锌湿法冶金课件-1

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1、第六章重金属湿法冶金（以锌为主）重金属冶金学——第二版，彭秋容编湿法炼锌学——梅光桂，王德润，周敬元王辉编著一.概述冶金方法或过程分为湿法冶金和火法冶金。湿法冶金是在水溶液中进行的提取冶金过程。用试剂浸出矿石、精矿或其他原料中所含的有价组分，使其进入液相，再对液相中的组分进行分离和富集，最后以金属或其他化合物的形式加以回收的方法。整个湿法冶金过程分为三个步骤：浸出，净化，金属沉积或提取。湿法冶金与火法冶金比较，优点有：（1）适应范围更广。湿法冶金适合高、中、低品位的原料，而火法冶金要求用高品位的原料。（2）能耗低。湿法冶金一般在较低温度下进行，能耗低，而火法冶金都是在高温下进行的。（3）工

2、艺过程绿色环保。湿法冶金在提取有价组分的过程中，原料中的某些有毒有害的组分大都以沉淀物的形式留在渣中，容易处理，对环境的危害小。（4）成本低。（5）综合利用能力强。能同时提取原料中的各种有价组分。（6）湿法冶金更容易制备出高纯甚至超高纯的产品。（7）湿法冶金获得的产品的种类多样化。二.锌湿法冶金湿法冶金已经应用于各种金属的冶金过程，随着矿石中有价金属品位的不断降低，这种趋势一定会得到进一步加强。锌冶金中有80%以上的锌是通过湿法冶金得到的。锌的湿法冶金在各种金属的湿法冶金过程很有代表性，下面我们重点讲解锌的湿法冶金。锌的湿法冶金过程包括：锌焙砂浸出，浸出液净化，硫酸锌溶液电解沉积。下面分别

3、介绍。1.浸出重金属湿法冶金浸出方法：酸浸、碱浸、盐浸、氧化浸出，还原浸出、细菌浸出等。硫化锌精矿经沸腾焙烧后得到的焙砂除含ZnO外，还含有各种金属化合物，如CaO、MgO、Fe3O4、CuO、PbO、CoO、NiO以及铁酸锌（ZnFe2O4）等。浸出锌焙砂常用的方法是酸浸，酸浸用的酸是稀硫酸。氧化锌以及其他各种金属氧化物都比较容易溶解于稀硫酸介质中，但铁酸锌溶解比较困难，因此为了提高锌焙砂中锌的浸出率，锌焙砂的浸出一般分为三个阶段：中性浸出、酸性浸出和浸出残渣挥锌。浸出工艺流程见图1（常规浸出流程）。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

4、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

5、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/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

6、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.SiO2）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

7、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