專利名稱：從硫化物原料回收金屬的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從含鐵硫化物原料回收鋅和其它有色金屬的方法，并且涉及生產(chǎn)一種可銷售的鐵制品。
在整個世界的幾個礦區(qū)，通過處理絡(luò)合硫化物礦生產(chǎn)大量的鋅、鉛、銅及鐵精礦。在一些礦區(qū)，同時生產(chǎn)混精礦與單一金屬的普通精礦。對于其它礦體，只有生產(chǎn)出含有所有有利金屬的混精礦時，回收金屬的礦石處理才經(jīng)濟可行。這些混精礦幾乎都只在密封鉛鋅鼓風爐中處理。
盡管長期以來人們希望能開發(fā)一種濕法冶金的方法來處理混精礦，以生產(chǎn)出高品位的鋅或者消除二氧化硫排放物和硫酸產(chǎn)物，這是熔煉爐生產(chǎn)的必要條件。但是這種方法的工業(yè)化還沒有實現(xiàn)。
含有大約50％Zn，5—10％Fe，不大于3.5％Pb和小于1％Cu的普通鋅精礦，通過完全焙燒方法，可將硫化鋅轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸\與鐵酸鋅混合物。焙燒產(chǎn)物中鐵酸鋅的含量取決于鋅精礦中鐵的含量。一般地，5—20％的鋅以不溶于弱酸的鐵氧體存在。焙燒礦在弱酸浸出流程中處理，使氧化鋅溶解并制成溶液。從這種溶液中，鋅可以在凈化階段后通過電解進行回收。但是，鐵酸鋅在弱酸浸出時未受侵蝕，必須經(jīng)單獨的熱酸浸出來溶解鐵氧體。在這個段，鐵也溶解，鐵必須在溶解的鋅循環(huán)至弱酸浸出流程之前沉淀。已經(jīng)開發(fā)出幾種方法將鐵從熱酸浸出溶液中沉淀，例如黃鉀鐵礬沉淀，聚針鐵礦沉淀，針鐵礦沉淀和赤鐵礦沉淀。
混精礦比普通鋅精礦含有更低的鋅含量和更高的鉛、鐵及銅含量。通過完全焙燒方法來處理混精礦存在兩個問題。首先，精礦中低的鋅含量及高的鐵含量致使大部分甚至全部鋅轉(zhuǎn)化為只能用熱酸浸出處理的鐵酸鋅。產(chǎn)生的氧化鋅不足以中和存在于熱酸浸出溶液中的過剩酸。其次，當精礦中銅和鉛的總含量高時，產(chǎn)生的焙燒礦在焙燒爐爐床中趨于結(jié)塊。但是，少量的混精礦已經(jīng)成功地與普通精礦混合而作為完全焙燒的原料。
The New Brunswick Research and Productivity Counc-il開發(fā)了一種硫酸化焙燒方法來處理混精礦。參見J.Synnott等，″Ironcontrol in the RPC Sulphation roast—leach Process″，《IronControl in Hydrometallurgy》，編者J.E.Dutrizac和A.J.Monhemius，Ellis Horwood，Chichester，1986，56—64頁。雖然硫酸化焙燒的觀念在一個10t/d的中間實驗工廠成功地得到了驗證，但是，焙燒爐廢氣的腐蝕性給主體設(shè)備帶來了問題，并且嚴重的問題出現(xiàn)在濕法冶金流程中用于處理焙燒礦時水和硫酸鹽的平衡。
為了開發(fā)濕法冶金氯化方法處理混精礦，現(xiàn)已作過多種嘗試。美國礦業(yè)署，參見M.M.Wong等，″Integrated operation of ferricchloride leaching，molten—Salt electrolysis process forproduction of lead″，美國內(nèi)政部，研究報告8770，澳大利亞Dextec；參見P.K.Everett，″The Dextec lead process″，《Hydrometallurgy Research，Development and Plant Practice》，編者K.Osseo—Asare和J.D. Miller，冶金學會，賓夕法尼亞，沃倫代爾，1983，165—173頁，挪威Elkem；參見E.Andersen等，″Production of base metals from com-plex sulphide Concentratesby the ferric Chloride ro-ute in a small Continuous plant″，《Complex Sulphide Ores》，編者M.J.Jones，礦冶學會，倫敦，1980，186—192頁，法國地質(zhì)和礦物調(diào)查局；參見C.Palvadeau，″Further devel-opments in the electrolysis of lead from Chloride el-ectrolytespilot plant progress report″，《Extraction Metallurgy85》，礦冶學會，倫敦，1985，967—977頁，及加拿大礦業(yè)與能源技術(shù)中心；并且參見″The ferric chloride leach process for thetreatment of bulk base metal sulphide concentrates″，《加拿大礦業(yè)與能源技術(shù)中心報告89—4(OP&J)》，加拿大礦業(yè)與能源技術(shù)中心，加拿大能源礦業(yè)與資源，渥太化，等，均已實施了主要的研究計劃。這些方法都沒有進展到工業(yè)化。
Sherritt公司從1977年就著手研究用加壓浸出處理散裝鋅—鉛—銅精礦，已經(jīng)開發(fā)了幾種工藝流程。圖l所示工藝流程說明了一種一級加壓浸出方法。這種方法將精礦中提取的鐵在壓熱器中主要以鉛鐵礬沉淀。將石灰石和鋅浮渣加入浸出溶液以中和浸出溶液中的游離酸，并沉淀殘余的可溶鐵。含有鉛、銀及鐵的浸出殘渣在硫酸中浸漬，制成鉛/銀殘渣和含有酸與鐵的溶液。浸出溶液用石灰石處理得到氧化鐵/石膏沉淀。
一級加壓浸出方法的主要缺點是要消耗大量的石灰石來中和酸和沉淀鐵，而且必須蓄積大量的低品位氧化鐵/石膏殘渣。
隨后的實驗工作導致開發(fā)了一種如圖2所示的混精礦兩級逆流加壓浸出方法，參見M.E.Chalkley等，″A Sherritt Pressureleaching processnon—ferrous metals production from comnplexsulphide concentrates″發(fā)表在《Canada/EC Seminar on theTreatment of Complex Minerals》，渥太化，1982，10月12—14日。在這種方法中，由于酸的更好利用和鐵在壓熱器中更完全的沉淀使浸出溶液所需的石灰石減少。同樣，大部分溶解鐵在壓熱器中主要以鉛鐵礬沉淀。通過浮選將鉛鐵礬殘渣與浸出殘渣中的硫化物分離，隨后在還原浸出中用二氧化硫使鉛鐵礬溶解并且制成硫化鉛/銀殘渣。該方法提出用石灰或石灰石中和還原浸出溶液，制成氧化鐵/石膏殘渣。
兩級逆流加壓浸出在許多方面都優(yōu)于一級浸出，但是它制成了類似的質(zhì)量差的鐵殘渣。
希望直接在加壓浸出中制成鉛/銀殘渣導致了進一步的開發(fā)工作并且開發(fā)了一種兩級順流加壓浸出方法，以圖3為代表，參見1985年3月19日發(fā)布的美國專利號4505744。眾所周知，混精礦強酸加壓浸出可以制成高品位的鉛/銀殘渣。選取壓熱器中的條件以使溶解鐵的沉淀降至最少。通過確保溶液中總有足夠的酸以減少鐵水解與沉淀就可實現(xiàn)這種條件。然后，高品位的鉛和銀殘渣就可以通過浮選從浸出殘渣中分離出來。盡管鉛從混精礦中的回收率會很高，銀的回收率取決于銀在混精礦中的礦相結(jié)構(gòu)。在強酸浸出中溶解的銀可能會作為浸出殘渣中硫化物部分的硫化銀形式從溶液中沉淀出來。
浸出溶液一般含有大于50g/L的H2SO4及10—15g/L的鐵，并且在其為回收鋅進行凈化和電解之前必須經(jīng)過進一步處理以中和酸并沉淀鐵。在第二級加壓浸出階段中，通過溶液與普通鋅精礦在利于消耗酸和沉淀鐵的條件下反應(yīng)，可以方便地進行這種處理。為了減少鉛和銀的損耗，應(yīng)優(yōu)選鉛和銀含量低的鋅精礦。鐵的黃鉀鐵礬，其它堿性硫化鐵及水合氧化鐵的混合物沉淀。鐵殘渣通過浮選從浸出溶液中分離出來并蓄積。
兩級順流浸出方法在加壓浸出中可以直接從混精礦回收鉛和銀。但需要兩種精礦，混精礦與鋅精礦比率約為0.67∶1。這種工藝流程適用于能生產(chǎn)普通精礦和混精礦的礦體。但是，如前面所述工藝流程的情況，鐵殘渣品位低并且必須蓄積。
隨著排放鐵殘渣的環(huán)境問題的增長，兩級順流浸出工藝進行了擴充以包括鐵以赤鐵礦沉淀，如圖4，在同時還在繼續(xù)進行的美國專利申請?zhí)栔杏忻枋?。強酸浸出溶液與鋅精礦經(jīng)過中和/還原階段，接著用石灰中和制成一種溶液，其中的鐵在壓熱器中以赤鐵礦沉淀。然后將赤鐵礦沉淀的最終溶液用鋅精礦在弱酸浸出中處理，以中和酸并沉淀殘余的鐵。弱酸浸出的鐵殘渣通過浮選與浸出殘渣中的硫化物部分分離，并且在大氣壓下鐵殘渣在廢電解液中浸出，以溶解沉淀的鐵復(fù)合物和制成鉛/銀殘渣并與強酸浸出得到的鉛/銀殘渣結(jié)合。這種鐵溶解階段的浸出溶液循環(huán)到強酸浸出，以此確保從兩種精礦中浸出的鐵幾乎都以高品位的赤鐵礦沉淀排除。
這種工藝流程有許多優(yōu)點。因為弱酸浸出制成的鐵殘渣經(jīng)過鐵溶解階段以回收鉛與銀金屬，這使得用混精礦替代部分甚至全部鋅精礦以增加混精礦的處理量成為可能。鉛和銀總的回收率會提高。一個主要的優(yōu)點是將鐵以環(huán)境更易接受的并且極具可銷售性的赤鐵礦產(chǎn)物排除。
但是，這種工藝流程有某些缺陷。強酸浸出排出溶液中鐵主要以亞鐵狀態(tài)存在并且在允許的酸濃度下它所能保持的最大濃度將小于20g/L。所以，包括還原與中和階段的赤鐵礦沉淀流程必須大到足以處理所產(chǎn)生的大量溶液。因為赤鐵礦沉淀在約180℃時進行并且是吸熱反應(yīng)，就要求用大量的水蒸汽來加熱。此外，這種包括兩個分離的進料準備系統(tǒng)及兩個分離的浸出殘渣浮選階段的工藝流程比較復(fù)雜。
本發(fā)明的目的是在一種要求投資和操作費用最少的流程中處理鋅及/或散裝鋅—鉛—銅精礦，以得到高回收率的鋅、鉛和銀，和制成一種可銷售的鐵制品。本發(fā)明方法的工藝流程允許處理鋅精礦、混和的鋅精礦和混精礦、或者單獨的混精礦，并在浮選或濃縮器操作中可以增大金屬的回收率。使用兩級逆流加壓浸出考慮到的最簡單的兩級浸出流程的操作如圖2所示。因所有精礦喂入一個浸出階段，簡化了進料準備和料漿進料系統(tǒng)。因為所有第一階段浸出殘渣都在第二階段處理，所以在加壓浸出流程中只需要一個浮選階段。因為鐵在兩個浸出階段都溶解并沉淀，所有在壓熱器中溶解的銀基本上轉(zhuǎn)入鐵殘渣而且銀的總回收率提高。
鐵殘渣還原浸出時將鉛與銀富集在一種產(chǎn)物中并可得到高濃度的鐵浸出溶液。所有鐵以亞鐵狀態(tài)存在，并且制成的高濃度含鐵溶液的濃度至少兩倍于如圖4所示的兩級順流工藝流程中在強酸浸出階段制成溶液的濃度。因此，顯著地減小了在赤鐵礦沉淀流程中所需的設(shè)備尺寸和水蒸汽量。
本發(fā)明的從含鋅與鐵而且還含鉛及銀的硫化物精礦中回收鋅和鐵的方法包括在第一級浸出時，在加壓氧化條件下，含水酸性硫酸鹽溶液在130℃—170℃范圍溫度下浸出精礦；在第一級浸出時保持酸與精礦中鋅加鉛的摩爾比在0.55∶1到0.85∶1范圍內(nèi)，優(yōu)選約0.7∶1，制成酸和溶解鐵含量低的浸出溶液以從溶液中回收鋅；在第二級浸出時，在加壓氧化條件下，含水酸性硫酸鹽溶液在130℃—170℃范圍溫度下浸出從第一級浸出得到的浸出殘渣；在第二級浸出時為了制成鋅濃度高的浸出溶液和含有沉淀鐵、鉛及銀的浸出殘渣，保持酸與第一級浸出后浸出殘渣中鋅加鉛的摩爾比在1.2∶1到1.4∶1的范圍內(nèi)，優(yōu)選約1.3∶1；將浸出溶液循環(huán)到第一級浸出；將第二級浸出殘渣中含有鉛、銀及鐵的部分與含硫和未浸出硫化物部分分離；第三級浸出時，在還原條件下，在含水酸性硫酸鹽溶液中，浸出第二級浸出殘渣中的含鉛、銀及鐵部分，制成含有鐵以亞鐵狀態(tài)存在的浸出溶液和含有鉛及銀的浸出殘渣；中和第三級浸出的浸出溶液以從溶液中除去雜質(zhì)；在氧化條件下，170℃—200℃范圍溫度內(nèi)，處理上述溶液，將鐵以赤鐵礦形式從溶液中除去；然后將除鐵后的溶液循環(huán)到第一級浸出。
第三級還原浸出時優(yōu)選將二氧化硫并且可以將單質(zhì)硫作為還原劑加入溶液以沉淀銅。為了沉淀鐵，在氧化條件下中和第一級浸出的浸出溶液至PH值約為5，制成含有小于5mg/L Fe的硫酸鋅溶液，以從溶液中回收鋅。第一級浸出后從中和后溶液中沉淀的鐵可以與第二級浸出殘渣中鉛、銀及鐵部分一起進入第三級還原浸出將鐵以亞鐵狀態(tài)溶解。但是，取決于用于中和第一級浸出溶液中和劑的特性，在還原浸出中處理第一級浸出的中和殘渣可能導致在含有石膏的還原浸出殘渣中鉛與銀的品位的稀釋。
從第三級還原浸出的含有亞鐵的浸出溶液，優(yōu)選在第一級中和時用石灰石或石灰添加劑中和溶液到PH值約為1得到石膏殘渣，中和后的溶液在第二級中和時通過加入石灰或石灰石進一步中和至PH值約為4.5，以去除雜質(zhì)元素。
附圖中

圖1是一級加壓浸出先有技術(shù)的工藝流程圖；圖2是兩級逆流加壓浸出先有技術(shù)的工藝流程圖；圖3是兩級順流加壓浸出先有技術(shù)的工藝流程圖；圖4是同時還在繼續(xù)進行的專利的兩級順流加壓浸出工藝流程圖；以及圖5是本發(fā)明方法的一個優(yōu)選實施方案的工藝流程圖。
本發(fā)明的優(yōu)選實施方案現(xiàn)在將根據(jù)圖5用例子來說明。以美國專利號4,004,991公開的方式，以一種兩級逆流加壓浸出方法，在氧化條件下，用水合酸性硫酸鹽溶液在約130℃—170℃的范圍溫度內(nèi)，來處理硫化鋅精礦和/或含有鋅、鉛、銀、銅及鐵的混精礦。在加壓浸出處理前可能需要將精礦再研磨直到至少90％的精礦小于44微米。在第一級浸出10時，整個精礦流用電解12的部分廢電解液，從第二級浸出14回收的浸出溶液及從赤鐵礦沉淀16得到的赤鐵礦沉淀最終溶液浸出。第一級浸出10的目的是消耗料液中的大部分酸和確保這些溶液中及在第一級浸出溶解的鐵大部分沉淀。實現(xiàn)這一目的要維持料液中的酸包括如硫酸鐵的酸當量與進料精礦中鋅加鉛的摩爾比在0.55∶1到0.85∶1范圍內(nèi)，優(yōu)選約0.7∶1。將美國專利號3,867,286描述的表面活性添加劑，例如木素磺酸鹽和白雀樹皮汁，加到精礦礦漿中，用來防止未浸出的硫化物顆粒被熔化的單質(zhì)硫過早潤濕，和控制單質(zhì)硫/硫化物小粒的粒度。
從第一級浸出10的壓熱器中排放的浸出礦漿進入濃縮機18，浸出溶液從含有單質(zhì)硫，未浸出硫化物及沉淀的鐵復(fù)合物，特別是鉛鐵礬的浸出殘渣中分離。濃縮機溢流溶液進入溶液處理和鋅回收流程，包括除鐵20、液固分離機24所得溶液的凈化22，以及電解12制成鋅陰極。
第一級浸出濃縮機底流礦漿用泵抽送到第二級浸出14，它在氧化條件下，與部分廢電解液匯合。第二級浸出的目的是要獲得第一級殘渣中未浸出的硫化鋅的高的鋅提取率，因而在這個方法中獲得總的高鋅提取率。要達到這個目的要保持料液中酸與進料固體中鋅加鉛的摩爾比在1.2∶1到1.4∶1范圍內(nèi)，優(yōu)選約1.3∶1。將如前所述的加入第一級浸出的例如木素磺酸鹽與白雀樹皮汁添加劑加入第二級浸出進料礦漿，用來防止未浸出的硫化物顆粒被融化的單質(zhì)硫過早潤濕，以及用來控制單質(zhì)硫/硫化物小粒的粒度。
從壓熱器中排放的浸出礦漿進入濃縮機26，將浸出溶液與含有單質(zhì)硫、未浸出的硫化物，主要是黃鐵礦，和包括鉛鐵礬，銀鐵礬，水合黃鉀鐵礬及水合氧化鐵的沉淀鐵的浸出殘渣分離。濃縮機的溢流溶液循環(huán)到第一級浸出10。
浸出濃縮機的底流礦漿用泵抽送到浮選流程28，將單質(zhì)硫及未浸出硫化物從浸出殘渣的氧化物部分分離。由單質(zhì)硫及未浸出硫化物，主要是黃鐵礦組成的純凈浮選精礦可以作進一步處理，通過熔煉和過濾來回收單質(zhì)硫。
浮選尾礦含有進料精礦中的大部分鉛和銀，以及在兩級加壓浸出中初始溶解的大部分鐵。
浮選尾礦在一種流程中處理，該流程是為了回收所含的鉛與銀金屬，以及將鐵以一種可銷售的氧化鐵產(chǎn)物即赤鐵礦排除。浮選尾礦進入液固分離機30，液體循環(huán)至浮選28，尾礦固體用二氧化硫在廢電解液中經(jīng)還原浸出32。還原浸出的目的是將浮選尾礦所含的鐵類沉淀全部溶解。制成以亞鐵狀態(tài)存在含有所有鐵的浸出溶液，以及含有浮選尾礦中所有鉛與銀的浸出殘渣，其濃縮形式可以用作煉鉛廠的原料。單質(zhì)硫可以加入浸出中沉碇銅，并轉(zhuǎn)入鉛/銀產(chǎn)物，通過浮選可以將其分離。浸出殘渣在液固分離階段34從溶液中分離。
在液固分離階段34回收的浸出溶液含有亞鐵，硫酸及鋅，須經(jīng)兩級中和用以除酸和從溶液中沉淀雜質(zhì)。使用石灰石可以方便地進行中和。在第一級中和36中，加入石灰石使PH值增至1可以獲得比較純凈的石膏。在第二級中和38中，通過進一步加入石灰石使PH值增至約4.5，而且那些污染赤鐵礦產(chǎn)物的元素被沉淀。讓小部分鐵氧化成三價鐵狀態(tài)并且在階段38沉淀以增大雜質(zhì)元素的去除是有益的。液固分離階段40、42將中和殘渣從溶液中分離。第一階段的石膏制品可以銷售，而且，如果經(jīng)濟上可行，可將第二級中和的產(chǎn)物作為回收所含雜質(zhì)元素處理的原料。
階段16，在壓熱器中氧化條件下，在170℃—200℃的范圍溫度內(nèi)，處理含硫酸亞鐵及硫酸鋅的中性溶液以沉淀赤鐵礦。赤鐵礦在液固分離階段44從最終礦漿中分離，并且洗滌以除去夾帶的溶液。赤鐵礦產(chǎn)物可以銷售或蓄積。赤鐵礦沉淀16后的溶液應(yīng)優(yōu)選循環(huán)至第一級浸出10。
從第一級加壓浸出10的浸出溶液含有殘余量的鐵和硫酸并且經(jīng)除鐵階段20處理。一種中和劑，例如石灰石，與氧一起加入以確保中和酸并沉淀鐵。通過用石灰處理洗出溶液和排污溶液可方便地制成中和劑，用來生產(chǎn)氫氧化鋅或堿性硫酸鋅。除鐵階段20的目的是制成一種中性溶液，PH值約為5，含有小于5mg/L的Fe。液固分離階段24的中和殘渣可以貯存，或循環(huán)到還原浸出32以確保流程中所有的溶解鐵都轉(zhuǎn)化為赤鐵礦。在普通的凈化流程22和電積法流程12中處理中和溶液以回收鋅。
本發(fā)明的方法將根據(jù)以下非限定的實施例進行描述。
實施例1—第一級浸出將含有0.6％Cu，17.8％Fe，8.3％Pb，0.021％Ag，34.6％S與28.2％Zn的混精礦和含有1.69g/LCu，6.5g/LFe，45.5g/LH2SO4與85.2g/LZn的合成溶液連續(xù)地喂入工作容積為10L用鈦作內(nèi)襯的四室壓熱器中的第一室。料液的組成模擬第二級浸出溶液和鋅電解沉積的廢電解液的混合物。與精礦一起加入木素磺酸鈣、白雀樹皮汁，及加入比率分別為0.4與0.8kg/噸精礦。氧連續(xù)地噴入各室以維持350KPa的氧過壓。溫度維持在150℃?；炀V以重量比為70％的固體礦漿加入，加入速度為2.9kg/h固體，溶液以11.4L/h的速度加入，使礦漿在容器中停留的時間約45分鐘。
礦漿連續(xù)地從容器末室排放，以維持容器中的礦漿高度。排放的礦漿經(jīng)濃縮，產(chǎn)生含有重量比為60％固體的濃縮機底流礦漿。產(chǎn)生的固體與溶液組成如下面表I所示。鋅的提取率為52％。
表I
NA-未分析實施例2—第二級浸出將如實施例1所述的連續(xù)第一級加壓浸出試驗的濃縮機底流礦漿，2.25升礦漿含有3100g固體，與含有579g/L Zn及151g/LH2SO4的5.25L合成廢電解液，0.75g木素磺酸鈣和1.5g白雀樹皮汁一起放入3加侖(11.4L)的鈦內(nèi)襯壓熱器中處理。將混合物加熱至150℃維持90分鐘并攪拌。氧通過噴射管連續(xù)噴入容器中，維持345KPa的氧過壓。產(chǎn)生的固體與溶液的組成如下面表II所示。兩級加壓浸出總的鋅提取率為92.5％。
表II
NA-未分析實施例3—還原浸出如實施例2所述得到第二級浸出排放的礦漿經(jīng)過一個150微米篩分機以去除含有單質(zhì)硫和未浸出硫化物的顆粒，篩下產(chǎn)物須經(jīng)浮選以進一步除去單質(zhì)硫和未浸出硫化物。在第二級浸出殘渣中百分之六十七的銀，98.5％的鉛及31％的鋅轉(zhuǎn)入浮選尾礦。
浮選尾礦經(jīng)過濾和洗滌，濕濾餅的一部分，其400g固體含有0.2％Cu，20.8％Fe，28.6％Pb，0.054％Ag及2.2％Zn，和含有5.5g/LH2SO4與45g/LSO2的2.2升溶液一起加入到1加侖(3.8升)鈦內(nèi)襯實驗室壓熱器中處理。將混合物加熱至150℃維持20分鐘并攪拌。實驗產(chǎn)品的組成如下面表III所示。包括還原浸出的總的鋅提取率增加到95％。還原液出殘渣中總的鉛與銀回收率分別為98％與66％。
表III
NA-末分析實施例4—兩級浸出將1.79kg含有0.7％Cu，18.4％Fe，7.6％Pb，0.022％Ag，34.6％S及28.5％Zn的混精礦，在一個11.4升的鈦內(nèi)襯壓熱器中與含有8.3g/LFe，68.3g/LH2SO4，74.5g/LZn，0.18g/L木素磺酸鈣及0.369/L白雀樹皮汁的5.0L合成溶液混合。將混合物加熱至150℃在攪拌下維持兩個小時。將氧連續(xù)噴入容器中以維持350KPa的氧過壓。第一級浸出生成的礦漿經(jīng)過濾，其固體在一個3.8L的鈦內(nèi)襯壓熱器中與含有120g/LH2SO4，50g/LZn，0.189/L木素磺酸鈣及0.36g/L白雀樹皮汁的2.5L合成廢電解液混合。將混合物加熱到150℃在攪拌下維持兩個小時。向容器中連續(xù)噴入氧以維持350KPa的氧過壓。第二級浸出制成的礦漿經(jīng)一個150微米篩分機篩分，并且分別分析兩部分固體。1.23kg兩種粒經(jīng)的固體及兩者結(jié)合的固體的分析如下面的表IV所示，表IV給出了兩級浸出產(chǎn)物的化學分析。在兩級浸出中總的鋅提取率為97％，與實施例2中的92.5％相比較，這個實施例中由于在浸出階段增加滯留時間以及第二級浸出排放溶液的強酸性使鋅的提取率增加。在兩級浸出殘渣中83％的鋅排出到小于150微米的固體部分說明潛在的總的鋅提取率在這部分固體用二氧化硫還原浸出后將超過99％。兩級浸出小于150微米部分還含有原料中98.9％的鉛及74.5％的銀。兩級浸出殘渣中小于150微米部分用二氧化硫在還原浸出處理后，還原浸出殘渣有希望得到鉛的回收率大于原料中的98％且銀的回收率大于原料中的73％。
表IV
NA-未分析本發(fā)明的方法具有許多重要的優(yōu)勢。本方法可以用濕法冶金處理鋅和/或混精礦，并得到高回收率的鋅、鉛及銀并且可制成一種可銷售的鐵制品。盡管本發(fā)明的方法已經(jīng)明確地指明用來處理含有大量有價鉛和/或銀的鋅和/或混精礦，本方法同樣地適用于處理含有少量或不含鉛及銀金屬的鋅精礦，和用于所有排放鐵殘渣是環(huán)境問題的地方。本方法的殘渣處理段可用于處理在鋅精礦加壓浸出期間的任何鐵沉淀，將鐵轉(zhuǎn)化成一種可銷售的赤鐵礦制品。
不言而喻，在不違反所附的權(quán)利要求的范圍和權(quán)限的情況下，可以對本發(fā)明的實施例進行改造和修改。
權(quán)利要求
1.一種從含鋅與鐵而且還含有鉛與銀的硫化物精礦中回收鋅和鐵的方法，包括在第一級浸出時，在加壓氧化條件下，用含水酸性硫酸鹽溶液在約130℃—170℃范圍溫度下浸出精礦；在第一級浸出時保持酸與精礦中鋅加鉛的摩爾比在0.55∶1到0.85∶1范圍內(nèi)，制成酸和溶解鐵含量低的浸出溶液以從溶液中回收鋅，從第一級浸出溶液中分離浸出殘渣，在第二級浸出時，在加壓氧化條件下，用含水酸性硫酸鹽溶液在130℃—170℃范圍溫度下浸出從第一級浸出得到的浸出殘渣；在第二級浸出時為了制成鋅濃度高的浸出溶液和含有沉淀鐵、鉛、銀、硫及未浸出硫化物的浸出殘渣，保持酸與第一級浸出后浸出殘渣中鋅加鉛的摩爾比在1.2∶1到1.4∶1的范圍內(nèi)，將第二級浸出溶液從浸出殘渣中分離，再將第二級浸出溶液循環(huán)到第一級浸出；從第二級浸出殘渣的硫和未浸出的硫化物中分離鉛、銀和鐵，在第三級浸出中，在還原條件下于含水酸性硫酸鹽溶液中浸出第二中浸出殘渣中的鉛、銀和鐵殘渣，制成含鉛和銀的殘渣以及含有鐵以亞鐵狀態(tài)存在的浸出溶液；中和從第三級浸出得到的浸出溶液以從溶液中除去雜質(zhì)；在氧化條件下，于約170℃—200℃范圍溫度下處理上述中和的浸出溶液，以從中將鐵以赤鐵礦形式除去。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在除鐵以后將中和溶液循環(huán)到第一級浸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中通過添加二氧化硫在第三級還原浸出中形成還原條件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中向第三級還原浸出中添加單質(zhì)硫以沉淀銅。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中在氧化條件下中和由第一級浸出得到的浸出溶液以沉淀鐵，并制成含有小于5mg/升Fe的硫酸鋅溶液，以便從中回收鋅。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中從第三級還原浸出得到的含有亞鐵的浸出溶液，在第一級中和時用石灰石或石灰添加劑中和到PH值約為1并得到石膏殘渣，中和后的溶液在第二級中和時通過添加石灰或石灰石進一步中和到PH值約為4.5，以在除鐵之前從中除去雜質(zhì)元素。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中將由第二級浸出和由第一級浸出的中和溶液得到的沉淀鐵，供入第三級還原浸出，從而以亞鐵狀態(tài)溶解沉淀鐵。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中在第一級浸出時酸與精礦中鋅加鉛的摩爾比保持約0.7∶1。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中在第二級浸出時酸與浸出殘渣中鋅加鉛的摩爾比保持約1.3∶1。
10.一種從含鋅與鐵而且還含有鉛與銀的硫化物精礦中回收鋅和鐵的方法，包括在第一級浸出時，在加壓氧化條件下，用含水酸性硫酸鹽溶液在約130℃—170℃范圍溫度下浸出精礦；在第一級浸出時保持酸與精礦中鋅加鉛的摩爾比約0.7∶1，制成酸和溶解鐵含量低的浸出溶液以從溶液中回收鋅；從第一級浸出溶液中分離浸出殘渣，在第二級浸出時，在加壓氧化條件下，用含水酸性硫酸鹽溶液在130℃—170℃范圍溫度下浸出從第一級浸出得到的浸出殘渣；在第二級浸出時為了制成鋅濃度高的浸出溶液和含有沉淀鐵、鉛、銀、硫及未浸出硫化物的浸出殘渣，保持酸與第一級浸出后浸出殘渣中鋅加鉛的摩爾比約1.3∶1，將第二級浸出溶液從浸出殘渣中分離，再將第二級浸出溶液循環(huán)到第一級浸出；從第二級浸出殘渣的硫和未浸出的硫化物中分離鉛、銀和鐵，在第三級浸出中，在還原條件下于含水酸性硫酸鹽溶液中浸出第二級浸出殘渣中的鉛、銀和鐵殘渣，制成含鉛和銀的殘渣以及含有鐵以亞鐵狀態(tài)存在的浸出溶液；中和從第三級浸出得到的浸出溶液以從溶液中除去雜質(zhì)；在氧化條件下，于約170℃—200℃范圍溫度下處理上述中和的浸出溶液，以從中將鐵以赤鐵礦形式除去。
全文摘要
一種從含有鋅及鐵并且還含有鉛與銀的硫化物原料回收鋅和鐵的方法。硫化物原料在一種兩級逆流加壓浸出中在氧化條件下浸出，制成含鋅溶液，鋅就可以用普通的方法例如電積法從溶液中回收。隨后用還原浸出制成一種含有含鋅硫化物原料中的幾乎全部鉛及大部分銀的鉛與銀產(chǎn)物；及一種高濃度的，鐵以亞鐵狀態(tài)存在的含鐵溶液，可以制成高度純凈的，可銷售的或符合環(huán)保的以赤鐵礦形式存在的鐵殘渣，它包含了含鋅硫化物原料中的大部分溶性鐵。
文檔編號C22B19/00GK1126498SQ94192634
公開日1996年7月10日 申請日期1994年5月3日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月4日
發(fā)明者M·E·喬克利, I·M·馬斯特斯, B·N·多伊爾 申請人:謝里特公司