导航：安全管理网>> 安全论文>> 冶金安全论文>>正文

氧化锌系统铟回收过程中铁的行为和控制

文档作者：成世雄1 熊卫江2 陈峰2 侯成明2 文档来源： 1．云锡文山锌铟冶炼有限公司 2．株洲冶炼集团股份有限公司 3．中南大学冶金与环境学院		点击数：	更新时间： 2024年06月06日
下载地址：点击这里	文件大小： 262.83 KB 共5页	文档格式： PDF	下载点数： 1 点（VIP免费）

全屏查看

内容预览 [文件共5页]

本文件共5页，如需编辑使用，请下载。

注：预览效果可能会出现部分文字乱码（如口口口）、内容显示不全等问题，下载是正常的。

	文件大小：262.83 KB 共5页文件格式：PDF 下载点数：1 点（VIP会员免费）

上一篇：用低品位铜渣生产氧化亚铜试验研究

文本预览

仅提取页面文字内容，供快速阅读使用。

2017年6月第3期成世雄等：氧化锌系统铟回收过程中铁的行为和控制·33·
。一一一一一一+。+＼。
0．煎妻全曼．，；
氧化锌系统铟回收过程中铁的行为和控制
成世雄1⋯，熊卫江2，陈峰2，侯成明2
(1．云锡文山锌铟冶炼有限公司，云南文山66370l；2．株洲冶炼集团股份有限公司，湖南株洲412004；
3．中南大学冶金与环境学院，湖南长沙410083)
[摘要] 阐述了锌湿法冶炼回收镪过程中铁在氧化锌挥发、氧化锌浸出、铟萃取及君续处理过程中
的分布及行为。介绍了氧化锌系统铁的控制方法和取得的效果。
[关键词] 锌湿法冶炼；铟；富集；锌精矿；铁粉；还原
[中图分类号] TF813；TF843．1 [文献标志码] B[文章编号] 1672—6103(2017)03一0033一04
U 日IJ百
铟主要用于液晶面板、LED芯片和光伏薄膜电
池等高科技产业，被视为“新材料朝阳产业”，因此
铟的需求量增加迅速，2015年中国产铟锭895．8 t，
其中原生铟为430 t左右。90％的原生铟是从铅锌
冶炼副产物次氧化锌中回收的，而湿法炼锌各类浸
出渣挥发富集的铟，是综合提铟最主要的原料。某
厂2015年铟锭产量为72 t，其氧化锌系统回收铟包
括各类浸出渣挥发、氧化锌浸出及铟萃取三个工序。
由于铟铁性质相近，在铟回收过程中铁始终伴随在
铟的挥发、浸出、萃取过程中，对铟回收和湿法锌系
统有非常大的影响。
1 氧化锌系统中铁的分布
某厂氧化锌系统铟回收工艺流程图如图1所
示，常规湿法炼锌系统的矿粉浸出渣和直接浸出系
统的针铁矿渣经挥发窑还原挥发、多膛炉脱氟氯后
得到的次氧化锌，以及铅系统烟化炉产出的氧化锌
经碱洗脱氟氯、预浸出后，共同进行氧化锌中酸性浸
出、酸上清净化、萃取、反萃置换等回收铟。
[作者简介]成世雄(1984一)，男，湖南双峰人，本科学历，工程师
主要从事湿法冶炼技术与管理工作。
[收稿日期]2016一07—06[修订日期]2017—04—26
‘ 上上上
碱洗挥发窑挥发酸性浸出
0 上●
预浸出锌精矿次孰锌酸性浓缩压滤
一l ‘
1
叫。。l ● ●
—‘l”嚣l 丛掣氅上清铅渣
工l+⋯÷l(送{瞟统)
I中性浸出l l净化l
、还掘尔执’
工· ●
中性浓缩压滤l萃取l 净厄渣
‘ ‘
—中上T—清中—性l底流 I反萃辈i。熬
图1氧化锌系统铟回收工艺流程图
某厂氧化锌焙砂中的铁主要来源于锌系统的矿
粉浸出渣和针铁矿，矿粉浸出渣和针铁矿进入挥发
窑挥发，小部分铁进入氧化锌焙砂；在氧化锌高温高
酸浸出中，铁主要进人酸上清；酸上清净化萃取后进
入萃余液，萃余液返回直接浸出系统沉铁工序产出
针铁矿。图2为2015年某厂氧化锌系统铁的平衡
分布图。
2氧化锌系统中铁的行为
2．1铁在挥发窑的行为
某厂常规湿法炼锌产出的矿粉浸出渣与直接浸
出产出的针铁矿的主要成分如表1所示，为回收其
万方数据
·34· 中国有色冶金A生产实践篇·稀贵金属
矿粉浸出
系统
矿粉渣Fe 74 781【I l针铁矿Fe21 644t l一直接浸出
(346 103 t，21．52％)I l (65 747 t，32．92％)l I 系统
窑渣Fe90949t
(I 22．69％，II 33．54％)
挥发窑挥发
直铅氧化锌Fe 384t l I氧化锌焙砂Fe4426．1l tI I还原锌精矿Fe 366．32 t
(213 33 t，1．8％) I I (107 954 t，4．1％) I I (3 370‘lo．87％)
氧化锌浸出
中上清Fe 719．18 f
(1106 430 m3，0．65㈣
铁粉Fel 584t
(1 863 t，85％)
酸上清Fe 3 681．1￡
(144 81l m3，25．42㈣
酸上清净化工
萃取反萃
萃余液Fe 5 175．2t
(140 59l mi36．81 g／L)
图2氧化锌系统铁的平衡分布图
中的有价金属zn、Pb、In等，矿粉浸出渣与针铁矿进
入挥发窑处理。
表1 矿粉浸出渣与针铁矿的主要成分％
矿粉浸出渣中的铁主要以铁酸锌(znO·Fe：0，)
和氢氧化铁(Fe(0H)，)形式存在，在窑内发生如下
反应。1。1：
3ZnO·Fe203+C一2Fe304+3Zn0+C0 (1)
ZnO·Fe，O，+CO—Zn0+2FeO+CO， (2)
2Fe(OH)3一Fe：03+3H20 (3)
当窑内温度在1 050℃以上时，部分氧化铁还
原成金属铁，促使氧化锌还原：
ZnO+Fe—zn(g)+FeO (4)
ZnO·Fe203+2Fe—zn(g)+4FeO (5)
针铁矿中的铁主要以针铁矿(Fe00H)形式存
在，在窑内发生如下反应：
2Fe00H—Fe203+H20 (6)
分解产生的Fe，0。、Fe：O，、FeO大部分进入挥发
窑窑渣开路出锌系统，小部分(4％～10％)进入烟
气和冷却系统，最终进入氧化锌焙砂中。
2．2铁在氧化锌浸出过程中的行为
挥发窑氧化锌经过多膛炉脱氟氯后进人氧化锌
浸出工序，氧化锌焙砂中的铁主要以Fe，O。、Fe：O，、
Fe0存在，在氧化锌中性浸出过程中发生如下反应：
Fe304+4H2S04一FeS04+Fe2(S04)3+4H20
(7)
Fe203+3H2S04一Fe2(S04)3+3H20 (8)
FeO+H2S04一FeS04+H20 (9)
Fe2(S04)3+6 H20_2Fe(0H)3+3H2S04
(10)
加入的锌精矿在酸性浸出高温高酸条件下与
Fe”发生如下反应：
Fe2(S04)3+ZnS—2 FeS04+ZnS04+S
(11)
2．3铁在萃取过程中的行为
氧化锌浸出工序产出的酸上清中的铁以Fe2+、
Fe3+形式存在，萃取过程中采用P204作为萃取剂，
各种金属离子进入有机相的顺序为H1：
Fe3+>In3+>Ga2+>Cu2+>A13+>Fe2+>Zn2+
为降低酸上清中Fe“对萃取的影响，首先对酸
上清加铁粉进行净化，主要反应如下：
Fe+H2S04一FeS04+H2 (12)
Fe+2Fe3+-3Fe2+ (13)
等
万方数据
2017年6月第3期成世雄等：氧化锌系统铟回收过程中铁的行为和控制·35·
3 氧化锌系统铁的控制
3．1挥发窑铁的控制
从氧化锌系统铁的平衡分布图可以看出，氧化
锌系统铁的主要为氧化锌焙砂带入的，占整个氧化
锌系统所有带入铁的65％，因此减少铁进入挥发窑
氧化锌是氧化锌系统铁控制的关键。
各类浸出渣在挥发窑挥发过程可分为：铅锌铟
等有价金属盐类分解为氧化物一氧化物被碳还原成
金属蒸气一金属蒸气与窑内氧气结合成金属氧化物
一金属氧化物被烟气带人烟气及收尘系统回收。在
金属氧化物回收过程中，少量铁的氧化物颗粒也会
随烟气进入氧化锌焙砂中，窑内烟气速度越快，带入
氧化锌焙砂中的铁就越多。某厂2012—2013年氧
化锌焙砂含铁超过5％，为控制氧化锌焙砂含铁，主
要采取了以下措施：
(1)加强矿粉渣与针铁矿的压滤操作，控制水
分在25％左右，保证渣与煤焦混合均匀，下料顺畅。
(2)原有燃料易在窑尾形成炉结，影响烟气流
动，烟气速度过快，机械夹杂铁较多。对此，调整燃
料结构，控制焦比在40％～50％，并用部分废焦作
为燃料使用。
(3)风压不足，则炉料翻动不好，窑内反应不彻
底；风压过高，烟气速度则过快。生产中加强窑头风
压控制，l 4～3“窑头风压控制在0．08～0．1 MPa，4。、
5。窑头风压控制在O．11～0．18 MPa。
(4)窑尾负压对应窑尾的烟气量，同样条件下，
负压增加，夹带会有所增加，并且窑尾温度反映出的
就是窑内反应的剧烈程度及系统的通畅性。加强窑
尾风压、温度控制，窑尾维持50～100 Pa的微负压，
控制1 4～3 4窑窑尾温度≥450℃，44、5 4窑窑尾温度
≥550℃。
(5)将含铁高的锅炉灰开路进入返粉仓配料
使用。
通过各方面的攻关，2014年以来，挥发窑氧化
锌品质整体有了较大的提升，挥发窑氧化锌含铁能
够维持<4．5％。表2为2012年～2016年5月挥发
窑氧化锌含铁。
表2挥发窑氧化锌含铁％
3．2氧化锌浸出过程铁的控制
从氧化锌系统铁的平衡分布图可以看出，进入
氧化锌浸出工艺的铁分布于中上清、酸上清和铅渣
中，氧化锌浸出铁控制的主要目标是降低酸上清中
铁和Fe”的含量。
3．2．1 降低酸上清含铁
为尽量回收氧化锌焙砂中的有价金属zn、In
等，某厂氧化锌浸出工艺中酸性浸出均强化浸出过
程。为强化氧化锌中性浸出，降低中性浸出渣含锌，
中性浸出的终点pH值从5．0～5．2调整至3．5～
4．0，中性浸出渣含锌从22％下降至18％，同时由于
pH值的降低，氧化锌中上清Fe“的水解减少，中上
清含铁从0．4 g／L提高至0．65 g／L，进人中性渣的
铁减少，有利于降低酸上清含铁。
3．2．2 酸上清Fe”的控制”。
Fe”在酸上清萃取过程中会优先进入有机相
P204，对萃取不利。因此在氧化锌浸出过程中要控
制低酸上清Fe“的含量。某厂采用锌精矿还原法，
在氧化锌焙砂皮带中加入锌精矿，使其与氧化锌焙
砂一起带人料仓，进入球磨、中性浸出、浓缩、压滤，
锌精矿与中性浸出渣混合均匀，在酸性浸出中溶液
的Fe“与锌精矿的硫化物反应，在氧化锌焙砂含铁
<5％的情况下，可控制酸上清Fe”<5 g／L，利于酸
上清的萃取。
如锌精矿加入过多，则过量锌精矿未反应就进
入铅渣，造成锌损失；如锌精矿加入过少，则过多的
Fe”未被还原，造成酸上清Fe3+过高，通过现场摸
索，总结出了锌精矿的加入控制原则：
(1)基本原则：“1t铁，1t精矿”，氧化锌焙砂中
每含lt铁，相应加入1t还原锌精矿。
(2)观察酸上清颜色：酸上清呈棕黄色，为Fe”
显色，则为还原锌精矿加入过少；
(3)观察铅渣颜色：铅渣呈黑灰色，为过量锌精
矿未反应完全，还原锌精矿加入过量。
3．2．3增加高温高酸还原开路
在2013年某厂氧化锌焙砂含Fe>8％，酸上清
含Fe>70 g／L，影响萃取生产的顺利进行。为控制
酸上清含铁，增加了高温高酸还原开路工艺，如图3
所示。
部分氧化锌浸出渣单独高温高酸浸出，再加入
过量的还原锌精矿，控制反应时间18 h，反应温度
>75℃，终点酸度>1 509／L，可保证95％的铁以
万方数据
·36· 中国有色冶金A生产实践篇．稀贵金属
氧化锌焙砂还原锌精矿
图3 高温高酸还原工艺流程图
Fe2+形式存在，反应完成后将高温高酸还原矿浆
返回球磨进入中性浸出，在中性浸出工序Fe2+以
离子形态存在于中上清，随中上清进入矿粉浸出
系统而开路出氧化锌系统，酸上清含铁降低至
55 g／L以下。从表3可以看出，通过氧化锌浸出工
序铁的控制，酸上清含Fe3+从平均7 g／L下降至
5 g／L以下。
3．3萃取过程铁的控制
氧化锌浸出工序中产出的酸上清基本可控制
表3 2013年～2015年氧化锌焙砂含铁与酸上清Fe3+含量
Fe”<5 g／L，在萃取过程中，各种金属离子会不同
程度地进入有机相中，增加有机相的负荷，导致分层
缓慢，有机物与水相无法分离，造成有机相乳化，影
响萃取效果。
为进一步降低Fe”、cu“等金属杂质离子对萃
取的影响，在直接萃取前进行铁粉净化，在酸上清中
加入过量的铁粉，大部分的铁粉和酸反应，20％～
25％的铁粉参与Fe”的还原，净化后进行压滤，压
滤后液铁合格后进入萃取，滤渣中In、As等含量较
高，进入挥发窑处理。
4结论
(1)挥发窑氧化锌降铁是氧化锌系统铁控制的
关键和源头，是整个氧化锌系统稳定平衡控制的基
础。氧化锌焙砂含铁每上升l％，某厂氧化锌系统
每年氧化锌焙砂含铁将增加1 080 t，酸上清含铁增
加1120 t，增加铁粉消耗570 t，增加矿粉渣与针铁矿
渣渣量5 000 t。
(2)氧化锌浸出控制Fe”的含量是氧化锌系统
经济有效运行的关键。通过加入还原锌精矿，可控
制酸上清含Fe3+<5 g／L，有利于萃取的进行；通过增
加高温高酸还原开路工艺，在氧化锌焙砂铁超过8％
的恶劣条件下，保证了整个氧化锌生产的顺利进行。
(3)酸上清净化是整个氧化锌铟回收铁控制的
最后一道防线。
[参考文献]
[1]梅光贵，王德润，周敬元，王辉．湿法炼锌学[M]．长沙：中南
大学出版社，2001．
[2] 王树凯．铟冶金[M]．北京：冶金工业出版社，2007．
(下转第61页)
万方数据
2017年6月第3期闵国华等：含钡铅矿中铅测定的前处理方法探讨·61．
表3 3种方法测得结果比对％
3 结论
对含钡铅矿中铅含量测定前处理方法进行优
化，主要包括三个方面：(1)分离钡，避免产生硫酸
钡铅复盐；(2)分离钡所得不溶渣通过挥硅处理，
测定其铅残余量；(3)硫酸铅过滤液及洗涤液中残
存铅的测定。该方法，将影响含钡铅矿中铅含量
测定的因素逐一消除，使得测试结果准确度大大
提高，测试步骤简单、快速，适用于日常含钡铅矿
中铅的测定。
[参考文献]
[1] 吴良士，白鸽，袁忠信．矿产原料手册[M]．北京：化学工业
出版社，2007．
[2] GB／T 8152．1—2006，铅精矿化学分析方法铅量的测定酸溶
解一EDTA滴定法[s]．
[3] GB／T 8152．2—2006，铅精矿化学分析方法铅量的测定酸溶
解一EDTA返滴定法[s]．
[4] GB／T 14353．2—2叭O，铜矿石、铅矿石和锌矿石化学分析方法
铅量的测定[s]．
[5]Ys／T 461．1—2003，混合铅锌精矿化学分析方法铅量与锌量
的测定[s]．
[6]李志伟．EDTA滴定法快速测定含钡铅矿石中的铅[J]．岩矿
测试，2013，32(6)：920—922．
[7] 王利军，张润萍．铬酸铅容量法对黄铜中铅的分析与应用
[J]．哈尔滨轴承，20lO，31(4)：47，52．
[8] 罗磊，付胜波，肖洁等．电感耦合等离子体发射光谱法测定
含重晶石的银铅矿中的铅[J]．岩矿测试，2014，33(2)：
203—207．
[9] 李和平．铅锌矿的工艺矿物学研究[J]．云南冶金，2010，39
(4)：55—58．
Discussion on pretreatment method of lead determination in barium-containing galena
MIN Guo—hua，zHANG Qing—jian，LIU Mei—dong，YUE Chun—lei
Abstract：For lead detemination in barium—containing galena，lead&amp;amp;barium sulfate could be easily fomed in the
course of lead suIfate precipitation pretreated by acid dissolution， which could result in lower detection value fbr
lead．The cuHent lead determination method is optimized，which effectively eliminates barium奄impact on lead de．
termination and realizes to obtain accurate lead determination in barium—containing galena．
Key words：barium—containing galena；1ead determination；pretreatment
，驴，驴驴舻痧、驴，驴驴痧、护、驴，驴驴护、驴，驴、驴、驴、驴痧护卅矿抄，驴驴驴《矿、驴驴驴、驴、驴、驴、驴、驴、驴、驴，痧护、驴驴，驴痧痧叫驴、驴、护，驴护
(上接第36页) 自治区有色金属工业发展论坛论文集，2008：234—239．
[3]
[4]
唐志波．湿法提铟过程中铁的行为及控制方法[J]．湖南有色
金属，2013，29(1)：27—30．
单桃云．对影响铟萃取因素的探讨[A]．首届中西部十二省市
[5] 袁建明，周正华，李向东，等．一种高铁氧化锌的处理工艺[P]
中国CN201310658345．1，2014一03一12
BehaVior and control of iron in the indium recoVery process of zinc oxide system
CHENG Shi—xiong，XIONG Wei—jiang，CHEN Feng，HOU Cheng—ming
Abstract：This paper mainly expounds the iron distribution and behavior in zinc oxide volatilization，1eaching，indium
extraction and subsequent treatment process of indium recoVery in zinc hydrometallurgy． It introduces the iron
control method in the zinc oxide system and the achieved results．
Key words：zinc hydrometaUu唱y；indium；enrichment；zinc concentrate；iron powder；reduction

网友评论 more

冶金安全论文最新内容

06-06