硫化锌精矿两段逆流氧压浸出原理及综合回收镓锗工艺研究

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1、硫化锌精矿两段逆流氧压浸出原理及综合回收镓锗工艺研究含镓、锗高的硫化锌精矿采用传统的常规湿法炼锌工艺，原料中约98%以上的镓、锗进入锌浸出渣，采用回转窑挥发处理锌浸出渣，镓、锗在还原挥发工序回收率分别只有8%、60%，资源未得到充分的利用。采用两段逆流氧压浸出工艺浸出硫化锌精矿综合回收镓、锗，锌浸出率98%～99%，Ca浸出率90%，Ge浸出率3＋95%，浸出液终酸10～15g／L，Fe0.1g／L，通过焙砂中和、锌粉置换富集镓、锗，富含镓锗的置换渣经烘焙、氯化蒸馏、萃取、电解可获得Ga99.99%的电镓，GeO267.5%的粗二氧化锗，镓回收率达71%

2、，锗回收率达65%，经济、有效地综合回收了精矿中富含的镓锗等稀散金属，提高了镓锗资源的综合回收率。置换后液经除铁、净化、电积后，锌回收率可达96%。二段氧压浸出渣通过浮选及加热过滤可获得S99.8%的元素硫，总硫回收率达82.6%，精矿中的硫以元素硫形式回收，较好地解决了有色金属冶炼工艺中主要污染源－二氧化硫气体对环境的污染。文章研究了硫化锌精矿两段逆流氧压浸出的原理及综合回收镓、锗的工艺。一、硫化锌精矿两段逆流氧压浸出原理锌氧压浸出工艺是由一个简单的基本反应来完成的。硫化锌精矿与加入到溶液中的废电解液在一定温度与氧压下反应，以硫化物形式存在的硫被氧化为

3、单质硫，锌转化到溶液中成为可溶性硫酸盐。化学反应为：在缺乏加速氧传递的介质的情况下，反应进行得很慢。这种介质为溶解的铁，铁离子起催化作用。反应通常是两个反应的总和：正常情况下锌精矿中有足够的酸溶铁来满足反应需要，三价铁的存在消除了酸溶硫化锌产生硫化氢。浸出时，锌精矿中的镓、锗和大量的微量元素一起浸出至溶液中。硫化锌精矿中铁的行为：黄铁矿（FeS2）中的硫元素被氧化成硫酸，在相对低的温度和氧分压力下，这类反应速度很慢；在较低温度较高酸度氧气不足时黄铁矿被氧化生成元素硫。低酸条件下三价铁水解生成水合氧化铁和水合氢黄铁矾沉淀。硫化锌精矿中铜的行为：硫化锌精矿中

4、铅的行为：方铅矿（硫化铅）易于发生如下反应，生成不溶于水的硫酸铅和铅铁矾。由上可知：氧压浸出时锌精矿中各元素的行为与浸出时的温度、氧气分压、以及酸的强度密切相关。锌、铜一般被浸出进入溶液；元素硫及铅的水解产物进入渣中；铁的行为比较复杂，既可进入溶液也可水解进入渣中。因此2＋控制二段逆流氧压浸出的温度、酸度、氧分压，使铁大部分以Fe的形式进入氧压浸出上清液，镓、锗等稀散金属随同铁的走向大部分以镓离子、锗离子的形式进入氧压浸出上清液。铁元素大部分以亚铁形式在溶液中，最小化三价铁水解沉淀，减少了溶液中镓和锗随水解三价铁共沉淀引起的损耗。二、两段逆流氧压浸出综合

5、回收镓锗工艺研究（一）工艺流程目前国外锌精矿氧压浸出工艺分为单段加压浸出及两段逆流加压浸出两种方法，并以单段加压浸出工艺应用较多，两段逆流加压浸出工艺仅有加拿大哈得逊锌厂及哈萨克斯坦锌厂应用。单段加压浸出工艺通常用于现有焙烧厂的改造，而两段逆流加压浸出工艺由于可取消焙烧工序，常用于新建锌压力浸出工厂。锌精矿氧压浸出综合回收镓锗工艺需要焙砂中和氧压浸出上清液，通过研究酸锌摩尔比、反应时间、初始铁离子浓度、木质素磺酸钠、锌精矿粒度及温度、氧压对锌、铁、镓、锗浸出率的影响，得知：需提高单段氧压浸出终酸，锌、铁、镓、锗才能获得较3＋高的浸出率，而后序中和需大量的

6、焙砂；同时单段氧压浸出浸出液中的铁绝大部分以Fe存在，为回收镓、锗必须3＋2＋将溶液中的Fe还原成Fe。故选用两段逆流加压浸出工艺，一段浸出采用相对低的酸度、温度及压力，控制终酸3＋10～15g／L，浸出上清液Fe0.1g／L，为下一工序提供合格的上清液；一段氧压浸出渣进行二段氧压浸出，二段浸出采用相对高的酸度、温度及压力，使未浸出的锌铁等最大限度地浸出来，二段浸出上清液返回一段氧浸。对氧压浸出上清液采取锌粉置换富集镓锗，镓锗提取以富集镓锗的置换渣作为原料，镓锗回收采用经典的烘焙、氯化蒸馏、萃取、电解工艺。水洗后的镓、锗置换渣经烘焙、氯化蒸馏，蒸馏液冷凝

7、水解生产二氧化锗；蒸馏残液经过压滤、调酸、置换、还原后第一步用TBP共萃取富集镓、锗；第一步所得反萃液在低酸条件下用P204富集镓，反萃后在较高酸条件下用P204进一步富集镓，反镓液经中和造液电解生产电镓。两段逆流氧压浸出综合回收镓锗原则工艺流程图如图１所示。图1氧压浸出回收镓锗原则工艺流程图（二）氧压浸出主要技术经济指标氧压浸出主要技术经济指标列于表1。表1氧压浸出主要技术经济指标名称含量／%耗量要求氧气99.0（干基）111t∕d压力：2100kPa（abs）浸出添加剂－587t∕a锌总回收率96－硫磺回收率82.6－（三）镓锗回收主要技术经济指标镓

8、锗回收主要技术经济指标列于表2。表2镓锗回收主要技术经济指标名称含量／%镓总回收