尘得到次氧化锌粉，中浸渣中的锌在次氧化锌粉中得到富集。回转窑高温还原挥发过程中，中浸渣中的硫酸盐被分解，生成二氧化硫进入高温烟尘气中，由于在回转窑高温还原挥发过程中，控制较高的过剩空气系数，使得该过程中烟气量很大，稀释了生成的二氧化硫，使烟气含二氧化硫浓度很低，难以回收利用，全部排放到大气中，造成二氧化硫污染，进而产生酸雨；铁氧化物被还原成低价氧化物或金属铁进入到窑渣中，实现铁锌的分离。该过程所产次氧化锌粉含锌约50wt％左右，需要单独专门处理以回收其中的锌和铟等有价元素。

由此可见，传统的锌提取方法均需要繁杂的工艺、耗能高、占地多。

发明内容

本发明的目的是解决上述技术问题，提供一种工艺简单、耗能低、可提高锌焙砂浸出率的锌精矿加碳氧化焙烧和浸出的方法。

为实现上述的目的，本发明的技术方案为：

一种锌精矿加碳氧化焙烧和浸出的方法，包括如下步骤：

(1)混料：将锌精矿粉碎后与碳质还原剂混合均匀，得到混合料；