在工业上开采的铅锌矿经浮选分选后得到的锌精矿,其中含铁>10%、锌<40%作为等级外 的锌精矿,仅能供给冶炼上作配料用。精矿中的锌铁硫三种主要成分含量已高达90%以上, 例如含34%Zn、25%Fe、32%S的锌精矿,无法再通过选矿工业手段降低其中的铁含量;铟 的含量在0.1%以上,价值重要。
对于高铟高铁锌精矿的处理,通常用
焙烧法,约95%的铟保留在焙砂中,呈铁酸锌包裹 体存在,必需用高温高酸度
浸出才能自焙砂中获得95%的锌、铟的浸出率。浸出液经
净化电 解得到
电解锌。在除铁过程中,铟与铁经中和沉淀,酸溶解、萃取,直至金属置换得到海绵 铟。上述工艺存在流程长,铟回收率低等缺点。
加压
氧化酸浸工艺可较好克服焙烧法的缺点,该工艺的原料适应性强,浸出率高,可用 于处理高铟高铁锌精矿。但由于浸出须在150℃下进行,氧化反应热不足以维持自热,必需 加一个热交换系统,增加了技术和设备的投资。目前,相关改进工作有
云南冶金集团的
专利 技术(参阅CN1664131A、及CN1718782A),但该两项专利均系在110~150℃或140~160℃ 范围内氧化酸浸处理高铟高铁硫化锌精矿,仍然存在反应
温度过高的缺点,其最低操作温度 在110℃已临近硫的熔点119℃;此外在140~160℃间作业,有操作压
力高等一些不利因素。
本发明克服了现有方法的不足,提出了工业化实施简易的一种处理高铟高铁锌精矿的湿 法冶金新工艺。
实现本发明的步骤是:(1)将磨细到90~96%过0.043mm筛的高铟高铁高硫锌精矿与含 有
表面活性剂的
硫酸溶液浆化入釜,矿浆浓度液固比为3~5∶1,在95~105℃、0.2~0.4Mpa氧 压下进行氧化浸出,反应1.5~4.0小时后,按每吨矿200~800g明胶的标准加入明胶溶液,经 过滤洗涤后,得到氧化浸出液,其中锌、铟、
铜、镉等有效金属高效浸出,而硫、铅等则留 在浸渣中;(2)氧化浸取所用表面活性剂,为造纸厂废液制备成的木质素磺酸钠或
钙盐,有 效含量约50%,矿浆制备时,表面活性剂用量为干矿重的0.01~0.05%;(3)氧化浸出液,用 锌精矿再进行Fe3+→Fe2+的还原处理。固液分离后,溶液中和得到含铟铁的沉淀物,还原渣返 回氧化浸出;(4)铟渣用硫
酸溶液溶解,清液进入萃取系统,再用锌片置换得海绵铟;(5) 沉淀分离铟铁之后的溶液,经深度净化除铁、铜、镉后,供锌电解或制取氧化锌制品。
有益效果
1.采用95~105℃的浸取温度,低于浸取液的常压沸点,用耐压0.5Mpa的加压反应设备 代替工业的焙烧系统,以规模生产系统而言,基建投资约降低40%,以浸取系统而言,可用 胶管
泵代替油隔膜泥浆泵;省略矿浆换热系统,特别是投资较高的
钛质换热设备,勿需闪速 减压降温设备,大大减少了设备投资。
2.矿中硫成份80%转变为固态元素硫产品,易于贮存或转移,不像产出硫酸而受市场的 限制。
3.以本方案与常规的“焙烧-浸取法”相比,锌及铟的浸出率均由80%提高到95%。
附图说明:图1为本发明的工艺
流程图;
具体
实施例实施例1:锌精矿成份(%)为:25Zn,26Fe,25S,0.90In,精矿磨细,90%通过0.043mm 筛。
将200g矿,0.1g木质素磺酸钙及含196g硫酸的一升
水溶液,倒入2000ml的钛质
高压釜 中,温度95℃,氧压力0.2Mpa,通入氧气,反应1.5hr后,按每吨矿200~800g明胶的标准 加入相应量的明胶溶液,经过滤洗涤后,得到氧化浸出液,其中锌、铟、铜、镉等有效金属 高效浸出,而硫、铅等则留在浸渣中。
操作结果是:94m3/tO2,浸渣产率38.8%,反应后溶液含H2SO4为48g/L,反应结果是: 锌浸率99%,铁浸率81%,铟浸率97.8%,S0产率85%,通常自溶液中沉铟铁-硫酸再溶解 -P204三级萃取、三级
酸洗及二级反萃的铟回收率为93.7%。
实施例2:锌精矿成份(%):34Zn,25Fe,32S,0.50In,精矿磨细,92%通过0.043mm 筛。
将200g矿,0.1g木质素磺酸钙及含184g硫酸的一升水溶液,倒入2000ml的钛质高压釜 中,温度100℃,氧压力0.4Mpa,通入氧气,反应2hr后,按每吨矿200~800g明胶的标准加 入相应量的明胶溶液,经过滤洗涤后,得到氧化浸出液,其中锌、铟、铜、镉等有效金属高 效浸出,而硫、铅等则留在浸渣中。
操作结果是:123m3/tO2,浸渣产率41.0%,反应后溶液含H2SO4为32g/L,反应结果是: 锌浸率97%,铁浸率80%,铟浸率96%,S0产率86%。还原操作时,Fe2+由占总铁26%上升 为96%,即37.6g/LFe+2,利于萃取作业。
实施例3:锌精矿成份(%)为:40Zn,13Fe,33S,0.046In,精矿磨细,96%通过0.043mm 筛。
将300g矿,0.06g木质素磺酸钙及含240g硫酸的一升水溶液,倒入2000ml的钛质高压 釜中,温度100℃,氧压力0.3Mpa,通入氧气,反应4hr后,按每吨矿200~800g明胶的标准 加入相应量的明胶溶液,经过滤洗涤后,得到氧化浸出液,其中锌、铟、铜、镉等有效金属 高效浸出,而硫、铅等则留在浸渣中。
操作结果是:耗氧气94m3/t矿,浸渣产率41.3%,反应后溶液含H2SO4为68g/L,反应 结果是:锌浸率99%,铁浸率81%,铟浸率97.3%,S0产率86%,通常自溶液中沉铟铁-硫 酸再溶解-P204三级萃取、三级酸洗及二级反萃的铟回收率为93.7%。
实施例4:锌精矿成份(%)为:34Zn,23Fe,32S,0.41In,精矿磨细,94%通过0.043mm 筛。
将250g矿,0.1g木质素磺酸钙及含237g硫酸的一升水溶液,倒入2000ml的钛质高压釜 中,温度100℃,氧压力0.3Mpa,通入氧气,反应3hr后,按每吨矿200~800g明胶的标准加 入相应量的明胶溶液,经过滤洗涤后,得到氧化浸出液,其中锌、铟、铜、镉等有效金属高 效浸出,而硫、铅等则留在浸渣中。
操作结果是:耗氧气98m3/t矿,浸渣产率46.0%,反应后溶液含H2SO4为57g/L,反应 结果是:锌浸率93%,铁浸率74.7%,铟浸率90.7%,S0产率83%。
实施例5:锌精矿成份(%)为:27Zn,25Fe,28S,0.23In,精矿磨细,95%通过0.043mm 筛。
将200g矿,0.1g木质素磺酸钙及含160g硫酸的一升水溶液,倒入2000ml的钛质高压釜 中,温度95℃,氧压力0.3Mpa,通入氧气,反应3.5hr后,按每吨矿200~800g明胶的标准 加入相应量的明胶溶液,经过滤洗涤后,得到氧化浸出液,其中锌、铟、铜、镉等有效金属 高效浸出,而硫、铅等则留在浸渣中。
操作结果是:耗氧气94m3/t矿,浸渣产率38.8%,反应后溶液含H2SO4为48g/L,反应 结果是:锌浸率99.0%,铁浸率81.0%,铟浸率97.3%,S0产率85%。
实施例6:锌精矿成份(%)为:34Zn,25Fe,32S,0.60In,精矿磨细,91%通过0.043mm 筛。
将250g矿,0.1g木质素磺酸钙及含211g硫酸的一升水溶液,倒入2000ml的钛质高压釜 中,温度100℃,氧压力0.3Mpa,通入氧气,反应3hr后,按每吨矿200~800g明胶的标准加 入相应量的明胶溶液,经过滤洗涤后,得到氧化浸出液,其中锌、铟、铜、镉等有效金属高 效浸出,而硫、铅等则留在浸渣中。
操作结果是:耗氧气123m3/t矿,浸渣产率43.6%,反应后溶液含H2SO4为20g/L,反应 结果是:锌浸率93.7%,铁浸率81.5%,铟浸率93.7%,S0产率86%。
实施例7:锌精矿成份(%)为:32Zn,25Fe,32S,0.41In,精矿磨细,95%通过320目 的筛。
将200g矿,0.1g木质素磺酸钙及含193g硫酸的一升水溶液,倒入2000ml的钛质高压釜 中,温度100℃,氧压力0.3Mpa,通入氧气,反应2.5hr后,按每吨矿200~800g明胶的标准 加入相应量的明胶溶液,经过滤洗涤后,得到氧化浸出液,其中锌、铟、铜、镉等有效金属 高效浸出,而硫、铅等则留在浸渣中。
操作结果是:耗氧气129m3/L矿,浸渣产率39.7%,反应后溶液含H2SO4为40g/L,反应 结果是:锌浸率97.0%,铁浸率82.0%,铟浸率96.9%,S0产率82%。