锌湿法冶金课件-1.ppt

第六章 重金属湿法冶金（以锌为主） 重金属冶金学 ——第二版，彭秋容 编 湿法炼锌学 —— 梅光桂，王德润，周敬元 王辉编著 一. 概述 冶金方法或过程分为湿法冶金和火法冶金。湿法冶金是在水溶液中进行的提取冶金过程。用试剂浸出矿石、精矿或其他原料中所含的有价组分，使其进入液相，再对液相中的组分进行分离和富集，最后以金属或其他化合物的形式加以回收的方法。 整个湿法冶金过程分为三个步骤：浸出，净化，金属沉积或提取。 湿法冶金与火法冶金比较，优点有： （1）适应范围更广。湿法冶金适合高、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。湿法冶金一般在较低温度下进行，能耗低， 而火法冶金都是在高温下进行的。 （3）工艺过程绿色环保。湿法冶金在提取有价组分的过 程中，原料中的某些有毒有害的组分大都以沉淀物的 形式留在渣中，容易处理，对环境的危害小。 （4）成本低。 （5）综合利用能力强。能同时提取原料中的各种有价组 分。 （6）湿法冶金更容易制备出高纯甚至超高纯的产品。 （7）湿法冶金获得的产品的种类多样化。 二. 锌湿法冶金 湿法冶金已经应用于各种金属的冶金过程，随着矿石中有价金属品位的不断降低，这种趋势一定会得到进一步加强。 锌冶金中有80%以上的锌是通过湿法冶金得到的。锌的湿法冶金在各种金属的湿法冶金过程很有代表性，下面我们重点讲解锌的湿法冶金。 锌的湿法冶金过程包括：锌焙砂浸出，浸出液净化，硫酸锌溶液电解沉积。下面分别介绍。 1. 浸出 重金属湿法冶金浸出方法：酸浸、碱浸、盐浸、氧化浸出，还原浸出、细菌浸出等。 硫化锌精矿经沸腾焙烧后得到的焙砂除含ZnO外，还含有各种金属化合物，如CaO、MgO、Fe3O4、CuO、PbO、CoO、NiO以及铁酸锌（ZnFe2O4）等。浸出锌焙砂常用的方法是酸浸，酸浸用的酸是稀硫酸。氧化锌以及其他各种金属氧化物都比较容易溶解于稀硫酸介质中，但铁酸锌溶解比较困难，因此为了提高锌焙砂中锌的浸出率，锌焙砂的浸出一般分为三个阶段：中性浸出、酸性浸出和浸出残渣挥锌。浸出工艺流程见图1（常规浸出流程）。 中性浸出 酸性浸出 挥锌 图1 锌焙砂浸出的一般流程 中性浸出：中性浸出使用的浸出剂为全部酸性浸出液和硫酸锌溶液的部分电解废液。中性浸出只能浸出焙砂中的部分锌，大部分锌还留在渣中有待酸性浸出。中性浸出终点的pH = 5.0 ~ 5.2。 pH过高，则锌浸出率低；Zn2+容易水解损失；pH大于5.2时，氢氧化铁胶体带负电，影响浸出液中As砷、Sb锑等杂质的共沉淀分离。 pH过低，如当低于5.0时，Fe3+的水解沉淀不完全。中性浸出液中的杂质主要来自于浸出剂（酸性浸出液）。 中性浸出的目的：浸出大部分ZnO；分离锌与其他大部分杂质。 中性浸出主要反应为： ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2O 酸性浸出：中性浸出的渣还含有大量锌，需要进一步浸出。酸性浸出有低酸（约60oC，1~5g/L硫酸）浸出和热强酸性（约85~95oC，20~60g/L硫酸）浸出。 ?? 低酸浸出：低酸浸出中性渣时，铁酸锌的浸出率不大，一般仅为1~3%，低酸浸出的渣含锌20%以上，主要是铁酸锌。为了回收锌，还需将渣高温挥锌或热酸性处理，工艺比较复杂。 ? 高温、高酸浸出：目前新建的厂大都采用高温、高酸（约90oC，始酸120~150g/L，终酸40~60g/L）浸出中性渣。经高温、高酸浸出，铁酸锌的浸出率达90%以上，浸出渣中锌含量也随之大幅度降低，浸出后含铅、银的渣外排堆存。高温、高酸浸出过程中铁的浸出率也大幅度增加，铁离子浓度达到30g/L以上，这种酸性浸出液不能直接返回中性浸出工段，需经除铁后才能返回。 中性浸出液和热强酸浸出液的除铁方法见净化工段。 ZnFe2O4 + 4H2SO4 = Z