鋅濕法冶金課件-1

《鋅濕法冶金課件-1》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、第六章重金屬濕法冶金（以鋅為主）重金屬冶金學——第二版，彭秋容編濕法煉鋅學——梅光桂，王德潤，周敬元王輝編著一.概述冶金方法或過程分為濕法冶金和火法冶金。濕法冶金是在水溶液中進行的提取冶金過程。用試劑浸出礦石、精礦或其他原料中所含的有價組分，使其進入液相，再對液相中的組分進行分離和富集，最后以金屬或其他化合物的形式加以回收的方法。整個濕法冶金過程分為三個步驟：浸出，凈化，金屬沉積或提取。濕法冶金與火法冶金比較，優(yōu)點有：（1）適應范圍更廣。濕法冶金適合高、中、低品位的原料，而火法冶金要求用高品位的原料。（2）能耗低。濕法冶金一般在較低溫度下進行，能耗低，而火法冶金都是在高溫下進行的。（3）工

2、藝過程綠色環(huán)保。濕法冶金在提取有價組分的過程中，原料中的某些有毒有害的組分大都以沉淀物的形式留在渣中，容易處理，對環(huán)境的危害小。（4）成本低。（5）綜合利用能力強。能同時提取原料中的各種有價組分。（6）濕法冶金更容易制備出高純甚至超高純的產(chǎn)品。（7）濕法冶金獲得的產(chǎn)品的種類多樣化。二.鋅濕法冶金濕法冶金已經(jīng)應用于各種金屬的冶金過程，隨著礦石中有價金屬品位的不斷降低，這種趨勢一定會得到進一步加強。鋅冶金中有80%以上的鋅是通過濕法冶金得到的。鋅的濕法冶金在各種金屬的濕法冶金過程很有代表性，下面我們重點講解鋅的濕法冶金。鋅的濕法冶金過程包括：鋅焙砂浸出，浸出液凈化，硫酸鋅溶液電解沉積。下面分別

3、介紹。1.浸出重金屬濕法冶金浸出方法：酸浸、堿浸、鹽浸、氧化浸出，還原浸出、細菌浸出等。硫化鋅精礦經(jīng)沸騰焙燒后得到的焙砂除含ZnO外，還含有各種金屬化合物，如CaO、MgO、Fe3O4、CuO、PbO、CoO、NiO以及鐵酸鋅（ZnFe2O4）等。浸出鋅焙砂常用的方法是酸浸，酸浸用的酸是稀硫酸。氧化鋅以及其他各種金屬氧化物都比較容易溶解于稀硫酸介質(zhì)中，但鐵酸鋅溶解比較困難，因此為了提高鋅焙砂中鋅的浸出率，鋅焙砂的浸出一般分為三個階段：中性浸出、酸性浸出和浸出殘渣揮鋅。浸出工藝流程見圖1（常規(guī)浸出流程）。中性浸出酸性浸出揮鋅圖1鋅焙砂浸出的一般流程中性浸出：中性浸出使用的浸出劑為全部酸性浸出

4、液和硫酸鋅溶液的部分電解廢液。中性浸出只能浸出焙砂中的部分鋅，大部分鋅還留在渣中有待酸性浸出。中性浸出終點的pH=5.0~5.2。pH過高，則鋅浸出率低；Zn2+容易水解損失；pH大于5.2時，氫氧化鐵膠體帶負電，影響浸出液中As砷、Sb銻等雜質(zhì)的共沉淀分離。pH過低，如當?shù)陀?.0時，F(xiàn)e3+的水解沉淀不完全。中性浸出液中的雜質(zhì)主要來自于浸出劑（酸性浸出液）。中性浸出的目的：浸出大部分ZnO；分離鋅與其他大部分雜質(zhì)。中性浸出主要反應為：ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O酸性浸出：中性浸出的渣還含有大量鋅，需要進一步浸出。酸性浸出有低酸（約60oC，1~5g/L硫酸）浸出和熱強酸性（約

5、85~95oC，20~60g/L硫酸）浸出。??低酸浸出：低酸浸出中性渣時，鐵酸鋅的浸出率不大，一般僅為1~3%，低酸浸出的渣含鋅20%以上，主要是鐵酸鋅。為了回收鋅，還需將渣高溫揮鋅或熱酸性處理，工藝比較復雜。?高溫、高酸浸出：目前新建的廠大都采用高溫、高酸（約90oC，始酸120~150g/L，終酸40~60g/L）浸出中性渣。經(jīng)高溫、高酸浸出，鐵酸鋅的浸出率達90%以上，浸出渣中鋅含量也隨之大幅度降低，浸出后含鉛、銀的渣外排堆存。高溫、高酸浸出過程中鐵的浸出率也大幅度增加，鐵離子濃度達到30g/L以上，這種酸性浸出液不能直接返回中性浸出工段，需經(jīng)除鐵后才能返回。中性浸出液和熱強酸浸出

6、液的除鐵方法見凈化工段。ZnFe2O4+4H2SO4=ZnSO4+Fe2(SO4)3+4H2O揮鋅：低酸浸出渣中還含有鐵酸鋅（ZnO.Fe2O3）、少量硫化鋅（ZnS）、硫酸鋅（ZnSO4）、氧化鋅（ZnO）、硅酸鋅（ZnO.SiO2）等物質(zhì)，需要進一步處理，處理方法一般采用高溫還原揮鋅。處理設備有回轉(zhuǎn)窯和平爐，回轉(zhuǎn)揮鋅效率高，達90%，平爐揮鋅較低，約為80%。揮鋅原理是將浸出渣與含硫低的無煙煤混合，在1100~1300oC下，鋅被還原為金屬鋅蒸汽，鋅蒸汽與空氣中的氧反應變?yōu)檠趸\，氣體經(jīng)冷卻，收塵，得含鋅50~65%的次氧化鋅，次氧化鋅可以直接當作產(chǎn)品出售，也可以進一步處理，制金屬鋅或

7、高純氧化鋅。以上三段浸出工藝復雜，自上世紀60年代除鐵新技術誕生以后，鋅焙砂浸出可以采用二段浸出工藝，見圖2。中性浸出高溫高酸酸性浸出圖2鋅焙砂高溫高酸浸出流程2.凈化濕法冶金凈化方法：離子沉淀法、置換法、有機溶劑萃取法、離子交換法、膜分離法、結(jié)晶法等。鋅焙砂浸出液凈化方法常用離子沉淀法和置換法分離雜質(zhì)離子。從前面的講解可知，鋅焙砂的浸出是多段浸出，最終得到的浸出液除含鋅離子（160~165g/L）外，還含有各種雜質(zhì)離子