采用锌冶炼窑渣处理污酸回收铜铁技术

针对锌冶炼系统产生的污酸成分复杂、酸度高,砷及重金属浓度高的特点,利用湿法炼锌过程中产生的含有大量有价金属的回转窑渣对其进行处理。提出了"污酸浸出锌窑渣—常压臭葱石合成法沉砷—铁粉置换沉淀铜、砷—中和水解—赤铁矿法沉铁"的主体工艺,在实现污酸无害化处理的同时有效利用窑渣中的有价金属资源。结果表明,经二段逆流浸出后,铜、铁、锌的浸出率均在90%以上,砷的沉淀率高于95%,沉砷渣为晶型良好的臭葱石。溶液中铜的沉淀率超过99%,实验得到的赤铁矿渣含铁量达64.42%,可作为炼铁或制作铁红的原料。     

湿法炼锌铜砷渣加压浸铜及同步固砷

针对湿法炼锌冶炼过程中产出的铜砷渣的综合回收利用,在研究铜砷渣矿物学组成及热分解特性的基础上,开展了加压浸出铜及同步固砷工艺与铜、砷元素的行为研究,结果表明,在反应温度为135 ℃、反应时间为4 h、液固比为25、硫酸浓度为50 g/L、氧分压500 kPa、铁砷摩尔比为1的条件下,浸出渣中铜含量仅为2.03%,浸出率达到97.72%,砷含量达到26.06%,浸出率仅为4.02%;浸出液中Cu的浓度达到20.47 g/L,As浓度小于0.63 g/L;铜砷分离效果好。在反应过程中,Cu₃As先发生氧化溶解,铜的浸出需要一定的时间,铜的浸出与砷的沉淀同时进行。浸出液pH值与浸出液中As浓度变化趋势基本一致,在反应前期砷与铁生成臭葱石产生的酸可以补充铜的浸出消耗的酸。     

臭葱石沉淀法脱除铜烟尘中的砷

以高砷铜烟尘的浸出液为研究对象,采用臭葱石法沉砷,研究了初始pH值、温度、氧气流速对沉砷过程的影响。实验结果表明: 在Fe/As摩尔比1.5、初始pH=4、温度90 ℃、氧气流速80 L/h条件下,沉砷率和沉铁率分别为91.24%和77.92%,沉砷渣中As、Fe含量分别为28.94%和25.04%。实验所得臭葱石颗粒尺寸较大、晶体结构稳定。     

铜冶炼烟尘的综合利用

以铜转炉烟尘为原料, 采用高压酸浸工艺回收有价金属和脱除砷。结果表明, 在硫酸浓度4 mol/L、浸出温度100 ℃、浸出时间2 h条件下, 烟尘中砷、铁和铜浸出率分别为94.14%、93.80%、91.80%, 浸出渣主要物相为硫酸铅(PbSO₄);通过氧压沉砷处理浸出液, 使溶液中铁和砷形成臭葱石(FeAsO₄·2H₂O)而固化;沉砷后液主要物质为Cu²⁺和SO₄^2-, 可用于电解回收铜。该工艺可以实现铜烟尘中有价金属的综合回收, 同时将砷以臭葱石形式固化, 减少对环境的污染。     

H3AsO4-FeSO4-K2SO4-H2O体系中水热矿物化固砷研究

本文在H3AsO4-FeSO4-K2SO4-H2O体系中研究了K+对水热臭葱石矿化沉砷过程中砷铁沉淀率、沉砷渣物相组成及转变规律的影响。结果表明：K+存在与否对沉砷渣物相组成影响显著,处于过饱和状态的Fe(III)除As(V)共沉淀生成臭葱石(FeAsO4?2H2O)并自身水解沉淀为碱式硫酸铁(Fe(OH)SO4)外,还会与K+结合以黄钾铁矾（KFe3(SO4)2(OH)6）形态竞争析出。当初始K+浓度为5 g/L、初始砷浓度10 g/L、初始铁砷摩尔比1.5、初始pH为1、反应温度160 ℃、搅拌转速500 r/min、反应时间3 h、氧分压0.6 MPa时,砷、铁沉淀率分别为96.7 %、96.5 %;沉砷渣物相组成主要为臭葱石、黄钾铁矾、碱式硫酸铁,其含量分别为65.0 %、24.2 %、10.8 %,臭葱石以大颗粒多面体状晶体形式产出,不规则晶体形态的黄钾铁矾小颗粒分散于其中;沉砷渣中 As、Fe、K、S含量分别为 23.39 %、25.72 %、1.84 %、4.09 %。通过将臭葱石矿化沉砷初始铁砷摩尔比控制在合理范围内可有效抑制亚稳态黄钾铁矾物相的形成,实现砷的高效沉淀、提高沉砷渣中砷含量并降低其产量。     

常压臭葱石沉砷过程铜离子对晶形、组分及稳定性的影响

针对酸性含铜溶液中砷的固化问题,本文采用常压臭葱石沉砷的方法,在Fe(Ⅱ)-As-SO42-溶液体系下,研究了不同初始铜离子浓度、反应温度和初始pH值条件下,铜离子对沉淀物晶形、组分及稳定性的影响。结果表明,初始铜离子浓度在10~20 g/L范围内,均可以合成出臭葱石晶体,提高初始铜离子浓度对臭葱石晶体形貌和稳定性的影响不明显,但臭葱石颗粒尺寸有变小的趋势。初始铜离子浓度为10 g/L时,当反应温度为60~80 ℃时,得到的沉淀物多呈小颗粒团聚体,达到85 ℃及以上时才能够生成双锥状臭葱石晶体。提高反应温度,会增加臭葱石沉淀中砷、铁、铜的含量,并能提高臭葱石的稳定性。初始pH值在0.7~1.2范围内,可以得到双锥状臭葱石晶体。提高初始pH值,会降低臭葱石沉淀中砷和铁的含量,增加臭葱石沉淀中铜的含量,并降低臭葱石稳定性。     

基于无定形砷酸铁沉淀的铜冶炼污酸除砷研究

针对传统石灰?铁盐污酸处理工艺产出的中和渣含砷高、不能进入柔性填埋场堆存的现状,采用基于无定形砷酸铁沉淀的预中和?铁盐沉砷方法,降低石灰?铁盐污酸处理流程中和渣砷含量,确保含砷渣能够进入柔性填埋场。热力学分析发现,砷酸铁稳定存在的pH值为0～5.2;在pH＝4～5时,As-Fe-H₂O体系中砷酸铁可以形成并稳定存在,同时不会产生Fe(OH)₃沉淀。研究表明,石灰乳预中和过程终点pH为4.5时,没有砷酸钙沉淀产生或少量产生,预中和石膏含砷小于3%。铁盐沉砷过程温度和初始pH值的升高,有利于降低沉砷后液As浓度、增加As沉淀率和沉砷渣中As含量;但提高初始铁砷摩尔比和初始砷浓度,并不利于砷的沉淀。在低温(40oC)及较短的时间(1h)的条件下,单独采用空气或者80%氧气作氧化剂,难以获得较好的沉砷效果,必须加入适量的H₂O₂,以提高As₃₊^{离子的氧化效率。在优化条件下,沉}砷后液平均砷浓度为2.80g/L,沉砷渣平均含砷27.01%,沉砷渣为疏松多孔的无定形砷酸铁,砷沉淀率为71.62%。沉淀反应是无定形砷酸铁生成过程的限制步骤。     

污酸中砷的分步稳定化研究

基于砷在污酸中的赋存形态与性质,区别于传统砷稳定化的苛刻处理条件,采用分步稳化技术,先用碳酸钙粉末降低体系酸度,在常温常压下,投加亚铁盐和氧化剂得到臭葱石前体,最后控制体系低过饱和度,分别采用常压水热陈化和加压稳化两种技术使前体不断聚集、晶化、晶核稳定生长,形成高结晶度臭葱石颗粒。探讨各因素对砷稳定化的影响,结果表明,降酸反应30 min,至终点pH=1.8;控制终点pH=4、铁砷摩尔比1.3∶1、双氧水与铁摩尔比1∶1、反应30 min合成前体;控制终点pH=4、水浴95℃、反应7 h合成臭葱石晶体,或加压釜内控制釜内温度180℃、反应3 h合成臭葱石晶体;所得砷化物经XRD显示为臭葱石,其砷的浸出毒性浓度低于《危险废物鉴别标准—浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)的限值,实现了砷的稳定化。     

工艺参数对湿法炼锌赤铁矿法沉铁行为的影响

湿法炼锌工艺过程中的赤铁矿法沉铁技术是一种沉淀渣量小、分离效率高的锌铁分离方法。针对湿法炼锌工艺过程中赤铁矿法沉铁技术开展了硫酸亚铁的氧化水解沉淀行为研究。考察了时间、酸度、温度、硫酸盐浓度、晶种返回量等主要工艺参数对赤铁矿法沉铁效果的影响,对沉淀产物的析出特性和物相进行了分析。结果表明,赤铁矿法除铁工艺为可控操作;溶液中K~+、Na~+的存在会导致铁矾生成,降低赤铁矿渣含铁量;过高硫酸锌初始浓度不利于赤铁矿法沉铁;较低温度下添加返渣作为晶种可析出高品质的赤铁矿。     

铜熔炼烟灰中Cu、Zn元素浸出试验研究

在原材料化学成分和物相组成分析的基础上，对微波辅助浸出某铜含量为12.67%、锌含量为9.85%的铜熔炼烟灰中Cu、Zn元素的可行性进行了研究。考察了硫酸浓度、液固比、浸出温度和浸出时间对Cu、Zn浸出率的影响，结果显示，在硫酸浓度为5 mol/L、液固比为10 mL/g、浸出温度80 ℃、浸出时间2 h条件下，铜、锌浸出率分别为95.11%、95.92%。对浸渣分析表明，浸渣主要为残余的碳及铁硅酸盐，铁酸铜、铁酸锌经硫酸浸出后生成磁铁矿，浸渣中部分大颗粒碎裂成较小颗粒，且颗粒表面有裂缝和孔产生，浸渣疏松多孔。     

铜电解废液浸出转炉烟尘制备硫酸铜联产硫酸锌工艺研究

针对转炉烟尘成分组成,提出利用电解铜废液浸出烟尘制备硫酸铜和硫酸锌的工艺路线。主要考察了电解铜废液用量、浸出温度、浸出时间对烟尘中铜、锌浸出率的影响;获得的浸出液含砷较高,采用加石灰乳沉砷,经过过滤、洗涤,获得含铜、锌溶液;用ZJ988萃取铜,实现铜和锌分离,反萃液和萃余液用浓缩结晶分别获得硫酸铜和硫酸锌产品。该工艺不仅可利用烟尘中的铜和锌,而且利用电解铜废液中的硫酸,实现铜冶炼厂转炉烟尘和电解铜废酸高效综合利用。     

湿法炼锌赤铁矿法除铁及资源综合利用新技术

针对高铁闪锌矿有价金属综合利用的难题,开发了含铁溶液预处理—渣矿协同浸出—赤铁矿法除铁及有价金属综合回收技术工艺,获得锌回收率96%,除铁率93%,赤铁矿渣含铁60%~65%、含锌0.5%、含砷0.01%、含硫2%。产出的赤铁矿渣经处理后可作为炼铁或生产水泥等的原料,解决了常规除铁方法不适应处理高铁溶液和铁渣中铁无法回收的问题,实现了铁闪锌矿的高效综合回收利用。     

加压酸浸过程中铟与铁的关系研究

用硫铁矿与硫酸铟模似高铟高铁闪锌矿的加压酸浸,对影响浸出的始酸浓度、温度、时间、压力等因素进行考察,得出铟会随黄钾铁矾、氢氧化铁胶体、赤铁矿的生成而随铁一起进入渣中,其中赤铁矿晶形较好,铟随其进入渣量最少。为了使浸出过程中铟尽可能少入渣,应减少浸出过程中铁的沉淀,铁的沉淀最好以赤铁矿的形式存在。      

锌浸出渣浮选银的预处理研究

在锌精矿的沸腾焙烧过程中,温度高于650℃时,生成的氧化锌及氧化铁结合成铁酸锌,是一种难溶于稀硫酸的铁氧体,全部留在浸出渣中。高温高酸浸出条件控制愈好,铁酸锌被溶解的愈多,硫化锌被破坏的就愈彻底,渣含锌就愈低,金属回收率就愈高,而且有利于银的浮选。针对某冶炼厂湿法炼锌渣,采用高温高酸浸出和浮选的方法回收锌、银,高温高酸浸出液经过除铁得到的溶液返回锌系统回收锌,高温高酸浸出渣经过一次粗选两次精选三次扫选的试验流程,得到了品位达到了2017.45g/t,回收率达到78.44%的银精矿。     

湿法炼锌浸出渣湿法和火法联合处理工艺

为了综合回收锌浸渣中的有价金属,进行了弱酸渣酸浸减量化研究,减量后的渣进回转窑处理,酸浸混合液采用锌精矿还原处理－铁粉置换沉铜－锌焙砂预中和－氧化锌粉中和沉铟工艺来分离回收有价金属。采用酸浸工艺和回转窑工艺联合处理锌浸渣,可减少入窑渣量,降低能耗。结果表明,锌浸渣经酸浸可减量50%以上,锌粉中和沉铟工艺可实现锌回收率大于90%,铜回收率大于99%,沉铟后液铟小于5 mg/L。减量后的渣可富集铅、银等金属,该渣送回转窑挥发处理,产出的氧化锌烟尘可用于中和沉铟,中和过程既可使氧化锌中的锌预先浸出,又可进一步富集铟。该工艺可实现锌浸渣的无害化处理和资源综合利用。     

含铟锌渣湿法回收铟工艺进展

稀散金属铟独立矿床少,常伴生在锌硫化矿中,湿法或火法炼锌时富集到多种渣中,铟铁酸锌等难浸出物的存在使铟的回收工艺复杂,且回收率低。重点介绍了常规酸浸、加压富氧酸浸、热酸浸出、焙烧预处理—浸出、氯盐浸出和复合场强化铟浸出等锌固废提铟浸出工艺。指出未来辅助使用复合外场或联合多种方法从内部破坏难溶物结构,实现铟铁分离和铟铁酸锌的溶解,革新锌固废提铟工艺,研发新型萃取剂均可成为未来发展方向。     

Complex treatment of mining and metallurgical wastes for recovery of base metals

A complex process for the recovery of copper and zinc from mining and metallurgical wastes has been investigated and proposed. It includes sulfuric acid leaching of old pyrite flotation tailings to produce ferric containing leach solution; followed by ferric leaching of copper converter slag flotation tailings with the leach solution. A sample of old pyrite flotation tailings from the concentrator containing 0.36% of copper and 0.23% of zinc was leached with 10% sulfuric acid in the column. Recovery of copper and zinc reached 47.1% and 47.2%, respectively. The pregnant leach solutions contained 15.9 g/L of ferric iron. The subsequent ferric leaching of copper converter slag flotation tailings containing 0.53% copper and 2.77% zinc with the pregnant leach solution was conducted. The effects of various process parameters on the leaching dynamics of metals under batch conditions were investigated. Under the best conditions (temperature 70 °C, pulp density 30%, ferric iron concentration 15.9 g/L, initial pH of the pulp 0) the recovery of copper and zinc reached 79.6% and 43.7%, respectively. It was concluded that acid leaching of base metals from old pyrite flotation tailings with pregnant leach solution for the ferric leaching of copper converter slag flotation tailings is a prospective and promising technique for the complex treatment of mining and metallurgical wastes.     

锌冶炼过程中除铁方法的研究进展

湿法炼锌厂产出的铁渣量大,不仅含有H2S04,而且还有Cu、Cd、Pb、Zn、In、As、Sb、F、Cl等有害杂质,长期堆存会造成环境污染和资源浪费,必须加强研发渣的无害化处理和回收方法.本文综合论述了国内外各种除铁方法和最新进展,可为湿法炼锌厂的除铁工艺选择提供参考.针铁矿法、赤铁矿法、渣中铁的深加工方法最有可能实现渣的无害化处理,值得重点开发和应用.