湿法冶锌工艺流程课题.doc

湿法冶锌工艺流程 概述：湿法炼锌是当今世界最主要的炼锌方法，其产量占世界总锌产量的85%以上。近期世界新建和扩建的生产能力均采用湿法炼锌工艺。湿法炼锌技术发展很快，主要表现在：硫化锌精矿的直接氧压浸出；硫化锌精矿的常压富氧直接浸出；设备大型化，高效化；浸出渣综合回收及无害化处理；工艺过程自动控制系统等几个方面。湿法炼锌是用稀硫酸(即废电解液)浸出锌焙烧矿得硫酸锌溶液，经净化后用电积的方法将锌从溶液中提取出来。当前，湿法炼锌具有生产规模大、能耗较低、劳动条件较好、易于实现机械化和自动化等优点在工业上占主导地位，锌总产量的80~85%来自湿法炼锌。 锌焙砂的浸出 湿法冶锌的浸出是以稀硫酸溶液作为溶剂，控制适当的酸度、温度和压力条件，将含锌物料（如锌焙砂、锌烟尘、锌氧化矿、锌浸出渣、硫化锌精矿等）中的新华无溶解撑硫酸锌进入溶液，不容固体形成残渣的过程。浸出所得的混合矿浆在经浓缩、过滤将溶液与残渣分离。 锌焙砂浸出的原则工艺流程： 锌焙砂浸出是用稀硫酸溶液去溶解砂浸中的氧化锌。作为溶剂的硫酸溶液实际上是来自锌电解车间的废电解液。 锌焙砂浸出分为中心浸出和酸性浸出的两个阶段，常规浸出流程采用一段中性浸出和一段酸性浸出或两端中性浸出的复浸出流程。锌焙砂首先用来自酸性浸出阶段的溶液进行中性浸出。中性浸出实际是用锌焙砂来中和酸性浸出溶液中的游离酸，控制一定的酸度（Ph=5.2～5.4），用水解法除去溶解的杂质（主要是Fe、Al、Si、As、Sb），得到的中心溶液经净化后送去电积回收锌。 中性浸出仅有少部分ZnO溶解，锌的浸出率为75%～80%，因此浸出残渣中还含有大量的锌，必须用含酸度较大的废电解液（含100g/L左右的游离酸）进行二次酸性浸出。酸性浸出的目的是使浸出渣中的锌尽可能完全溶解，进一步提高锌的浸出率；同时还要得到过滤性良好的矿浆，以利于下一步进行固液分离。为避免大量杂质同时溶解，终点酸度一般控制在H2SO4浓度为1～5g/L。 经过两段浸出，锌的浸出率为85%～90%，渣中锌含量约为20%。为了提高锌的回收率，需采用火法或湿法对浸出渣进行处理，以回收其中的锌。火法一般采用回转窑还原挥发法，得到ZnO粉再用废电解液浸出。湿法主要采用热酸浸出，就是将中性浸出渣进行高温高酸浸出，在低酸中难以溶解的铁酸锌以及少量其他尚未溶解的锌化物得到溶解，可进一步提高锌的浸出率。采用热酸浸出可使整个湿法炼锌流程缩短，生产成本降低，并获得含贵金属的铅银渣，各种铁渣容易过滤洗涤，但锌焙砂中的铁也大量溶解进入溶液中，溶液中铁含量可达到20～40g/L锌焙砂各组分在浸出时的行为： A 锌的氧化物 氧化锌是焙烧矿的主要成分，浸出时与口算作用，按一下反应进入溶液： ZnO + H2SO4 ＝ ZnSO4 + H2O 该反应是浸出过程中主要反应。 硫酸锌很易溶于水，溶解时放出溶解热，其溶解度随温度增高而增大。 铁酸锌（ZnO·Fe2O3）在通常工业浸出条件下（温度为333～343K，终点酸度为H2SO4 1～5g/L）锌的浸出率一般只有1%～3%ZnO·Fe2O3 + 4H2SO4 = ZnSO4 + Fe(SO4)3 + 4H2O 与此同时，大量的铁进入溶液。因此，采用此法时必须首先解决溶液除铁问题。 硫化锌仅能在热硫酸中按如下反应溶解： ZnS + H2SO4 = ZnSO4 + H2S 在浸出槽内，由于自由酸首先与ZnO反应，故上面这个反应实际上意义很小。硫化锌在实际浸出过程中基本不溶解而进入浸出渣中。 B 铁的氧化物 铁在锌焙烧矿中主要以高价氧化物Fe2O3状态存在，也有少量的铁呈低价形态（Fe2O4、FeSO4）。 Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O FeO在很稀的稀硫酸溶液中也会溶解，其反应为： FeO + H2SO4 = FeSO4 + H2O Fe2O3不溶于稀硫酸溶液中。 当浸出物料中有金属硫化物存在时，Fe2(SO4)3可被还原为FeSO4，其反映为： Fe2(SO4)3 + MeS = 2FeSO4 + MeSO4 + S 当浸出时，焙烧矿中的铁有10%～20%进入溶液，溶液中存在Fe2+和Fe3+两种铁离子。 硫酸锌溶液的净化 在浸出过程中，进入溶液的大部分金属杂质随着浸出时的中和水解作用而从溶液中除去，但仍有一部分杂质残留在溶液中，主要是铜、镉、钴，还有少量的铁、砷、锑等。这些杂质的存在不仅对锌电解沉积过程造成极大的危害，而且从综合利用资源来说，将它们分离出来也是完全必要的。因此，浸出过程所得到的中性浸出液，要进行净化。所谓净化，就是将浸出过滤后的中性上请液中的杂质除至规定的限度以下，以提高其纯度，使之满足电解沉积时对新液的要求的过程。 根据除钴方法的不同，浸出液净化方法大