高温高酸浸出-黄钾铁矾除铁工艺

高温高酸浸出-黄钾铁矾除铁工艺 高温高酸浸出—黄钾铁矾除铁工艺 锌焙砂高温高酸浸出是在20世纪60年代后期随着各种除铁方法的研制成功而发展起来的。一般是将常规浸出法的酸性浸出改为高温高酸浸出，使浸出过程成为不同酸度、多段逆流的连续浸出过程。高温高酸浸出是指锌焙砂的中性浸出渣经过高温(90,95?)、高酸(始酸,100g/l)浸出，在低酸中难以溶解的铁酸锌以及少量其它尚未溶解的锌化合物得到溶解，进一步提高锌的浸出率，锌的浸出率大于98,。由于铁酸锌及其它化合物溶解，最终浸出渣量显著减少，浸出渣中的铅、银等有价金属得到较大的富集，有利于这些有价金属回收。采用高温高酸浸出使铁酸锌分解后，铁的浸出率达到70,90,，浸出液中的铁含量高达30g/l左右。为了从这种高铁溶液中沉铁，先后有黄钾铁矾法、转化法、针铁矿法、赤铁矿法等沉铁方法被开发成功并应用于生产。目前，国内外电锌厂采用的沉铁方法以黄钾铁矾法居多，其它方法只有少数工厂采用。 黄钾铁矾法除铁工艺实质是中性浸出渣经高温高酸浸出后的热酸液,通过加入焙砂调整PH至1.1,1.5，然后加入一种钠、钾或氨的化合物，使弱酸性溶液中的铁在90,100?下呈三价铁化合物快速沉淀，而残留在锌溶液中的铁仅为1,3g/l，进一步中和并以氢氧化铁形式除去。这种黄钾铁矾沉淀物的沉降、过滤和洗涤等性质均比氢氧化铁好，且带走的锌量少。 黄钾铁矾是一种复合物，其结构与天然的草黄钾铁矾和黄铁矿相同，可用AFe(SO)(OH)通式 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示，3426++++++式中A可以是Na、K、Rb、NH、Ag或HO等阳离子。 43 黄钾铁矾生成的机理可写成: 3Fe(SO) + 6HO = 6Fe(OH)SO + 3HSO 2424243 4Fe(OH)SO + 4HO = 2Fe(OH)SO + 2HSO 4224424 2Fe(OH)SO + 2Fe(OH)SO + 2NHOH = (NH)Fe(SO)(OH)(黄铵铁矾) 44444264412 2Fe(OH)SO+ 2Fe(OH)SO + NaSO + 2HO= NaFe(SO)(OH) + HSO(黄钠铁矾) 4 4424226441224 2Fe(OH)SO + 2Fe(OH)SO + 4HO = (HO)Fe(SO)(OH)(草黄铁矾) 424423264412 影响黄钾铁矾法沉铁的因素有A离子浓度、温度、酸度、铁浓度、晶种等，随A离子的增加和酸度的减少而降低。铁矾化合物在形成的同时产生一定的酸，常用焙砂来中和。中和时溶解的铁同样也会发生上述反应而沉淀，但焙砂中的铁酸锌不溶解而留在铁矾渣中。因此，黄钾铁矾法要达到高的锌浸出率，生产 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 就比较复杂，通常包括五个阶段，如图一所示，即中性浸出、高温高酸浸出、预中和、沉铁和铁矾渣的酸洗。 黄钾铁矾法的主要优点: 1)由于铁矾渣带走少量的硫酸根，有利于HSO有积累的电锌厂酸的平衡; 24 2)黄钾铁矾是由晶形固体颗粒组成，易于沉降、过滤和洗涤; +++3)黄钾铁矾化合物仅含有少量的Na、K、NH等，因此试剂的消耗较少; 4 4)黄钾铁矾沉淀铁化学反应析出的酸少，PH值控制较低(1,1.5)，因此中和剂消耗少，且得到有效利用。 5)铅、银等有价金属富集在浸出渣中，适宜作炼铅厂原料和进一步回收处理。 黄钾铁矾法的缺点: 1)需要消耗碱; 2)渣含铁低，30%左右，不便利用; 3)渣量大且渣的堆存性能不好，不利于环境保护。 4我国西北铅锌冶炼厂即采用高温高酸浸出—黄钾铁矾法沉铁的浸出流程，年产电锌10×10t，其生产工艺流程见图二。 从图可见，该流程的特点如下: 1) 氧化液的配制是将电解废液与沉铁后液按一定比例混合，并在其中加入适量的氧化剂(主要是软猛矿 2+3+3和电解阳极泥)。其作用是保证溶液中的Fe离子充分氧化成Fe离子。配制氧化液是在一个80m的搅拌槽(俗 2+称氧化槽)中进行，控制其酸度为60,90g/L，反应时间约0.5h，最终溶液含铁低于1g/L，其中Fe,0.03g/L，然后将配制好的氧化液送中性浸出工序进行焙砂的浸出。 32) 中性浸出是在氧化液中加入焙砂，在串联的四台80m的搅拌槽中进行，温度保持65,70?，焙砂按一定比例加入中浸第一槽和第三槽，反应时间为2h，最终中浸后液的PH值控制在4.8,5.2之间，尽可能使焙砂中的锌进入溶液，而其中的铁、砷、锑等有害杂质被水解除去。浸出液经φ21m浓密机液固分离后，合格的中浸上清(含Zn150,170 g/L、含Fe,20mg/L,送往净化电积。中浸渣含锌20%,25%进行高温高酸浸出。 33) 高温高酸浸出分为?段高温高酸浸出和?段高温超高酸浸出。?段酸浸是在串联的四台80m的搅拌槽中进行。温度保持90,95?，反应时间3h，控制其酸度为40,50 g/L。?段酸性浸出液经φ15m浓密机液固 3分离后，上清液送预中和工序，而底流渣进入?段酸浸。?段酸浸是在串联的四台80m的搅拌槽中进行。通过第一槽调节电解废液和浓硫酸加入量来控制酸度，实现超高酸浸出，使铁酸锌和硫化锌进一步溶解，其反应为: ZnFeO+ 4HSO= ZnSO+ Fe(SO)+ 4HO 24 2 4 4 43 2 ZnS + Fe(SO) = ZnSO + 2FeSO+ S 434 4 锌被浸出的同时也有大量的Fe被溶解出来。保持浸出温度90,95?，反应时间4h，控制浆化液最终酸度在120,150g/L，浸出液经φ15m浓密机液固分离后，上清液返回?段酸浸以补充所需要的含酸溶液。底流渣经浆化过滤后产出铅银渣，堆干后送QSL炉回收有价金属。铅银渣的化学成分如下: 成 分 Zn Pb Cu Cd SiO Fe MgO Ag 2 含量(%) 4.34 10.46 0.02 0.07 31.14 12.56 0.07 0.0295 4) 通过?段高温高酸浸出，产生的上清液含酸为40,50g/L，送去预中和。其操作是在三个串联的总容 3积为260m的搅拌槽中进行。为了降低?段热酸浸出上清液的酸度，在预中和第一槽添加适量焙砂来中和酸。控制反应温度为80,90?，反应时间2h，最终预中和反应液酸度为15,25g/L，含铁约5,15g/L。反应液经φ15m浓密机液固分离后，底流返回?段酸浸继续浸出，而上清液送沉铁工序。 35)沉铁是在连续串联的7台80m搅拌槽中进行。在第一槽和第三槽适量添加锌焙砂或氧化锌作中和剂，并在第一槽按比例加入锰矿粉和碳酸氢铵添加剂，控制温度为90,95?，反应时间为6h，PH值为1.5,2.0，同时控制氨离子的浓度并添加适量晶种以达到沉矾除铁的技术要求。从沉铁第七槽流出的沉铁液含酸约8,10g/L，含铁低于2g/L。在沉矾中提高碱离子浓度可加速铁矾水解沉淀，常压下温度接近100?时，几小时内沉淀可接近完全。形成黄钾铁矾的理想PH值为1.5,1.6，这就必须控制中和速度，若结晶过快，颗粒太细或溶液局部酸度过低，可导致Fe(OH)沉淀生成。由于黄钾铁矾晶体的生成比较缓慢，所以在沉矾过程中加入3 晶种，以缩短诱发期，能显著的促进铁矾的沉淀。黄钾铁矾法能除去90%,95%的铁，残存的铁将在中性浸出过程中被进一步除去。 沉矾浆化液经φ21m浓密机液固分离，上清送中浸去配制氧化液;底流的三分之一返回沉矾第一槽作为晶种;三分之二送三段φ15m浓密机进行逆向洗涤，洗涤上清返回沉矾系统，底流送过滤系统浆化过滤后产出铁矾渣。铁矾渣的化学成分如下: 成分 Zn Pb Cu Cd SiO Fe CaO MgO Ag 2 含量(%) 6.47 4.58 0.05 0.07 12.00 24.65 1.88 0.01 0.0125 由于黄钾铁矾法通常经过高温高酸浸出与黄钾铁矾沉铁两个工艺过程，用作中和剂的焙砂在沉矾除铁过程中锌的浸出率低，沉淀下来的黄钾铁矾渣还需进行酸洗以降低渣含锌。基于黄钾铁矾法的不足，出现了简化改良的生产工艺流程，并同时能够获得高锌浸出率的转化法。转化法是芬兰奥托昆普公司于1973年在该公司科科拉(Kokkla)锌厂改进黄钾铁矾法过程中发展起来，并应用于生产的(又称奥托昆普转化法)。该法的实质是把高温高酸浸出与黄钾铁矾除铁在同一个工序中完成，故也称混合型黄钾铁矾法。奥托昆普科科拉锌厂转化法工艺流程见图三。 转化法的基本反应包括铁酸锌的浸出及沉铁两种: 3MO.FeO + 12HSO = 3MSO + 3Fe(SO4) + 12HO (1) 23(固)24(液)4(液)23(液)2 3Fe(SO)+x(A)SO+(14-2x)HO 243(液)24(液)2 =2(A)(HO)[Fe(SO)(OH)]+(5+x)HSO (2) x3(1-x)342624 (1)+(2)式即得转化反应: 3MO.FeO + (7-x)HSO + xASO + xHO 23(固)24(液)24(液)2 =2(A)(HO)[Fe(SO)(OH)] + 3MSO (3) x3(1-x)3426(固)4(液)++反应式中M代表Zn、Cu、Cd，A代表Na、NH等离子， A(HO) Fe(SO)(OH)称为混合型黄钾铁矾。 4x3(1-x)3426 科科拉锌厂采用转化法后，在处理含Fe12%的焙砂时，所产的黄钾铁矾渣含锌只有1.5%，相当于99%的锌浸出率，而在沉淀物内检验不到铁酸锌，锌的回收率提高到96%以上。 转化法的主要优点: 1)过程大为简化，流程相对简单可靠，操作方便。 2)锌回收率高。 3)生产对焙砂中铁的要求不严格。焙砂中铁量平均每月在12.5%不会对生产产生影响。( 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 含铁11%) 转化法的不足在于它只适宜处理含铅银低的原料，因为铅、银与铁渣均进入转化渣中，不利于综合回收。 为了在黄钾铁矾法沉矾过程中不加中和剂，以减少有价金属损失并改善矾渣对环境的污染，澳大利亚里斯登(Risdon)电锌厂首先研究成功了低污染黄钾铁矾法，其基本原理是在铁矾沉淀前调整溶液的成份，使沉矾过程中不需加中和剂就能达到满意的除铁效果，这可通过低温预中和或用中性浸出液作稀释剂，或者两者结合使用得以实现。澳大利亚里斯登电锌厂采用的低污染黄钾铁矾法工艺流程见图四。 在一般的黄钾铁矾法中，由于热酸浸出液的含酸很高，在沉矾过程中发生如下反应: 2NHOH + 3Fe(SO)+ 10HO = 2NHFe(SO)(OH)+ 5HSO4243 243426 24 3+由于产生大量酸，必须用大量焙砂来中和酸，以便反应继续进行使Fe完全沉淀，这样就会造成铁矾渣含 3+锌高，否则大量Fe将返回中浸，加重中浸负担。 3+3+高Fe(20,25g/L)、高酸(40,60)g/L的热酸浸出液在高温下(90?)进行预中和时，有大量Fe的 3+会沉淀下来，便会增大高温高酸浸出及随后过程的流量，只有将温度降到55,70?来中和时，溶液中Fe的 3+才能稳定存在。同时用含Fe低的中性浸出液来稀释热酸浸出液后，也可以避免沉矾过程中溶液酸浓度的迅速升高，阻碍沉矾过程的进行，从而可减少沉矾过程中焙砂中和剂的用量。 常规铁矾法和低污染铁矾法金属回收率和铁矾渣的比较见表五。 表五 常规铁矾法与低污染铁矾法金属回收率和铁矾渣的组成(%) 常规铁矾法 低污染铁矾法 元 素 入相应渣 入相应渣 铁矾渣成分 金属回收率 铁矾渣成分 金属回收率 回收率 回收率 Fe 25,30 32 Zn 2,6 94,97 1.3 98,99 Cu 0.16,0.3 ,90 0.04 95 Cd 0.05,0.2 94,97 0.004 97,98 Pb 0.2,2.0 ,75 0.2 ,95 Ag 10,15g/t ,75 4g/t ,95 Au 0.6g/t ,75 ,0.19g/t ,95 Co 0.005 0.002 低污染铁矾法的优点: 1)在沉矾过程中不需加中和剂，可沉淀出较纯的铁矾渣，渣含铁较高，含有价金属较少; 2) 铁矾渣中有价金属的损失较少，可改善矾渣对环境的污染，且金属回收率高。 其缺点是需将沉铁液稀释，增加沉铁液的处理量，使生产率降低。