湿法炼锌净液渣浸出液的除铁砷工艺

摘要

本发明公开了一种湿法炼锌净液渣浸出液的除铁砷工艺，它是利用稀硫酸或电解液对净液渣浸出固液分离得到铜富集渣和净液渣浸出液，将铜富集渣经过氧化并浸出回收金属铜，净液渣浸出液经过中和除铁砷步骤后再回收锌和镉；中和除铁砷是将经粉碎的镉熔炼渣和石灰匀速地加入到净液渣浸出液反应槽中进行中和反应。采用镉熔炼渣代替部分石灰作为中和剂，镉熔炼渣中锌、镉、铜、钴等有价金属溶解，溶液回收有价金属后送到炼锌系统，对湿法炼锌工序没有影响。代替部分石灰还降低了渣量。减少了锌等有加金属的夹带，提高了锌等有价金属的回收率。

说明书

技术领域

本发明涉及有色金属冶炼技术领域，尤其是涉及一种湿法炼锌净液渣的浸出液除铁砷工艺。 

背景技术

湿法炼锌净液工段一般都采用二段砷盐净液工艺，在净液过程中产生含有Cu、Zn、Cd、Co、Fe、As等金属的铜镉钴复合渣。将铜镉钴复合渣经硫酸浸出得到富集铜的净液铜渣，将硫酸浸出溶液经锌粉置换得到富集镉的净液镉渣，这种净液铜渣和净液镉渣统称为净液渣。随着国内外有色金属市场旺盛，价格上涨，净液渣中的Cu、Zn、Cd、Co等有价金属具有极大的回收价值，一方面可以提高有色金属资源的利用率和企业经济效益，另一方面还可以减少环境污染。 

现有技术从湿法炼锌净液渣中有价金属的回收，一般采用综合回收工艺，首先利用一定浓度的稀硫酸对净液渣浸出并进行固液分离，净液渣中的Zn、Cd、Co、Fe、As被浸出进入溶液中，得到的固体渣就是铜富集渣；铜富集渣经过氧化浸出回收金属铜，含有Zn、Cd、Co、Fe、As的浸出液先采用中和除铁砷步骤除去浸出液中的Fe和As后，再回收锌和镉，中和除铁砷步骤的中和剂普遍采用石灰中和，存在着渣量大、难压滤、锌和镉夹带量大的问题。 

镉的回收普遍采取海绵镉压团、熔炼、蒸馏工艺，海绵镉熔炼以氢氧化钠为造渣剂，熔炼过程产生熔炼渣。根据镉熔炼渣化学反应生成原理分析，在熔炼过程中，熔炼剂氢氧化钠主要与海绵镉锌和砷发生化学反应，而镉主要以氧化镉的形式溶解在镉熔炼渣中，主要化学反应如下： 

ZnSO₄+4NaOH＝Na₂Zn(OH)₄+Na₂SO₄

As₂O₃+4NaOH＝2Na₂AsO₃+2H₂O 

Zn+2NaOH＝Na₂ZnO₂+H₂

镉熔炼渣的组分主要以氢氧化钠、锌酸纳、氧化镉、砷酸纳、及部分硫酸钠的形式组成。至于每种组分的高低，主要随海绵镉的质量而变化。以赤峰红烨锌冶炼有限责任公的一个检验样本为例，镉熔炼渣含锌10.36％，含铜1.75％、含镉1.18％、含砷2.11％、含钴0.2％。由于含镉、锌、砷较高，被环保部门列为一类固废，普遍排往渣场。不但使镉熔炼渣中锌和镉损失，降低了回收率，增加了存储费用，还存在着环境污染隐患。 

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种湿法炼锌净液渣浸出液的除铁砷工艺，该工艺可以提高锌和镉的回收率，减少废渣排放，有利于环境保护和提高经济效益。 

本发明的目的是通过以下方案来实现的：一种湿法炼锌净液渣浸出液的除铁砷工艺，它是利用稀硫酸或电解液对净液渣浸出，固液分离得到铜富集渣和净液渣浸出液，将铜富集渣经过氧化并浸出回收金属铜，净液渣浸出液经过中和除铁砷步骤后回收锌和镉；其特征在于：中和除铁砷是将经粉碎的镉熔炼渣和石灰匀速地加入到净液渣浸出液反应槽中进行中和反应；其中，固液比1∶6～10，始酸PH值为3～4，终酸PH值为4.5～5，反应温度20～80℃，反应时间1～3h。 

作为本发明优化的技术方案是：固液比1∶7～9，始酸PH值为3～4，终酸PH值为4.5～5，反应温度50～60℃，反应时间1.5～2.5h。 

作为一种更优化的技术方案，所述的镉熔炼渣和石灰的用量比例为：镉熔炼渣∶石灰＝3∶1～2。 

所述的镉熔炼渣要粉碎成20目以上。 

以镉熔炼渣作为中和剂，生成的氢氧化铁沉淀呈现胶体状，发粘、难过滤，为了改善渣的过滤性能，加入中和剂的顺序是采取先期加入镉熔炼渣中和，后期再加入石灰中和。 

经粉碎的镉熔炼渣加料方式分干法加料和浆化加料。所述的干法加料，是采用人工或加料机的方式将经粉碎的镉熔炼渣匀速地加入到反应槽中。干法加料适合于生产较小规模的生产，操作简单。 

所述的浆化加料方法，是用水或反应溶液与经粉碎的镉熔炼渣在搅拌槽中混合制成料浆，在保持搅拌条件下，用泵将料浆加入到反应槽中。浆化加料适合于生产规模较大的生产，使用效果好。 

除铁砷工艺原理是：在净液渣浸出液中和除铁砷工艺中，反应终点PH值是4.5～5，根据镉熔炼渣的成分分析，在反应终点条件下，镉熔炼渣的组分几乎全部溶解在溶液中。 

主要化学反应如下： 

M₂SO₄+12H₂O+3Fe₂(SO₄)₃＝M₂[Fe₆(SO₄)₄(OH)₁₂]+6H₂SO₄

上式中：M代表Na⁺、K⁺、NH₄⁺

Na₂ZnO₂+2H₂SO₄＝ZnSO₄+Na₂SO₄+2H₂O 

2NaOH+H₂SO₄＝Na₂SO₄+2H₂O 

CdO+H₂SO₄＝CdSO₄+H₂O 

本发明湿法炼锌净液渣浸出液的除铁砷工艺的优点在于：在净液渣浸出液 中和除铁砷过程中，镉熔炼渣代替部分石灰作为中和剂，反应终点PH值为4.5～5，镉熔炼渣中锌、镉、铜、钴等有价金属溶解，溶液回收有价金属后送到炼锌系统，对湿法炼锌工序没有影响。代替部分石灰还降低了渣量。减少了锌等有加金属的夹带，提高了锌等有价金属的回收率。 

附图说明

图1为湿法炼锌净液渣浸出液的除铁砷工艺流程图 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明湿法炼锌净液渣浸出液的除铁砷工艺做进一步说明。 

实施例1：如图1所示，一种湿法炼锌净液渣浸出液的除铁砷工艺，它是利用稀硫酸或电解液对净液渣浸出，固液分离得到铜富集渣和净液渣浸出液，将铜富集渣经过氧化并浸出回收金属铜，净液渣浸出液经过中和除铁砷步骤后回收锌和镉；中和除铁砷步骤中，先期是将经粉碎到25目以上的镉熔炼渣粉末匀速地加入到净液渣浸出液反应槽中进行中，后期再加入石灰进行中和反应；其中，镉熔炼渣∶石灰＝3∶1，固液比1∶6，始酸PH值为3，终酸PH值为4.5，反应温度50℃，反应时间1.5h。 

实施例2：如图1所示，一种湿法炼锌净液渣浸出液的除铁砷工艺，它是利用稀硫酸或电解液对净液渣浸出，固液分离得到铜富集渣和净液渣浸出液，将铜富集渣经过氧化并浸出回收金属铜，净液渣浸出液经过中和除铁砷步骤后回收锌和镉；中和除铁砷步骤中，先期是将经粉碎到20目以上的镉熔炼渣粉末匀速地加入到净液渣浸出液反应槽中进行中，后期再加入石灰进行中和反应；其中，镉熔炼渣∶石灰＝3∶2，固液比1∶8，始酸PH值为3.5，终酸 PH值为5，反应温度60℃，反应时间2h。 

实施例3：如图1所示，一种湿法炼锌净液渣浸出液的除铁砷工艺，它是利用稀硫酸或电解液对净液渣浸出，固液分离得到铜富集渣和净液渣浸出液，将铜富集渣经过氧化并浸出回收金属铜，净液渣浸出液经过中和除铁砷步骤后回收锌和镉；中和除铁砷步骤中，先期是将粉碎到30目的镉熔炼渣加水搅拌料浆，在保持搅拌条件下，用泵将料浆加入到反应槽中，后期再加入石灰进行中和反应；其中，镉熔炼渣∶石灰＝3∶1.5，固液比1∶10，始酸PH值为4，终酸PH值为4.8，反应温度70℃，反应时间3h。