最新锌湿法冶金课件-1教学讲义ppt课件.ppt

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1、锌湿法冶金课件-1二.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、Cu

2、O、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

3、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0.003-0.005m

4、g/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+=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

5、、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、

6、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中和，调节pH为1.1-1.5，过滤，得到的渣返回高温、高酸浸工段；滤液加入阳离子M+（M+为NH4+、Na+、K+等），加热至90-100oC，保温3~4h，生成铁矾沉淀，过滤，铁矾外排，滤液残留的铁浓度为1-3g/L，用于中性浸出。3Fe2(SO4

7、)3+2MOH+10H2O=2MFe3(SO4)2(OH)6+5H2SO4（2）针铁矿法针铁矿法要求控制Fe3+浓度小于1g/L，为此有两种方法除高浓度的Fe3+。方法1（V.M法——VieilleMontagne比利时老山公司）：用还原剂（ZnS，85-90oC）将Fe3+还原为Fe2+，然后在80-90oC和pH=2.0-3.5条件下用空气将Fe2+氧化为Fe3+，则生成针铁矿。2Fe3++ZnS=2Fe2++Zn2++S2Fe2++1/2O2+H2O+2ZnO=2FeOOH+2Zn2+方法2（E.Z法——Ele

8、ctrolyticZinc澳大利亚电锌公司)：将浓的Fe3+溶液与中和剂一起均匀缓慢加入到80~90oC不含铁的溶液中，沉铁过程中始终保持pH=2.0~3.5和Fe3+浓度小于1g/L，则Fe3+生成Fe2O3.0.64H2O.0.2SO3沉淀。沉淀后Fe3+1g/L。（3）赤铁矿法先将Fe3+还原为Fe2+，然后控制H2SO4>2%和180