热酸浸出湿法炼锌#内容清晰

1、目录1.1国外锌冶炼发展概况(2)1.2国内锌冶炼发展概况(2)1.3商洛地区概述(2)2冶炼工艺(2)2.1湿法冶炼(热浸)流程图(3)2.2硫化锌贝克高温酸浸(3)2.3锌烘焙的主要成分浸出(3)2.4锌焙烧矿浸出的目的(4)2.5焙烧浸出工艺(5)2.6黄铁钒铁的去除(5)2.7硫酸锌溶液的净化(6)2.7.1锌粉替代方法(6)2.7.2-萘酚钴脱除工艺(6)2.8硫酸锌电解沉积(7)2.8.1主要设备和反应(7)3参考资料(7)湿法冶炼工艺1.锌概述锌主要以硫化物形式存在于自然中，氧化物形式其次。硫化矿石中锌的主要矿物是闪锌矿和高速闪锌矿，它们选矿后得到硫化锌精矿。氧化矿主要以菱和二极

2、亚烷为主，此外还有少量红锌矿。通过这些锌冶炼矿物生产锌锭的工艺分为火锌冶炼工艺和湿法冶炼工艺两大类。目前，在世界各地，炼锌的方法主要是hydrometallurgy锌，超过80%的独特锌锭是通过hydrometallurgy锌工艺生产的。传统湿法炼锌主要由焙烧、烟气制酸、浸出、纯水、电器、铸造等工艺组成。浸出渣火处理能耗、工艺复杂、工作条件恶劣、耐火材料消耗高的缺点冶金工人成功地研究了热酸浸黄钾钒方法、热酸浸浸浸针铁矿法、赤铁矿浸出工艺新技术等，加强了浸出工艺，简化了渣处理工艺，促进了湿法冶炼锌的快速发展。1.2国外锌冶炼发展概况国外对锌冶炼技术的研究很活跃，研究范围很广，主要是探索新的冶炼工

3、艺，改造现有的生产工艺。湿法炼锌的研究开发主要有以下几个方面：(l废气输出，所以不需要造山。据推测，整体生产工艺基础设施投资低，只有通商法的三分之一。(2)1978年，还采用亚硫酸盐浸出锌精矿，用2-1-2乙基芳醚磷酸萃取溶剂，最后用电器制造了高纯电锌。(3)锌的氧化矿物浸出醋酸时，可获得锌回收率8%，溶液中杂质较低。经过多年的讨论，以硅酸锌为基础的氧化矿最适合用威尔斯法处理，没有技术问题，经济。1.3国内湿法炼锌发展概况我国是继锌生产大国、锌冶炼工艺、湿法冶炼工艺、火法后使用的锌资源，以硫化矿石为主，氧化矿在地方小工厂进行部分处理。这部分数量有限，锌冶炼厂与株洲冶炼厂相同。中国采用常规工艺最

4、大的湿法炼锌厂，银西北的铅锌冶炼厂锌系统是我国用新的黄钾、铁明盘方法炼锌的最大冶炼厂。唯一的缺点是浸出渣锌含量高，一般要在20%到22%之间使用更多的回转窑挥发，所以相对工艺还不成熟。西北铅锌冶炼厂使用的工艺收益有利于宣传，但我国湿法炼锌问题仍然是(1)劳动生产率低(2)个体工艺延迟(3)二次金属回收率低(4)研发能力不足，因此根据这种情况，中国湿法冶炼锌的路很长。1.4商洛锌分布和主要企业概况商州地区大河庙沟铜、银长沟铅锌矿所在商洛铅锌矿分布的典型矿床或点与小岩和斑岩体密切相关，斑岩体是主要成矿岩岩岩岩。以下以银厂沟铅锌点为例，介绍简单的叙述。银厂区铅锌矿点位于南大芬(起重机)多金属矿床南面

5、，常州区大面积钢银厂居。矿区位于广平县广东平潮，下部位于矿化石灰岩，上部位于瑟伦绿石片岩。矿区内有银厂区-罗全逆层，为了主要的岩控矿构造，断裂带由火山角载岩、火山集怪岩、花岗岩斑矿体断层的南侧火山集怪岩相板的碎石石灰岩中，Pb含量为1.2%-2%，最高为3.8%。Zn:l%-3%，最高6.5%。有7个矿体，西南倾斜，含Pb的矿石为1%-2%，最高为8.95%，Zn:l%-3%，最高为3.73%。丰富的矿山含有Au。主要矿石矿物为方铅矿、闪锌矿、黄铁矿和铁的排放。方解石，石英的脉石矿物。主要围岩的变化有碳酸化、绿石化、硅化等。遗传类型是液体存款。成矿时代是燕山后期。这里是锌冶炼专业企业陕西省锌工

6、业有限公司，他们主要从事锌锭；锌产品和相关有色金属矿物产品；硫酸等化学产品的生产对当地经济发展做出了不少贡献2湿法冶炼工艺2.1锌贝克高温酸浸熔炼流程图2.2硫化锌贝克高温酸浸热酸浸的优点：与传统常规湿法冶炼锌相比，酸性浸出具有不可替代的优点，传统上热酸浸过程简单，锌的产率较高，铁的沉淀比较完整，渣系的锌保留率也不高，因此热酸浸在提高锌比、节约时间和努力方面具有很好的优点。2.3锌烘焙的主要成分浸出时其成分反应(1)锌化合物浸出反应A:氧化锌反应原理ZnO h2so 4=ZnS 4 H2O特性：锌烘焙时的主要反应，产物硫酸锌容易溶于水，反应热烈。B:铁酸锌(ZnOFe2O3)反应原理：ZnO

7、Fe 2 o 3 4 H2 so 4=ZnS 4 Fe2(SO4)3 4 H2O特征：锌石一般在工业浸出条件下(温度333K-334K，终点酸度H2SO4为1-5g/L)存在较多的锌和渣系的作用下，表明深度浸渗率约为1%-3%。这就是说，相当数量的锌留在残留物中，大量的铁包含在溶液中，为了保证锌的浸出率，必须排除铁。C:硫化锌(ZnS)反应原理：ZnS h2so 4=znse4 H2S特性：硫化锌只能在浸出过程中与热浓硫酸反应，反应罐中硫化锌基本上没有集成到电解槽中，炉渣系统中锌含量高，造成浪费。(2)铁的氧化物(FeO，Fe3O4，FeSO4)FeO稀释酸溶解原理FeO H2SO4=FeSO

8、4 H2OFe2O3稀硫酸反应原理：Fe2O3 H2SO4=Fe2(SO4)3 3H2OFe3O4与酸没有反应，有反应性，在浸出过程中铁对锌的纯度有很大影响，因此铁去除是湿法炼锌中最重要的部分。(3)铜、铬、钴氧化物反应机制：CuO H2SO4=CuSO4 H2OCdO H2SO4=CdSO4 H2OCoO H2SO4=CoSO4 H2O特性：一般焙烧中铜、铬、钴含量低，主要由铜处理，一般铜含量也由终点浸出PH决定，一般PH越高，去除铜就越容易。(4)铅钙化合物反应机制：CaO H2SO4=CaSO4 H2OCaCO3 H2SO4=CaSO4 H2O CO2特性：铅钙化合物主要消耗浸出过程中使

9、用的硫酸，但这种消耗是不可避免的。二氧化硅反应机制：ZnO SiO2 h2so 4=2 ZnS 4 SiO2 3h2o特性：二氧化硅一般是自由的，在硫酸和反应后以胶体的形式存在于溶液中，随着酸度和温度的降低，硅酸凝结，随渣沉淀。一般PH在5.2-5.4之间渣系统沉淀最完整，因此控制特定PH有助于锌浸出。)用废电解质生产锌精矿直接压力酸浸和元素硫。该法于1959年在萨里公司成功实施，最近发现了某些表面活性物质，如白鸟树皮钙磺酸盐等，其作用是包裹熔化的元素硫包裹未浸出的硫化物粒子。锌的提取速度为96 98%，该法不产生铁酸盐，巨溶液易于净化。因为浓缩液直接浸出，所以不焙烧就没有二氧化硫2.4锌焙烧

10、浸出目的湿法炼锌浸出过程是以稀硫酸溶液(主要发生在锌电解过程中的废电解液)为溶剂，将含锌原料中的贵重金属溶解在溶液中的过程。其原料除锌外，一般还含有铁、铜、镉、钴、镍、砷、锑和稀有金属。在浸出过程中，除锌进入溶液外，金属杂质也在不同程度上溶解，与锌一起进入溶液。这种杂质会对锌电沉积过程产生不利影响，因此在电沉积目录之前，必须最大限度地去除有害杂质。为了减少浸出过程中溶液净化的负担，应使用水解沉淀方法去除铁、砷、锑等杂质的一部分。浸出过程的目的是尽可能充分溶解原料中的锌，放入溶液中，在浸出结束阶段去除一些铁、硅、砷、锑、锗等有害杂质，同时获得沉淀速度快、过滤性能好、液固分离容易的浸出浆液。浸出用

11、的锌原料主要是硫化锌精矿(如氧气压力浸出时)或硫化锌精矿，包括焙烧矿、氧化锌粉和含锌烟尘、氧化锌矿等。在这里，焙烧矿是湿法炼锌浸出过程的主要原料，是由ZnO和其他金属氧化物、矸石等组成的微细颗粒物质。焙烧矿石的化学成分及相组成对浸出过程中产生的溶液质量和金属回收率有很大影响。2.5焙烧浸出工艺浸出工艺在整个湿法冶炼过程中起着重要作用。生产实践表明，hydrometallurgy锌的各种技术经济指标在很大程度上取决于浸出所选择的工艺和运行过程中控制的技术条件。因此，浸出过程的选择非常重要。为了上述目的，大多数湿工序是连续多段浸出过程，即第一段是中性浸出，第二段是酸性或热酸浸。一般将锌焙烧矿石用一

12、段中性浸出、二段酸性浸出、酸浸残渣作为火灾处理的过程称为常规浸出过程，一般工艺原理过程如图1所示。通常的浸出过程是通过湿法球磨混合锌焙烧炉和废电解质，然后添加到中性浸出槽中，控制浸出过程终点溶液的PH值为5.0 5.2。在这个阶段，ZnO在焙烧矿石中只溶解了一部分，甚至在一些工厂，在中性浸出阶段，锌的浸出率只有20%左右。这时有过量的锌烘焙，浸出过程可以迅速结束。这样，即使在酸性浸出过程中溶解的杂质(主要是Fe、AS、Sb)也不会进入溶液，发生中和沉淀反应。因此，中性浸出的目的除了溶解部分锌外，还在于确保锌与其他杂质分离良好。中性浸出过程中添加了大量过量的焙砂，许多锌不溶解，进入炉渣，因此中性

13、浸出的浓缩液流也要再次进行酸性浸出。酸浸的目的是使锌在烘焙的沙子中更充分地溶解，同时防止大量杂质溶解。因此，最终酸度通常由1 5g/l控制。经过这两次浸出过程产生的浸出残余锌含量约为20%。这是因为锌烘焙中有一些锌以锌酸(ZnFe2O4)的形式存在，即使烘焙中残留的硫小于或等于1%，也有少量锌以ZnS的形式存在。这种形式的锌在上述两种浸出条件下不溶解，与其他不溶解的杂质一起进入渣中。这种高锌浸出渣不能废弃，一般用非法冶金挥发锌还原，与其他成分分离后收集的粗ZnO粉末进一步湿法处理。传统的浸出过程复杂，生产率低，回收率低，生产成本高。热酸浸工艺以现有浸出为基础，用高温( 90)高山(浸出终点残酸

14、一般大于30g/l)浸出代替了其中的酸性浸出，用湿沉降工艺代替了浸出物的火灾烟气处理。热酸湿法冶炼工艺35浸出的高温高山条件在现有浸出工艺中溶解了未溶于浸出渣的铁酸锌和ZnS等，提高了锌的浸出速度，浸出渣量也大大减少，提高了焙烧矿石中铅和贵金属在炉渣中的富集程度，有助于这些金属的下一次回收。2.6硫铁钒法除铁锌焙烧炉采用中性浸出，热酸浸出后，在溶液中浸出99%以上的锌，浸出渣中不溶性锌不到1%，银和铅富集，用作回收银和铅的原料。为了从浸出溶液中分离出铁和杂质的一部分，一般在工厂中使用硫酸钠作为铁制剂，添加锌贝特使溶液的pH值保持在1.5左右，在368K下沉淀3 5h，溶液中的大多数铁将沉淀为黄

15、铁矿盘，一些杂质将取代黄铁矿盘中的相应离子或吸附在黄铁矿盘中，与铁同时沉淀。沉淀后上等额铁含量低。一般在1g/l以下可返回中性浸出。明矾沉淀中未溶解的锌和少量氧化锌混合后，必须用酸洗回收。酸洗条件为温度363368K，最终酸大于45g/l，时间为2 3h。在酸洗过程中，少量杂质进入溶液。锌冶炼回收率达97%。转化方法本质上是在锌焙槽浸出中结合高温高山浸出和明矾除铁操作完成的。也就是说，锌铁氧体的溶解和明矾沉淀同时进行，两种反应分别是3(ZnO Fe 2 o 3)12 h2so 4=3 ZnS o 4 3fe 2(SO4)3 12 H2O3fe 2(SO4)3x me2 so 4(14-2x)H

16、2O=2 MEX(H3O)(1-x)Fe3(SO4)2(OH)6(5锌冶炼回收率可达96%至97%。转换方法具有工艺简单、工艺短、粗滤装置集、投资节约的特点，但浸出渣和明矾渣从同一作业中排出，仅适用于铅、银、低锌烘焙。2.7硫酸锌溶液净化2.7.1锌粉替代方法硫酸锌净化工艺是根据硫酸锌浸出液中不同杂质及其含量去除这些杂志大部分的过程，其中金属杂质用锌粉替代物进行初步去除。工厂根据锌烘焙的中性浸出常清液的特性，选择使用锌粉置换的反锑净化取代的氧化还原反应进行处理，根据金属活泼性或电子得的难易程度定性说明取代热力学过程，中性浸出常清液锌粉替代反应为： meso 4 Zn=ZnS 4 me净化工艺锌

17、粉替代铜和镉，工作温度为40-50 ，机械反应原理为： Zn cuso 4=ZnS 4 CuZn cdso 4=ZnS 4 CD去除铜镉后，精制液含有砷、锑、钴等，需要进一步处理，将溶液温度提高到80 90，添加锑盐(锌粉活化剂Sb2O3)，机械搅拌。反应原理为： as 3h 3e=as h3sb 3h 3e=sbh 3zn CO2=Zn2 co2.7.2-萘酚钴脱除工艺-萘酚和纳米-2在弱酸性溶液中生成a-硝基b-萘酚，当溶液pH值在3.0左右时，a-硝基-萘酚与共反应一起引起蓬松的红棕色耐盐沉淀。正常情况下，溶液中没有Co3，但在氧化剂作用下，C02氧化成C03，在此反应中具有NO2-特定的氧化性，NO