锌焙砂浸出的研究

2016-03-22  来自: 常州恺丰化工有限公司 浏览次数:1043

  锌焙砂浸出的研究

  用稀硫酸浸出剂选择性地将锌焙砂中的锌溶解到溶液中的过程,为锌浸出的常规方法。锌焙砂浸出是湿法炼锌中最重要的环节,湿法炼锌厂的主要技术经济指标在很大程度上取决于所选择的浸出工艺及操作条件。锌焙砂是硫化锌精矿流态化焙烧的产物。稀硫酸浸出剂实际上是来自锌电解沉积车间的废电解液。

  锌焙砂浸出一般在空气搅拌槽或机械搅拌槽(见浸出槽)内进行。根据浸出作业所控制的最终溶液酸度,可将锌焙砂浸出分为中性浸出、酸性浸出和高温高酸浸出(热酸浸出)。按浸出过程连续与否又可将锌焙砂浸出分为连续浸出和间断浸出。按浸出过程的段数,还可将锌焙砂浸出分为一段浸出法、二段浸出法和三段浸出法;一段浸出法只采用中性浸出,这种方法可以避免锌焙砂中大量的可溶硅进入溶液,但金属回收率较低。二段浸出法由一段中性浸出和一段酸性浸出或两段中性浸出组成。三段浸出法由一段中性浸出和二段酸性浸出或二段中性浸出一段酸性浸出组成。无论何种浸出工艺,都包含有中性浸出。

  中性浸出 中性浸出的任务是使锌焙砂中的大部分锌进入溶液,并利用中和沉淀法(见沉淀)除去从锌焙砂中进入溶液的铁、砷、锑和锗等杂质。当锌焙砂与稀硫酸浸出剂接触时,锌焙砂中的锌和硫酸反应进入溶液:ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O同时也有部分杂质进入溶液。为保证浸出过程迅速达到终点pH5.0~5.2。一般控制浸出过程的锌浸出率低于60%。

  常采用中和沉淀法除去进入溶液的铁、砷、锑、锗等杂质。中和沉淀法是通过控制溶液的pH值,使杂质离子生成氢氧化物和同时生成的胶体氢氧化铁共沉淀除去。在中性浸出控制pH5.0~5.4的条件下,只有Fe3+能以Fe(OH)3形态沉淀。为此,在浸出作业中,通常用鼓入空气、加软锰矿(MnO2)或加锌电解沉积返回的阳极泥的方法,使Fe2+氧化成Fe3+。为在沉淀铁的同时除去溶液中的砷和锑,要控制溶液中的含铁量为含砷量的10~15倍,为含锑量的20~40倍。若溶液中的铁不足此数,还须向溶液中添加铁。但铁的总浓度不应超过1g/L,否则会使中性浸出渣的沉降性质变坏。在处理含砷、锑较高的锌焙砂时,净化作业需增设除砷、锑过程。

  在工业生产实践中,用锌电解沉积的废电解液浸出锌焙砂,在液固比(10~15):1和333~343K的浸出温度下,浸出30~60min,得到含锌120~170g/L的锌浸出液。锌浸出液经净化后送锌电解沉积。

  酸性浸出 酸性浸出的目的是要最大限度地溶出中性浸出渣中的氧化锌,同时又要避免大量杂质溶解,确保中浸上清液的质量。在液固比(7~9):1、338~348K浸出温度下,浸出90~150min。为避免大量杂质同时溶解,最终酸度一般控制在1~5g/L H2SO4。

  高温高酸浸出 又称热酸浸出。高温高酸浸出的目的是在高浸出温度与高浸出终酸的条件下,使酸性浸出渣中的铁酸锌溶解进入溶液,以提高锌的浸出率。高温高酸浸出温度为353~363K,最终酸度一般控制在45~60g/L H2SO4。个别工厂还采用超高酸浸出,其浸出温度为363~368K,最终酸度控制在80~120g/L。

  连续浸出 焙砂和锌电解沉积废电解液按一定比例,连续通过几个串联浸出槽完成浸出作业的过程。和间断浸出相比,连续浸出具有设备利用率高、投资省、能量消耗较少、浸出液的酸度低、劳动条件好、易于实现机械化和自动化;缺点是一般只适宜处理品位高、化学成分稳定的锌焙砂。大型湿法炼锌厂大都采用连续浸出,连续冲矿浸出设备见彩图插页第8页。

  间断浸出 焙砂在同一浸出槽内周期性地进行浸出的过程。和连续浸出相比,间断浸出的优点是能处理成分变化大和品位较低的锌焙砂,能准确计量焙砂及硫酸的装入量,有利于准确控制浸出终点和保证硫酸锌溶液的质量;缺点是生产能力小,一般只适用于小型的湿法炼锌厂。

  展望 着湿法炼锌的迅速发展,一般大型湿法炼锌厂均采用连续浸出;浸出设备趋向大型化,浸出槽锌容积达400m3;操作趋向自动化,生产过程用电子计算机控制。近来也开展了锌焙砂流态化浸出的研究。


关键词: 锌焙砂           

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