锌湿法冶金课件-1资料.ppt

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1、锌湿法冶金课件-1中性浸出酸性浸出挥锌图1锌焙砂浸出的一般流程中性浸出：中性浸出使用的浸出剂为全部酸性浸出液和硫酸锌溶液的部分电解废液。中性浸出只能浸出焙砂中的部分锌，大部分锌还留在渣中有待酸性浸出。中性浸出终点的pH=5.0~5.2。pH过高，则锌浸出率低；Zn2+容易水解损失；pH大于5.2时，氢氧化铁胶体带负电，影响浸出液中As砷、Sb锑等杂质的共沉淀分离。pH过低，如当低于5.0时，Fe3+的水解沉淀不完全。中性浸出液中的杂质主要来自于浸出剂（酸性浸出液）。中性浸出的目的：浸出大部分ZnO；分离锌

2、与其他大部分杂质。中性浸出主要反应为：ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O酸性浸出：中性浸出的渣还含有大量锌，需要进一步浸出。酸性浸出有低酸（约60oC，1~5g/L硫酸）浸出和热强酸性（约85~95oC，20~60g/L硫酸）浸出。低酸浸出：低酸浸出中性渣时，铁酸锌的浸出率不大，一般仅为1~3%，低酸浸出的渣含锌20%以上，主要是铁酸锌。为了回收锌，还需将渣高温挥锌或热酸性处理，工艺比较复杂。高温、高酸浸出：目前新建的厂大都采用高温、高酸（约90oC，始酸120~150g/L，终酸40~60g/

3、L）浸出中性渣。经高温、高酸浸出，铁酸锌的浸出率达90%以上，浸出渣中锌含量也随之大幅度降低，浸出后含铅、银的渣外排堆存。高温、高酸浸出过程中铁的浸出率也大幅度增加，铁离子浓度达到30g/L以上，这种酸性浸出液不能直接返回中性浸出工段，需经除铁后才能返回。中性浸出液和热强酸浸出液的除铁方法见净化工段。ZnFe2O4+4H2SO4=ZnSO4+Fe2(SO4)3+4H2O挥锌：低酸浸出渣中还含有铁酸锌（ZnO.Fe2O3）、少量硫化锌（ZnS）、硫酸锌（ZnSO4）、氧化锌（ZnO）、硅酸锌（ZnO.SiO

4、2）等物质，需要进一步处理，处理方法一般采用高温还原挥锌。处理设备有回转窑和平炉，回转挥锌效率高，达90%，平炉挥锌较低，约为80%。挥锌原理是将浸出渣与含硫低的无烟煤混合，在1100~1300oC下，锌被还原为金属锌蒸汽，锌蒸汽与空气中的氧反应变为氧化锌，气体经冷却，收尘，得含锌50~65%的次氧化锌，次氧化锌可以直接当作产品出售，也可以进一步处理，制金属锌或高纯氧化锌。以上三段浸出工艺复杂，自上世纪60年代除铁新技术诞生以后，锌焙砂浸出可以采用二段浸出工艺，见图2。中性浸出高温高酸酸性浸出图2锌焙砂高

5、温高酸浸出流程2.净化湿法冶金净化方法：离子沉淀法、置换法、有机溶剂萃取法、离子交换法、膜分离法、结晶法等。锌焙砂浸出液净化方法常用离子沉淀法和置换法分离杂质离子。从前面的讲解可知，锌焙砂的浸出是多段浸出，最终得到的浸出液除含锌离子（160~165g/L）外，还含有各种杂质离子，这些杂质离子有：Fe3+、Fe2+、Cu2+、Co2+、Ni2+、锑（Sb）、砷（As）等，其中高温高酸浸出液中铁离子浓度高达30g/L以上，其他杂质浓度较低，但危害大，都要进行净化分离。表1为中性浸出液成分，表2为净化后的新液成

6、分。表1锌焙砂中性浸出液的成分（g/L）对净化液的要求：Cu0.0005g/L、Ni0.001g/L、Co0.003-0.005mg/L，砷、锑、锗的浓度低于0.0001g/L。表2净化后的新液成分（g/L）1）中性浸出液中Fe2+的氧化和Fe3+与As、Sb的共沉淀分离铁沉淀：Fe2+离子水解沉淀的pH较高，甚至高于Zn2+水解的pH，所以不能用水解法除Fe2+，需要将Fe2+氧化为Fe3+后，才能用中和法控制pH约5将其水解除去。氧化剂常用的是软锰矿（MnO2）或空气。MnO2+2Fe2++4H

7、+=Mn2++2Fe3++4H2O离子（1M）开始沉淀pH沉淀完全pH（10-5M）Fe3+1.54.1Zn2+5.46.4Fe2+6.59.7As、Sb的沉淀：pH大于5时，Fe3+全部水解生成Fe(OH)3胶体，胶体的等电点在pH=5.2左右，小于5.2时，胶体带正电，而在此pH值时，As和Sb以AsO43-和SbO43-形态存在，它们相互吸引而共沉淀，这也是中性浸出终点pH为什么控制在小于5.2的原因。为了将Sb和As沉淀完全，溶液中的铁含量应在Sb+As总量的10倍以上。2）高温、高酸浸出液中铁的

8、沉淀方法高温、高酸浸出液中Fe离子浓度在30g/L以上，如此高的杂质铁不能用简单的水解法分离。1960年以来，工业上先后用更先进的黄钾铁矾法、转化法、针铁矿法、赤铁矿法除铁。这些方法的优点是：铁的沉淀结晶性能好，易沉降、过滤和洗涤。黄钾铁矾法应用最普遍，可以直接将Fe3+沉淀，针铁矿法和赤铁矿法需要控制较低的Fe3+的浓度，为此需要将大部分Fe3+还原为Fe2+。（1）黄钾铁矾法为了减少碱的消耗，高温、高酸浸出液可先用锌焙砂预