还原焙烧法处理高铁铟锌焙砂新工艺探究.pdfVIP

2009(重庆)中西部第二届有色金属工业发展沦坛 还原焙烧法处理高铁铟锌焙砂新工艺研究 刘晨，何航军，陈科云，罗思强 (广西冶金研究院，广西南宁，530023) 摘要 以高铁铟锌焙砂为研究对象，研究焙砂湿法提取过程中提高铟、锌浸出率方法，以及铁、铟、 锌分离工艺的优化。采用还原焙烧方法预处理高铁铟锌焙砂，研究还原气氛对铟、锌、铁浸出率的影 响。 关键词高铁铟锌焙砂；铁酸锌；还原；焙烧；浸出率；综合利用 随着湿法炼锌工艺的发展，含锌低、杂质含量多的锌资源的利用越来越普遍，尤其以高铁锌精矿 的利用最为明显，如广西大厂高铁铟锌精矿的铁含量高达16％以上。在含铟锌精矿沸腾焙烧脱硫过程中， 绝大部分铁不可避免地会生成难溶于稀硫酸溶液的铁酸盐，并使铟等离子通过置换铁离子的方式进入 铁酸锌的晶格，形成一系列的铁酸盐固溶体，严重影响铟、锌的回收率以及铁资源的利用率u喇。因此， 研究有效、简易的工艺提高铟、锌浸出率对锌冶金具有重要的理论与实际意义。 国内外学者对提高锌、铟浸出率、除铁方法研究较多廿”，相继研究开发了黄钾铁矾法、针铁矿法、 赤铁矿法等热酸浸出工艺，其基本思路与共同特点，是采用高温、高酸等浸出条件来破坏铁酸锌，然 后以黄钾铁矾、针铁矿或赤铁矿的形式沉淀除除，以达到提高锌回收率的目的。针对提高铁酸锌中锌、 铟浸出率的研究，李希明等岬’利用机械活化促进铁酸锌分解进行了研究，研究结果表明：通过机械活 化促进焙砂颗粒表明活化，锌的浸出率提高了12．18％，但未实现矿物选择性活化；李洪桂等伊10。研究 了机械活化锌浸出渣的方法，以此提高浸出渣的锌、铟浸出率以及抑制铁的浸出，研究结果表明：锌、 铁浸出率之差比常规搅拌浸出提高了一倍左右，但活化设备的制备水平低、运行成本高等缺点限制了 此工艺的工业应用；黄炜等u川利用还原焙烧处理锌精提高锌浸出率，锌的浸出率提高了6．67％，此研 究主要集中在还原焙烧条件试验，对后续工序的衔接与优化未提及。 本方法主要对锌焙砂还原焙烧预处理，分解焙砂中铁酸锌，提高锌、铟浸出率进行了研究，并对 焙砂浸出、浸出液除铁工艺进行优化，在提高锌、铟浸出率的基础上，达到充分综合利用资源的目的； 确定了锌焙砂还原焙烧、还原焙砂浸出、浸出液除铁等工艺流程与技术条件。 1 原理概述 1．1还原焙烧分解铁酸锌 焙砂中铁绝大部分形成铁酸锌，嵌布在ZnO基体上，In、Ge绝大部分分布在铁酸锌中u刳，分解铁酸锌 不仅是提高锌浸出率同时也是提高铟、锗等稀散金属回收率的关键。从热力学分析，ZnFe：04易被C0 还原。 3 (1) ZnFe204+C0=3ZnO+2Fe30t+C02 (2) ZnFez04+CO=ZnO+FeO+C02 在800C时反应(1)和(2)的C0n／co的平衡值分别达5X103和68，表明在弱还原气氛中ZnFe。04 还原成ZnO是可能的，而还原成金属Zn和Fe需较强还原气氛，这是工艺是不希望的，因此，还原应 在弱还原气氛中进行。文献n副表明，提高还原反应温度，反应速度有明显提高，但过高的温度会造成 ·271· 2009(重庆)中西部第二届有色金属工业发展论坛 锌的还原挥发，宜控制在800℃左右。 1．2浸出、除铁工艺流程的确定 利用铁酸锌易于还原的特点，在沸腾焙烧完成后，使锌焙砂与还原剂接触，在自身的余热温度下 反应，将铁酸锌的品格破坏，显著改善其浸出性能。由于锌铟的浸出性能得到改善，故先采用中性浸 出浸锌，使锌大部分进入中浸液中，铟在中浸渣中得到富集，再采用酸性浸出浸铟。铟进入酸浸液中， 可采用中和的手段使铟沉淀完成锌铟分离。 经过还原焙烧后，锌焙砂中铁的物相部分转变为氧化亚铁，氧化亚铁也较易于被硫酸浸出。因此 在中浸液及酸浸液中铁的含量都会较高，且绝大部分是以亚铁状态存在。为了使铁得以资源化利用， 锌铁分离采用赤铁矿法，将中浸液和酸浸液合并送入高压釜中氧化除铁，除铁液经