从氧化锌烟尘提锌、铟工艺技术
日期：2020-04-13 03:11 来源：新润丰高新材料
热酸浸出铁矾法炼锌工艺进程中发生很多的铁矾渣和高浸渣，铁矾渣和高浸渣经回转窑复原蒸发后得到氧化锌烟尘。该烟尘富集了铁矾渣和高浸渣中90%以上的铟和95%以上的锌，一起也富集了砷、锑等杂质，烟尘均匀含铟2%、锌55%、砷3%、锑2%。以年产电锌5.5万t规划计，将产铁矾渣4.4万t、高浸渣1.1万t，可产复原蒸发烟尘6885t，以华锡集团宾客冶炼厂复原蒸发中试烟尘含铟1.99%、锌54.97%、铅2.56%、锡4.33%计，其间含有铟138t，锌3785t，铅176t，锡298t。如锌、铟等有价金属能很好的收回，具有极大的经济效益。本文针对复原蒸发氧化锌烟尘的特色，选用浓硫酸熟化浸出新工艺，使烟尘的锌、铟浸出率进步，选用萃取提铟，萃余液除杂，然后达到了有用收回锌、铟，有用脱除砷、锑等杂质的意图。
一、实验质料及办法
（一）实验质料
实验用氧化锌烟尘由华锡集团宾客冶炼厂供给，系锌体系开路渣回转窑蒸发半工业实验所产。其化学成分见表1。
表1 氧化锌烟尘化学成分（质量分数）/%
Zn
In
Fe
As
Sb
Pb
Sn
Si
C
S
45.87
1.91
3.64
3.49
1.94
3.64
3.67
0.90
1.30
3.20
由表1可知，该氧化锌烟尘成分杂乱，与出产正常所产烟尘比较，锌、铟含量偏低，铁、砷等杂质含量偏高。
（二）实验仪器与研讨办法
各浸出段及除杂实验在1.0L玻璃烧杯中进行，参加必定体积的反响浆体，一起开动拌和器，调理拌和强度，使矿浆充沛涣散，选用贝克曼温度计和电子继电器操控反响温度，pH计和pH精细试纸测定反响进程pH值，真空抽滤浸出渣进行固液别离，取溶液和渣别离送化学分析。低上清液送0.5、1.0L分液漏斗进行萃取提铟。
二、工艺流程及工艺条件
（一）工艺流程
依据实验氧化锌烟尘质料性质，规划准则流程如图1所示。该流程由浓酸熟化、三段浸出、萃取提铟、中和除杂等4个首要工序组成。开路渣经三段逆流洗刷，洗液回来体系。浸出渣富集了铅、锡，可作为收回铅、锡的质料，其间还有少数的铟在铅、锡出产中收回，也可回来复原蒸发窑作再处理。由浓酸熟化、水溶浸出之金属（含杂质）聚集于低酸浸出液中，萃取提铟后，经中和除杂，铁、砷、锑等杂质脱除出体系，除杂后液回来中性浸出。开路的中浸上清液送电锌净化工序或经净化、浓缩后制备硫酸锌产品。全流程溶液构成了闭路循环。
图1 复原蒸发烟尘提锌、铟1000mL小试规划数量流程
（因故图表不清，需要者可来电免费讨取）
（二）工艺条件
1、中浸：始酸为49.45g/L，结尾pH值为5.0～5.2，反响温度为55～65℃，反响时刻为60min（以操控结尾pH值为准）。
2、低浸：始酸为39.67g/L，终酸为10g/L，反响温度为75℃，反响时刻为60min。
3、浓酸熟化：低渣渣量/浓硫酸量为1/0.98，熟化温度为85℃，熟化时刻为3h。
4、水溶浸出：固液比为1/5，始酸为120～130g/L，终酸为119.2g/L，反响温度为70～90℃，反响时刻为1h。
5、萃取：萃取剂浓度为30%P204＋火油（体积比），O/A＝1/2，萃取温度为室温，萃取时刻为2～4min。
6、除杂：进液速度为450mL/h，反响pH值操控为4.0～5.0，反响温度为90℃，反响时刻为150min。
三、实验成果
实验共进行了23个周期，前13个周期为造液和调整阶段，14～23个周期为测定实验数据阶段，实验全面测定了各项技术指标、各工序离子浓度的改变、溶液和渣的理化参数等。
（一）各工序溶液和渣的均匀成分
各工序溶液及渣的均匀成分见表2和表3。
表2 各工序溶液均匀成分/（g·L－1）
溶液称号
Zn
Fe
In
As
Sb
中浸液
129.93
0.003
0.005
0.016
0.006
低浸液
109.82
3.52
2.75
0.949
0.169
水浸液
42.98
13.15
4.47
0.47
0.33
萃余液
108.42
2.57
0.01
0.949
0.169
除杂液
100.16
0.20
—
0.010
0.014
表3 各工序渣的均匀成分（质量分数）/%
渣称号
Zn
Fe
In
As
Sb
Zn水溶
Pb
Sn
中渣
28.92
4.8
2.35
4.38
2.34
8.66
—
—
低渣
13.16
5.03
2.62
6.26
3.61
—
—
—
浸出渣
0.68
5.68
0.37
11.17
7.14
—
14.16
13.67
除杂渣
0.154
4.33
0.012
1.91
0.35
—
0.006
0.007
从表2所列溶液均匀成分可知，各工序的溶液成分与流程规划要求根本相符。中浸上清液要求含锌130g/L，低上清含酸10～15g/L。实验成果为中上清含锌129.93g/L，低上清含酸11.59g/L，均在所要求的规模之内。别的从各工序溶液均匀成分可看出，萃余液除杂之后，溶液中铁脱除率为85.01%，砷脱除率为95.22%，锑脱除率为94.92%。
从表3所列渣的均匀组成可知，浸出渣和除杂渣含锌很低。浸出渣含铅、锡高，烟尘中的铅、锡90%以上富集于浸出渣中，对进一步收回铅、锡有利，其间的铟在铅、锡出产中收回，也可回来复原蒸发窑作再处理。
（二）渣量及渣率
各种渣的渣量和渣率见表4。中间渣率为过滤后取样测水分核算得出。本实验在中性浸出参加3#阴离子絮凝剂，低酸浸出、水溶浸出参加3#阳离子絮凝剂，中和除杂参加2种絮凝剂，弄清作用较好，上清液清亮，中浸上清率大于60%（60min）。工业出产选用稠密接连作业，估计弄清作用会更好。
表4 渣量及渣率
中浸渣
低浸渣
浸出渣
除杂渣
渣量/g
渣率/%
渣量/g
渣率/%
渣量/g
渣率/%
渣量/g
渣率/%
102.45
71.64
68.78
48.10
35.62
24.91
41.71
29.17
（三）金属的浸出率及杂质的去向
依据浸出渣的数量及元素含量，核算出金属浸出率及杂质入渣率。总浸出率（%）为：锌99.63；铟95.13；铁61.11；砷20.48；锑8.37；铅4.32；锡7.64。砷、锑、铅、锡的富集入渣率（%）别离为79.50、91.63、96.55、92.37。进入浸出液中砷、锑在除杂进程中砷95.22%、锑94.92%入除杂渣中。阐明本工艺具有很好的脱除杂质砷、锑的才能。
（四）萃取
选用P204萃取铟，铟的萃取率高达99.63%，铁约为1.47%。阐明P204对铟的挑选萃取才能很强。如萃取液中杂质含量高，萃取很简单乳化，参加必定量的聚醚后，可消除萃取乳化现象。
四、评论
（一）流程分析
针对复原蒸发烟尘用一般高酸浸出方法，铟较难浸出并且浸出率低这一特色，本流程初次使用了浓酸熟化浸出，加强了浸出方法和浸出条件，使铟的浸出率大大进步。依据铟、铁萃取速度上的差异，用P204从低酸浸出液中直接萃取铟，酸度应操控在10～15g/L。本工艺达到了“锌、铟并收，综合利用”之意图。锌从中性浸出液开路；铟从低酸浸出液中收回；铅、锡集中于浸出渣中，便于收回。
（二）杂质脱除
浓酸熟化强化浸出进程，使99%以上的锌和95%以上的铟进入溶液，与此一起，不少杂质也被浸出进入溶液。在中和除杂进程中，杂质脱除杰出，脱除率（%）为：砷95.22，锑94.92，铁85.01，除杂后液ρ(Fe3+)＜1.0g/L，砷、锑在0.01‰左右，确保了回来中浸液的质量。除杂渣主张回来白砷出产，以收回其间的砷。
（三）金属收回
从烟尘到中性浸出液，锌冶炼收回率99.56%。中性浸出液成分（g/L）为：锌129.93、铁0.0025、砷0.016、锑0.0053，可送电锌净化工序或出产其它产品。
调查了铟在各进程的走向，低酸浸出液的均匀含铟2.75g/L，按浸出渣含铟核算，铟浸出率为95.13%，按低浸液中铟均匀含量核算，铟浸出率为94.18%，选用直接从低酸浸出液中萃取铟，铟萃取率为99.63%。
五、定论
选用浓酸熟化水溶浸出新工艺，在酸用量不变的情况下，强化了浸出工艺条件，铟、锌的浸出率高，渣计浸出率（%）为：铟95.13、锌99.63；砷、锑、铅、锡入渣率（%）别离为79.51、91.63、96.55、92.37。在萃取进程中，参加少数聚醚，能够避免乳化。用P204直接从低酸浸出液中萃取铟，铟的一级萃取率高达99.63%。萃余液用CaCO3中和除杂，在生成针铁矿除铁的一起，萃余液中95.22%的砷，94.92%的锑进入铁渣中，除杂后液含铁0.20g/L、砷0.010g/L、锑0.014g/L。全流程疏通、安稳，达到了有用收回锌、铟和有用脱除砷、锑的意图，为处理相似烟尘的较佳工艺流程，可考虑用于出产实践。
一、实验质料及办法
（一）实验质料
实验用氧化锌烟尘由华锡集团宾客冶炼厂供给，系锌体系开路渣回转窑蒸发半工业实验所产。其化学成分见表1。
表1 氧化锌烟尘化学成分（质量分数）/%
Zn
In
Fe
As
Sb
Pb
Sn
Si
C
S
45.87
1.91
3.64
3.49
1.94
3.64
3.67
0.90
1.30
3.20
由表1可知，该氧化锌烟尘成分杂乱，与出产正常所产烟尘比较，锌、铟含量偏低，铁、砷等杂质含量偏高。
（二）实验仪器与研讨办法
各浸出段及除杂实验在1.0L玻璃烧杯中进行，参加必定体积的反响浆体，一起开动拌和器，调理拌和强度，使矿浆充沛涣散，选用贝克曼温度计和电子继电器操控反响温度，pH计和pH精细试纸测定反响进程pH值，真空抽滤浸出渣进行固液别离，取溶液和渣别离送化学分析。低上清液送0.5、1.0L分液漏斗进行萃取提铟。
二、工艺流程及工艺条件
（一）工艺流程
依据实验氧化锌烟尘质料性质，规划准则流程如图1所示。该流程由浓酸熟化、三段浸出、萃取提铟、中和除杂等4个首要工序组成。开路渣经三段逆流洗刷，洗液回来体系。浸出渣富集了铅、锡，可作为收回铅、锡的质料，其间还有少数的铟在铅、锡出产中收回，也可回来复原蒸发窑作再处理。由浓酸熟化、水溶浸出之金属（含杂质）聚集于低酸浸出液中，萃取提铟后，经中和除杂，铁、砷、锑等杂质脱除出体系，除杂后液回来中性浸出。开路的中浸上清液送电锌净化工序或经净化、浓缩后制备硫酸锌产品。全流程溶液构成了闭路循环。
图1 复原蒸发烟尘提锌、铟1000mL小试规划数量流程
（因故图表不清，需要者可来电免费讨取）
（二）工艺条件
1、中浸：始酸为49.45g/L，结尾pH值为5.0～5.2，反响温度为55～65℃，反响时刻为60min（以操控结尾pH值为准）。
2、低浸：始酸为39.67g/L，终酸为10g/L，反响温度为75℃，反响时刻为60min。
3、浓酸熟化：低渣渣量/浓硫酸量为1/0.98，熟化温度为85℃，熟化时刻为3h。
4、水溶浸出：固液比为1/5，始酸为120～130g/L，终酸为119.2g/L，反响温度为70～90℃，反响时刻为1h。
5、萃取：萃取剂浓度为30%P204＋火油（体积比），O/A＝1/2，萃取温度为室温，萃取时刻为2～4min。
6、除杂：进液速度为450mL/h，反响pH值操控为4.0～5.0，反响温度为90℃，反响时刻为150min。
三、实验成果
实验共进行了23个周期，前13个周期为造液和调整阶段，14～23个周期为测定实验数据阶段，实验全面测定了各项技术指标、各工序离子浓度的改变、溶液和渣的理化参数等。
（一）各工序溶液和渣的均匀成分
各工序溶液及渣的均匀成分见表2和表3。
表2 各工序溶液均匀成分/（g·L－1）
溶液称号
Zn
Fe
In
As
Sb
中浸液
129.93
0.003
0.005
0.016
0.006
低浸液
109.82
3.52
2.75
0.949
0.169
水浸液
42.98
13.15
4.47
0.47
0.33
萃余液
108.42
2.57
0.01
0.949
0.169
除杂液
100.16
0.20
—
0.010
0.014
表3 各工序渣的均匀成分（质量分数）/%
渣称号
Zn
Fe
In
As
Sb
Zn水溶
Pb
Sn
中渣
28.92
4.8
2.35
4.38
2.34
8.66
—
—
低渣
13.16
5.03
2.62
6.26
3.61
—
—
—
浸出渣
0.68
5.68
0.37
11.17
7.14
—
14.16
13.67
除杂渣
0.154
4.33
0.012
1.91
0.35
—
0.006
0.007
从表2所列溶液均匀成分可知，各工序的溶液成分与流程规划要求根本相符。中浸上清液要求含锌130g/L，低上清含酸10～15g/L。实验成果为中上清含锌129.93g/L，低上清含酸11.59g/L，均在所要求的规模之内。别的从各工序溶液均匀成分可看出，萃余液除杂之后，溶液中铁脱除率为85.01%，砷脱除率为95.22%，锑脱除率为94.92%。
从表3所列渣的均匀组成可知，浸出渣和除杂渣含锌很低。浸出渣含铅、锡高，烟尘中的铅、锡90%以上富集于浸出渣中，对进一步收回铅、锡有利，其间的铟在铅、锡出产中收回，也可回来复原蒸发窑作再处理。
（二）渣量及渣率
各种渣的渣量和渣率见表4。中间渣率为过滤后取样测水分核算得出。本实验在中性浸出参加3#阴离子絮凝剂，低酸浸出、水溶浸出参加3#阳离子絮凝剂，中和除杂参加2种絮凝剂，弄清作用较好，上清液清亮，中浸上清率大于60%（60min）。工业出产选用稠密接连作业，估计弄清作用会更好。
表4 渣量及渣率
中浸渣
低浸渣
浸出渣
除杂渣
渣量/g
渣率/%
渣量/g
渣率/%
渣量/g
渣率/%
渣量/g
渣率/%
102.45
71.64
68.78
48.10
35.62
24.91
41.71
29.17
（三）金属的浸出率及杂质的去向
依据浸出渣的数量及元素含量，核算出金属浸出率及杂质入渣率。总浸出率（%）为：锌99.63；铟95.13；铁61.11；砷20.48；锑8.37；铅4.32；锡7.64。砷、锑、铅、锡的富集入渣率（%）别离为79.50、91.63、96.55、92.37。进入浸出液中砷、锑在除杂进程中砷95.22%、锑94.92%入除杂渣中。阐明本工艺具有很好的脱除杂质砷、锑的才能。
（四）萃取
选用P204萃取铟，铟的萃取率高达99.63%，铁约为1.47%。阐明P204对铟的挑选萃取才能很强。如萃取液中杂质含量高，萃取很简单乳化，参加必定量的聚醚后，可消除萃取乳化现象。
四、评论
（一）流程分析
针对复原蒸发烟尘用一般高酸浸出方法，铟较难浸出并且浸出率低这一特色，本流程初次使用了浓酸熟化浸出，加强了浸出方法和浸出条件，使铟的浸出率大大进步。依据铟、铁萃取速度上的差异，用P204从低酸浸出液中直接萃取铟，酸度应操控在10～15g/L。本工艺达到了“锌、铟并收，综合利用”之意图。锌从中性浸出液开路；铟从低酸浸出液中收回；铅、锡集中于浸出渣中，便于收回。
（二）杂质脱除
浓酸熟化强化浸出进程，使99%以上的锌和95%以上的铟进入溶液，与此一起，不少杂质也被浸出进入溶液。在中和除杂进程中，杂质脱除杰出，脱除率（%）为：砷95.22，锑94.92，铁85.01，除杂后液ρ(Fe3+)＜1.0g/L，砷、锑在0.01‰左右，确保了回来中浸液的质量。除杂渣主张回来白砷出产，以收回其间的砷。
（三）金属收回
从烟尘到中性浸出液，锌冶炼收回率99.56%。中性浸出液成分（g/L）为：锌129.93、铁0.0025、砷0.016、锑0.0053，可送电锌净化工序或出产其它产品。
调查了铟在各进程的走向，低酸浸出液的均匀含铟2.75g/L，按浸出渣含铟核算，铟浸出率为95.13%，按低浸液中铟均匀含量核算，铟浸出率为94.18%，选用直接从低酸浸出液中萃取铟，铟萃取率为99.63%。
五、定论
选用浓酸熟化水溶浸出新工艺，在酸用量不变的情况下，强化了浸出工艺条件，铟、锌的浸出率高，渣计浸出率（%）为：铟95.13、锌99.63；砷、锑、铅、锡入渣率（%）别离为79.51、91.63、96.55、92.37。在萃取进程中，参加少数聚醚，能够避免乳化。用P204直接从低酸浸出液中萃取铟，铟的一级萃取率高达99.63%。萃余液用CaCO3中和除杂，在生成针铁矿除铁的一起，萃余液中95.22%的砷，94.92%的锑进入铁渣中，除杂后液含铁0.20g/L、砷0.010g/L、锑0.014g/L。全流程疏通、安稳，达到了有用收回锌、铟和有用脱除砷、锑的意图，为处理相似烟尘的较佳工艺流程，可考虑用于出产实践。
