專利名稱：一種浮選分離硫酸鋅浸出液中高濃度鐵離子的方法
技術領域：
本發明公開了一種浮選分離硫酸鋅浸出液中高濃度鐵離子的方法，屬于資源綜合利用領域。
背景技術：
在濕法冶金過程中，常常使用酸性溶液浸礦石，礦物中的鐵經常是以三價或者二價離子形式進入溶液。由于鐵在進行電沉積等后續工藝時存在較大危害，因此除鐵是濕法冶金中最為普遍和重要的一道工序。鋅冶煉過程中的沉淀除鐵問題，在濕法冶金中最具代表性。硫化鋅精礦一般含有5%-15%的鐵，浸出過程中鋅和其他有色金屬進入溶液時，鐵也不同程度地進入溶液。采用高溫高酸浸出工藝時，可使以鐵酸鋅形態(ZnFe2O4)存在的鋅浸出率達90 %以上，顯著提高了金屬的提取率，但大量鐵也會轉入溶液，使浸出液中的含鐵量高達30g/L以上。為了從含鐵高的溶液中沉鐵，自上世紀60年代末以來，黃鉀鐵礬法、針鐵·礦法、赤鐵礦法作為新的沉鐵方法先后在工業上獲得應用。雖然這些方法基本解決了鋅濕法冶金中的固液分離問題，鐵的沉淀結晶好，并可取消浸出時對鐵溶解量的限制，從而實現了對鋅焙砂的全濕法處理。但是它們都存在各自的缺陷黃鐵礬法的缺點是渣量大，鐵品位低，硫酸消耗較多；針鐵礦法的要點是使溶液中三價鐵離子濃度在沉淀過程中保持較低水平，如低于Ig / L，該工藝效率較低，過濾的料液較大，動力消耗大，酸平衡難于掌握，酸、堿消耗較大，設備較為復雜；赤鐵礦法除鐵最富有吸引力的是此法除鐵鐵渣量少，含鐵較高，但需要較高PH值，且能耗最高，蒸汽耗量約占全廠60%。它們共同的缺陷在于生成的沉淀沉降速度緩慢，陳化時間長，顆粒細小過濾困難，且生成的沉淀渣品位不夠理想，綜合利用困難。因此，加速浸出液中鐵的分離，提高鐵渣的利用率要有針對性的研究出一種對高濃度鐵離子的沉降行之有效的方法和工藝，使環境效益、經濟效益和社會效益三統一。本發明首次將浮選技術應用于濕法冶金酸性浸出液除鐵工藝中，加速了鐵的分離并提高了鐵渣的利用率。為濕法冶金中鐵的分離與利用開辟了新的思路。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術之不足而提供一種工藝方法簡單、操作方便、可以快速、高效沉降分離濕法冶金酸性浸出液中鐵離子，并提高鐵沉降渣利用率的浮選分離硫酸鋅浸出液中高濃度鐵離子的方法。一種浮選分離硫酸鋅浸出液中高濃度鐵離子的方法，包括下述步驟第一步酸性硫酸鋅浸出液還原根據硫酸鋅浸出液中Fe3+摩爾濃度，計算Fe3+完全被還原為Fe2+所需的Zn2+的化學計量當量，按計算的化學計量當量的I. 25倍加入ZnS精礦，并以300-500r/min速度攪拌，使得Fe3+還原為Fe2+，過濾得濾液為還原態硫酸鋅浸出液，濾渣為還原剩余鋅渣；第二步預中和
向第一步所得的還原態硫酸鋅浸出液中加入鋅焙砂中和過量酸至溶液pH為2-3，過濾，得濾液為預中和硫酸鋅浸出液；濾洛為中和剩余鋅洛;第三步中和水解將第二步所得 預中和硫酸鋅浸出液轉入浮選槽中，通入空氣，將Fe2+氧化為Fe3+，同時加入中和劑鋅焙砂調節溶液PH為2-3，使得Fe3+水解，中和水解工藝參數為 反應溫度80-90 V，空氣流量根據Fe2+氧化為Fe3+的量確定，確保溶液中Fe3+濃度< 5. 6g/L，使得Fe3+結晶為較理想的形態；第四步浮選分離向浮選槽中依次加入捕收劑酸式芐基胂酸和起泡劑二丙基二醇丁醚，分別攪拌
4-8min,充氣浮選鐵沉淀物，過濾，濾渣即為鐵渣。一種浮選分離硫酸鋅浸出液中高濃度鐵離子的方法，高濃度鐵離子分離采用浮選工藝，在浮選機中進行。一種浮選分離硫酸鋅浸出液中高濃度鐵離子的方法，捕收劑酸式芐基胂酸和起泡劑二丙基二醇丁醚的用量根據硫酸鋅浸出液中鐵離子含量進行確定，一摩爾鐵離子所需的捕收劑用量為O. 25-0. 3g，起泡劑用量為250-300mg，鐵離子的含量為硫酸鋅浸出液中Fe2+、Fe3+離子的摩爾數之和。一種浮選分離硫酸鋅浸出液中高濃度鐵離子的方法，中和、還原所剩鋅渣返回高浸工序，提高鋅精礦利用率。一種浮選分離硫酸鋅浸出液中高濃度鐵離子的方法，所得鐵渣品位在50%左右，經焙燒處理后品位大于60%。一種浮選分離硫酸鋅浸出液中高濃度鐵離子的方法，鐵沉淀物以酸式芐基胂酸為鐵沉淀物捕收劑，以二丙基二醇丁醚作起泡劑，酸式芐基胂酸不僅對其具有很強的捕收能力而且具有較高的選擇性。其中酸式芐基胂酸為水針鐵礦、纖鐵礦等鐵水解產物的高效捕收劑，二丙基二醇丁醚為酸性硫酸鋅浸出液的高效起泡劑。本發明采用上述工藝方法，以鋅焙砂作中和劑，以鋅精礦作還原劑，以空氣作氧化齊U，以鋅焙砂作pH調整劑，以酸式芐基胂酸為鐵沉淀物捕收劑，以二丙基二醇丁醚為起泡齊U，在浮選機中進行鐵的浮選分離。將浮選技術應用于濕法冶金中酸性浸出液中鐵的分離，從而解決目前除鐵方法中鐵沉降緩慢，沉降渣鐵品位低、利用率低的問題。與現有技術相比，本發明具有以下優點所用中和劑、還原劑、pH調整劑、氧化劑來源廣泛，廉價經濟，不僅能夠加速鐵的分離效率提高鐵渣利用率，而且所得清液含鐵低，有價金屬損失幾乎可以忽略不計，所得鐵渣具有較高的品位，提高了資源利用率。本發明首次將浮選技術應用于濕法冶金酸性浸出液中鐵的分離與利用，設備、流程、操作簡單、經濟高效。所得鐵渣品位在50%左右，經焙燒處理后品位大于60%，便于綜合利用。綜上所述，本發明工藝方法簡單、操作方便、可以快速、高效分離硫酸鋅酸性浸出液中鐵離子，提高鐵渣利用率，特別適于硫酸鋅酸性浸出液中高濃度鐵離子的分離與利。
圖I為本發明試驗流程圖。具體實施例實施例I采用本發明方法對株洲冶煉廠硫酸鋅酸性浸出液進行除鐵試驗。該硫酸鋅酸性浸出液中Fe3+的濃度為8. 87g/L ;取O. 5L浸出液，加入4. 85g品位為60%的硫化鋅精礦將Fe3+全部還原為Fe2+，然后用鋅焙砂進行預中和，預中和終點pH為2-3，進行固液分離，將濾液置于O. 5L浮選槽中，調節溫度80-90°C、控制空氣流量和中和劑用使得pH在2_3，進行中和水解。水解完成后，加入捕收劑酸式芐基胂酸O. 02g攪拌4-8分鐘后再加入起泡劑二丙基二醇丁醚20mg攪拌4-8進行調漿，充氣浮選，所得精礦進行過濾洗滌即得鐵渣，槽中澄清液體即為凈化浸出液。實驗結果見表I和表2。表I株洲冶煉廠硫酸鋅酸性浸出液除鐵試驗結果/ (g/L)
權利要求
1.一種浮選分離硫酸鋅浸出液中高濃度鐵離子的方法，包括下述步驟 第一步酸性硫酸鋅浸出液還原 根據硫酸鋅浸出液中Fe3+摩爾濃度，計算Fe3+完全被還原為Fe2+所需的Zn2+的化學計量當量，按計算的化學計量當量的I. 25倍加入ZnS精礦攪拌，使得Fe3+還原為Fe2+，過濾得濾液為還原態硫酸鋅浸出液，濾洛為還原剩余鋅洛； 第二步預中和 向第一步所得的還原態硫酸鋅浸出液中加入鋅焙砂中和過量酸至溶液PH為2-3，過濾，得濾液為預中和硫酸鋅浸出液；濾洛為中和剩余鋅洛； 第三步中和水解 將第二步所得預中和硫酸鋅浸出液轉入浮選槽中，通入空氣，將Fe2+氧化為Fe3+，同時加入中和劑鋅焙砂調節溶液PH為2-3，使得Fe3+水解； 第四步浮選分離 向浮選槽中依次加入捕收劑酸式芐基胂酸和起泡劑二丙基二醇丁醚，分別攪拌4-8min,充氣浮選鐵沉淀物，過濾，濾渣即為鐵渣。
2.根據權利要求I所述的一種浮選分離硫酸鋅浸出液中高濃度鐵離子的方法，其特征在于第一步酸性硫酸鋅浸出液還原步驟中的攪拌速度為300-500r/min。
3.根據權利要求2所述的一種浮選分離硫酸鋅浸出液中高濃度鐵離子的方法，其特征在于中和水解工藝參數為反應溫度80-90°C，空氣流量根據Fe2+氧化為Fe3+的量確定，確 保溶液中Fe3+濃度< 5. 6g/L，使得Fe3+結晶為較理想的形態。
4.根據權利要求3所述的一種浮選分離硫酸鋅浸出液中高濃度鐵離子的方法，其特征在于浮選分離在浮選機中進行。
5.根據權利要求4所述的一種浮選分離硫酸鋅浸出液中高濃度鐵離子的方法，其特征在于捕收劑酸式芐基胂酸和起泡劑二丙基二醇丁醚的用量根據硫酸鋅浸出液中鐵離子含量進行確定，一摩爾鐵離子所需的捕收劑用量為O. 25-0. 3g，起泡劑用量為250-300mg，鐵離子的含量為硫酸鋅浸出液中Fe2+、Fe3+離子的摩爾數之和。
6.根據權利要求1-5任意一項所述的一種浮選分離硫酸鋅浸出液中高濃度鐵離子的方法，其特征在于所得鐵渣品位在50%左右，經焙燒處理后品位大于60%。
全文摘要
本發明公開了一種浮選分離鋅浸出液中高濃度鐵離子的方法。對酸性硫酸鋅浸出液以鋅焙砂作中和劑，以鋅精礦作還原劑，以空氣作氧化劑，以鋅焙砂作pH調整劑，促使高濃度鐵離子水解沉淀，以酸式芐基胂酸為鐵沉淀物捕收劑，以二丙基二醇丁醚為起泡劑，在浮選機中進行鐵的浮選分離。所得鐵渣具有較高的品位，實現了渣的綜合利用。本發明首次將浮選技術應用于濕法冶金酸性浸出液中鐵的分離與利用，不僅能夠加速鐵分離速率、提高沉淀物利用率，而且所得清液含鐵低，有價金屬幾乎沒有損失，設備流程工藝操作簡單、經濟高效。
文檔編號C22B3/44GK102899491SQ20121038774
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月12日 優先權日2012年10月12日
發明者孫偉, 韓海生, 劉文莉, 唐鴻鵠 申請人:中南大學