中合匯萃講述濕法冶金技術從硫化鋅精礦中冶煉鋅
濕法冶金技術是在水溶液中進行提取冶金過程的技術。用試劑浸出礦石、精礦或其他原料中所含的有價組分,使其進入液相,再對液相中的組分進行分離和富集,最后以金屬或其他化合物的形式加以回收的方法。
整個濕法冶金過程分為三個步驟:浸出,凈化,金屬沉積。
鋅的濕法冶金過程包括:鋅焙砂浸出,浸出液凈化,硫酸鋅溶液電解沉積 。
鋅焙砂浸出
硫化鋅精礦經沸騰焙燒后得到的焙砂除含ZnO外,還含有各種金屬化合物,如CaO、MgO/Fe3O4、CuO、PbO、CoO、NiO以及鐵酸鋅(ZnFe2O4)等。浸出鋅焙砂常用的方法是酸浸,酸浸用的酸使稀硫酸。氧化鋅以及其他各種金屬氧化物都比較容易溶解于稀硫酸介質中,單鐵酸鋅溶解比較困難,因此為了提高鋅焙砂中鋅的浸出率,鋅焙砂的浸出一般分為三個階段:中性浸出、酸性浸出、低酸浸出。
浸出液凈化
濕法冶金凈化方法:離心沉淀法、置換法、有機溶劑萃取法、離子交換法、膜分離法、結晶法等。
鋅焙砂浸出液凈化方法常用離心沉淀法和置換法分離雜質離子。鋅焙砂的浸出是多段浸出,最終得到的浸出液除含鋅離心外,還含有各種雜質離子,這些雜質離子有:Fe3+、 Fe2+、Cu2+、 Co2+、 Ni2+、銻(Sb)、砷(As)等,其中高溫高酸浸出液中鐵離子濃度高達30g/L以上,其他雜質濃度較低,但危害大,都要進行凈化分離。
由于鐵離子濃度大,不能用簡單的水解法分離。1960年以來,工業上先后用更先進的黃鉀鐵礬法、轉化法、針鐵礦法、赤鐵礦法除鐵。這些方法優點是:鐵沉淀結晶性能好,易沉降、過濾和洗滌。浸出液中大多數的鐵、砷、銻等雜質沉淀除去,但還有其他雜質離子,如銅、鎘、鈷、鎳、氟和氯以及少量砷、銻等離子,這些離子對鋅的電解都十分有害,需要凈化除去。
(1)凈化除銅鎘
依據鋅的活性比銅鎘大,用鋅粉置換法分離硫酸鋅溶液中的銅鎘。除銅鎘條件:溫度45~50℃,鋅粉用量1.6~2.0倍,鋅粉粒度為0.105~0.125mm以下。
(2)凈化除鈷
由于置換法中,鈷酚反應速度太慢,需要加入添加劑,即加入銅鹽、砷鹽或銻鹽等物質,將鈷置換沉淀。
硫酸鋅溶液電解沉積
金屬沉積方法有:電解沉積、金屬置換沉積和氣體還原沉積等方法。
用于硫酸鋅溶液金屬沉積的方法是電解沉淀法。用凈化后的硫酸鋅作電解液,加入適當的添加劑(SrCO3、膠,吐酒石組成),用鋁作陰極,鉛銀合金作陽極。溫度控制在30~40℃,電解得到電積鋅。
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