锌粉置换渣浸出过程中镓的溶解行为及改善方法

针对丹霞冶炼厂锌粉置换渣浸出过程中镓浸出率偏低问题,采用ICP-AES、XRD与SEM-EDS对不同批次锌粉置换渣化学成分、物相与形貌进行详细分析。与正常生产锌粉置换渣相比,异常锌粉置换渣中镓主要赋存于黄钾铁矾之中,造成镓浸出困难。对锌粉置换渣氧压浸出过程进行分析,镓、砷和铁溶出规律较为一致:增大硫酸浓度和液固比有利于镓、铁和砷的浸出,但提高温度和氧气分压对镓、铁和砷溶出不利。依据上述研究结果,提出强化镓浸出效率的改善措施,弱化一段氧压浸出(分别降低反应温度和压缩空气总压至90℃和0.2 MPa)与强化三段常压浸出(分别提高硫酸浓度和反应温度至160 g/L和85℃),镓的浸出效率由77.83%提高至96.46%。

碱浸-还原挥发工艺回收镓锗置换渣中镓、锗

镓、锗是重要的稀散金属,从锌冶炼过程中综合回收镓、锗成为该原生金属产量的重要来源。目前主要采用酸浸工艺从镓锗置换渣回收镓、锗,回收率较低,资源利用率低。本文利用镓、锗两性物质的属性,采用碱浸-还原挥发工艺进行了回收镓锗置换渣中镓、锗的试验研究,得到以下主要结论。碱浸试验单因素最佳工艺条件为NaOH浓度4 mol/L、反应温度90℃、液固比8 mL/g、搅拌速度400 r/min,在此条件下,镓锗置换渣中镓、锗浸出率分别达到91.25%和78.95%;强化球磨浸出对镓、锗的浸出率没有改善作用;还原挥发试验的单因素最佳工艺条件为温度1200℃、粉煤配入量30%、挥发时间4 h,在此条件下,碱性浸出残渣中锗的挥发率达到91.02%。该工艺产生的挥发残渣和砷酸钙渣返回火法炼铅系统综合回收铜、砷等有价金属,实现了渣的无害化处理。本文回收镓、锗的方法可为同类企业从锌冶炼工序中回收镓、锗提供参考。

锌粉置换渣中镓、锗的强化浸出试验研究

针对锌粉置换渣提取Ga、Ge过程浸出效果不佳的问题,本研究首先开展了常压硫酸浸出试验,考察硫酸浓度、反应温度、液固比、反应时间对Ga、Ge浸出率的影响,并对浸出过程进行了动力学分析;而后分别尝试了还原浸出(先后以Na_(2)SO_(3)、SO_(2)为还原剂)、硫酸化焙烧-水浸两种工艺,对锌粉置换渣开展了Ga、Ge强化浸出试验。结果表明:常压硫酸浸出工艺在硫酸浓度150 g/L、反应温度90℃、液固体积质量比5 mL/g、反应时间4 h、搅拌转速400 r/min的适宜条件下,Ga、Ge浸出率分别为68.4%、61.7%;酸浸渣主要物相为PbSO_(4)和ZnAl_(2)O_(4),增加酸度可促使残留的黄钾铁矾、铅铝矾进一步溶出;Ga和Ge常压硫酸浸出过程主要受内扩散控制,反应表观活化能分别为18.06 kJ/mol和16.02kJ/mol。对一段常压硫酸浸出渣进行二段还原强化浸出,以Na_(2)SO_(3)为还原剂,在50 g/L H_(2)SO_(4)+3 g/L Na_(2)SO_(3)条件下,Ga、Ge浸出率达89.4%和70.1%;以SO_(2)为还原剂,在SO_(2)分压0.3 MPa、硫酸浓度50 g/L、反应温度110℃、、反应时间3 h条件下,Ga、Ge浸出率达88.9%和86.7%。硫酸化焙烧-水浸工艺对锌粉置换渣中Ga的浸出效果改善明显,但对Ge浸出不利,酸渣体积质量比宜为1/2.5 mL/g,并在焙烧温度300℃、焙烧时间3 h、水浸温度80℃、液固体积质量比5 mL/g、浸出时间2 h的条件下,Ga浸出率可提高到89.1%。

用稀硫酸-有机酸体系浸出锌粉置换渣中的锗试验研究

研究了用稀硫酸-有机酸体系从锌粉置换渣中回收锗。采用单因素试验探讨了锌粉置换渣中锗的浸出行为规律。考察了硫酸初始质量浓度、温度、浸出时间、液固体积质量比和有机酸种类及添加量对锗浸出率的影响。结果表明:在硫酸初始质量浓度70 g/L、温度55℃、浸出时间1 h、液固体积质量比10 mL/1 g、酒石酸加入量10 g/L和搅拌速度300 r/min条件下,锗、铜、锌浸出率分别为95.6%、96.8%和95.1%。该法为锌粉置换渣中锗的回收利用提供了一种新途径。

冶锌置换渣中有价金属的高效浸出回收工艺研究

针对目前冶锌置换渣综合回收利用存在的问题,采用氧化酸浸工艺结合氟化浸出工艺,确定了渣中有价金属的高效浸出工艺技术参数为:氧化浸出段,反应温度为85℃,双氧水加入量为0.3 g/g渣,硫酸废液的加入量为0.5 g/g渣和反应时间为4 h;氟化浸出段,反应温度为85℃,氟化铵加入量为0.015 g/g渣,硫酸废液的加入量为0.5 g/g渣和反应时间为2 h。采用二段浸出工艺,锌、铁和铜的浸出率达99%以上,锗和镓也达98%以上。

炼锌置换渣提锗试验

以某冶炼厂的湿法置换渣为原料,采用浸出—萃取—反萃—煅烧的工艺提取锗,考察了萃取与反萃取影响因素对提锗效果的影响。结果表明,在以N235为萃取剂,相比O/A=0.5,酒石酸与锗的摩尔比为5,萃取体系pH=2.5,萃取温度25℃,以及反萃剂NaOH浓度2.5 mol/L,相比A/O=0.5,反萃温度30℃,反萃时间15 min的条件下,锗的萃取率与反萃率均大于98%;用硫酸调节反萃液pH为9,使Ge完全水解后,经过滤、洗涤,高温煅烧得到Ge含量为18.26%的Ge精矿。

锌置换渣加压酸性浸出过程铁的物相转化及其影响

研究了锌置换渣的加压酸浸过程Fe矿物相的浸出行为和浸出料浆过滤性能。利用OM、SEM-EDS、XRD、FTIR、XPS等检测手段,对原料和典型浸出渣的成分及结构进行表征分析。结果表明:Fe在锌置换渣中主要呈三价,以多孔疏松的ZnFe_2O_4形式存在;在低酸浸出渣中主要呈三价,是以外层包覆硅胶的密实ZnFe_2O_4形式存在;在高酸条件下,二价和三价共存,摩尔比约为27:23,主要以铁硅氧化物(Fe O-y SiO_2)形态存在。加压浸出可使原料中以ZnFe_2O_4形态存在的Fe大部分进入溶液,促使渣中残余Fe转化为铁硅氧化物形态,避免渣中胶质Si、Fe共存、协同恶化浸出矿浆的过滤性能,并最终与渣中的Pb沉淀重构,形成具有孔道结构的物质FeO-x Pb O-y SiO_2,有效改善了料浆的过滤性能。

采用HBL121从锌置换渣高浓度硫酸浸出液中萃取回收镓

针对现行的湿法炼锌渣中萃取镓工艺存在调酸复杂、添加络合剂成本高、有机相损失严重等弊端,采用新型萃取剂HBL121从锌置换渣的高浓度硫酸浸出液中直接萃取镓,考察料液酸度、萃取剂浓度、萃取温度、萃取时间和相比对萃取的影响以及H2SO4浓度、反萃温度、反萃时间和反萃相比对反萃的影响,分别绘制萃取平衡等温线和反萃平衡等温线,并对萃取剂转型条件进行研究。结果表明:以有机相组成为40%HBL121(质量分数)+20%癸醇(体积分数)+磺化煤油作为萃取剂,料液酸度为108.67 g/L H2SO4,其最佳萃取条件为萃取温度25℃、萃取时间10 min、相比O/A=1:1,经过4级逆流萃取,镓萃取率达到98.14%。负载有机相用200 g/L的H2SO4溶液可选择性反萃镓,得到高纯度硫酸镓溶液,其最佳反萃条件为反萃温度25℃、反萃时间8 min、相比O/A=4:1。经过5级逆流反萃,反萃率可达到99.18%。反萃镓后负载有机相再用7 mol/L盐酸溶液反萃共萃的铁并转型,控制反萃温度25℃、反萃时间2 min、O/A=1.5:1,经过3级逆流反萃,铁反萃率可达到99.23%并完成转型,萃取剂循环使用。

常压-氧压联合浸出锌置换渣中的镓和锗

针对锌置换渣中有价金属元素种类多、物相组成复杂的特点,本研究提出采用一段常压−二段氧压浸出的方法高效浸出锌置换渣中的有价金属。采用XRD和SEM-EDS对浸出渣物相以及形貌进行了分析。结果表明:在硫酸浓度1.5 mol/L、温度80℃、液固比7.5 mL/g、浸出时间3 h的条件下,常压浸出过程中Cu、Zn、Cd、Fe、Ni、Ga和Ge的浸出率分别为97.48%、99.43%、99.82%、97.21%、98.97%、97.74%、82.46%。对常压浸出渣进行二段氧压浸出,在氧气分压0.6 MPa以及硫酸浓度为0.25 mol/L条件下,Cu和Ge的浸出率可进一步分别提高至99.87%和91.66%。通过两段浸出,原来在置换渣中存在的Cu、Zn、Fe等物相消失,浸出渣主要由Pb和Si组成;铅的主要物相为PbSO_(4),Si以粒径较小的聚合硅胶颗粒和块状SiO_(2)颗粒形式存在;聚合硅胶颗粒和块状SiO_(2)颗粒中Ge含量较高,对Ge的浸出造成不利影响。

株冶从铟锗置换渣中提取锗的技术进步

介绍了株冶近几年来从湿法炼锌的铟锗置换渣中提取锗的技术进步。重点介绍了对锗萃取剂中P2 0 4与煤油的最佳配比和高温除硫的研究。

硫酸熟化法浸出锌粉置换渣试验

考察锌粉置换渣硫酸熟化浸出中,浓硫酸与置换渣酸矿体积质量比、熟化温度、熟化时间、浸出酸度对锌粉置换渣主金属镓、锗、铜、锌浸出率及浸出渣过滤性能的影响。结果表明,硫酸熟化可以解决锌粉置换渣常规浸出时硅胶造成过滤困难的问题,同时镓、铜、锌浸出率达到97%以上,锗浸出率达到70%以上,浸出渣经火法1000℃以上高温还原挥发,锗挥发率达到85%以上。

提高置换渣锗品位的工业实践

在丹霞冶炼厂加压浸出液富集分离镓锗的工业生产中,镓锗富集物中锗的品位波动较大,中和渣中锗含量高,严重制约了锗的高效回收。结合丹霞冶炼厂生产实践中遇到的问题,从工艺制度、设备优化两方面进行了系统地分析和讨论,为丹霞冶炼厂锗分离富集生产优化提供了指导。

置换渣酸洗多金属分离富集研究

根据湿法炼锌置换渣特性及不同金属属性,经酸洗选择性分离镉与铜、镓、锗,实现铜、镓、锗在固相中的高效富集;并通过采用锌粉置换高效回收酸洗富镉溶液的镉,得到镉品位>20%的高镉渣。置换渣酸洗工艺中镉的高效回收有助于降低环境污染的风险,同时,铜、镓、锗在酸洗渣中的富集为后续实现资源的综合回收提供了便利。

从铟锗置换渣中提取锗的有关研究

对锗萃取剂中Ｐ２０４与煤油的最佳配比进行了研究。结果表明， 当溶剂中Ｐ２０４与煤油的配比由以往的１∶４ 改为１∶９ 时， 锗萃取率则由９５％ 提高到９８％ 以上， 杂质铁萃取率由１０％ 降至５％ 。该配比还降低了萃取溶剂的密度与粘度。从而提高了溶剂萃取的分相速度， 且改善了有机相的流动性。

富集铑铱置换渣中贵金属的工艺研究

铑铱置换渣组分复杂,铑铱含量约0.6%,Zn和Cu为主体,含Se等非金属也较高。采用浓硫酸加保护剂浸出贱金属,浓碱浸出Se、Te等非金属,浸出液中Rh损失率0.15%、Ir小于4.77%,置换渣失重率96.55%。铑铱富集渣可用盐酸溶液体系加氧化剂溶解造液。

从含铜锌粉置换渣中回收铜的工艺设计与应用研究

本文提出从含铜锌粉置换渣中回收铜的工艺流程和应用情况,其中含铜锌粉置换渣采用二段逆流加压氧化浸出和一段常规浸出工艺,铜浸出率大于96%,浸出液采用碳酸钠中和,中和后酸度控制在2~8g/L,中和后液经二段过滤进出铜萃取流程,萃取工艺采用3级萃取、2级酸洗和2级反萃,铜萃取率达到99%以上,铜反萃液经纤维改性材料除油,电积采用旋流电积技术生产阴极铜,电积过程控制电流密度550A/m2,电积周期大于24小时,产出含铜为99.95%的阴极铜,电铜贫液返回铜萃取系统形成闭路循环,整个铜回收工艺高效环保。

置换渣中锗测定方法的比较

介绍某厂置换渣中的锗测定方法及比较。经过实验对比后,苯戊酮分光光度测定置换渣中的锗含量,能够更精准的测定置换渣中锗含量。

氧压酸浸炼锌流程中置换渣提取锗镓铟

为从锌精矿氧压酸浸炼锌工艺的置换渣中提取锗镓铟元素，对二段浸出-萃取分离锗镓铟铜工艺进行研究，锌电积废液用于一段浸出，H2S04-HF混酸用于一段浸出渣的二段浸出；一段浸出液分别采用二（2-乙基已基）磷酸（P204），C3～5氧肟酸＋二（2-乙基已基）（P204）磷酸及5-壬基水杨醛肟（CP150）分别萃取铟，锗镓及铜；二段浸出液用C3-5氧肟酸萃取提锗，萃余液加入氟化钠沉淀氟硅酸钠。试验结果显示，一段浸出用酸度为3．1N的湿法炼锌电积废液，液固比4：1，初始氧分压0．4MPa，150℃，经3h的二级浸出后，浸出渣率约为15％，铟镓铜锌4个元素的浸出率都达到98％，而锗浸出率约为80％；一段浸出残渣用H2SO4-HF混酸浸出，其氟／硅摩尔比4．2：1．0，硫酸浓度为2N温度80℃，液固比3：1，浸出时间为5h，一段浸出残渣中锗几乎完全浸出；一段浸出液在pH2．0～2．2，30％二（2-乙基已基）磷酸萃取，部分铁与几乎所有的铟被萃取，用2N盐酸反萃，铟、铁的反萃率分别为98．28％和2．79％，可达到铟铁的分离；萃铟余液用3％的氧肟酸＋10％二（2-乙基已基）磷酸-煤油协萃锗、镓，铁也发生共萃，锗、镓和铁的单级萃取率均在90％以上，采用次氯酸钠反萃，锗反萃率近100％，且Ge／Ga和Ge／Fe的反萃分离系数分别为10836和318．7。用3mol·L^-1的硫酸，相比（W／O）1：2反萃镓，镓的一次反萃率达97．5％。二段浸出液采用10％C3～5氧肟酸-煤油萃取，相比（O／W）为1．2：1．0，锗的单级萃取率达到98．31％。经30％次氯酸钠溶液反萃，锗的一次反萃率达到98．83％，萃余液加入氟化钠，氟硅化物的沉淀率为90％左右。沉硅滤液经补充氢氟酸后返回二段沉出，锗的浸出仍可达到较完全的浸出。该工艺无废液排放，并且通过与湿法炼锌流程的物料交换而变得简化。

锌粉置换镓锗渣加压氧化浸出的生产实践

介绍了丹霞冶炼厂综合回收锌粉置换镓锗渣浸出镓锗铜有价金属的生产实际情况,浸出流程设计采用原料氧化烘焙预处理与二段逆流加压氧化浸出加一段常规浸出,以及独立的混酸浸出工艺,镓、锗、铜浸出率分别为94%、94%和95%。在2017年试生产期间镓、锗、铜金属浸出率分别为94.06%、59.37%和98.90%,通过对锌粉置换镓锗渣成分和浸出机理的分析,基于最小化学反应量原理优化改进原有流程,取消氧化烘焙预处理操作单元,强化二段加压氧化反应条件,抑制溶液硅凝胶生成,锗的年平均浸出率由2017年59.37%提高至2019年的75.35%,镓、铜金属浸出率分别升高了0.75%和0.12%,优化后生产费用年节约355万元,流程更精简,生产现场更安全环保。

锌冶炼过程中提取镓的技术研究及其进展

针对镓从锌冶炼过程中回收占比低的问题,总结分析了锌冶炼过程中镓回收技术研究进展.在鼓风炉炼锌(ISP)工艺中,镓主要富集在鼓风炉炉渣里,其质量分数通常在0.025%~0.031%,从鼓风炉炉渣中回收镓主要有还原蒸发法、高温氯化挥发法、硫酸浸出法、碱熔–浸出法、还原熔炼–电解法和还原熔炼–熔融造渣法等方法,但这些工艺普遍流程长,回收率低,加工成本偏高,部分工艺环境污染大,难以工业化应用.传统的湿法炼锌工艺中,大于93.5%的镓富集在浸出渣中,浸出渣处理以火法还原挥发工艺为主,在回转窑挥发浸出渣工艺中90%的镓保留在窑渣中,导致镓的回收流程长且回收率低,湿法处理浸出渣存在镓和铁分离的难题,至今未得到有效解决.氧压浸出炼锌工艺中,镓主要富集在锌粉置换渣里,锌粉置换渣采用酸性浸出和萃取工艺分离富集镓,最终制备金属镓,镓的综合回收率达到71%.通过对火法和湿法炼锌中镓回收工艺进行分析,对镓回收工艺中存在的关键问题和分离技术进行了总结,提出萃取分离、乳状液膜和树脂吸附有望成为锌冶炼过程中回收镓的绿色高效短流程关键技术.