浸出渣采用热酸浸出,可使以铁酸锌形态存在的锌浸出率达90%以上,显著提高金属的提取率,但大量铁、砷等杂质也会进入溶液,使浸出液中的含铁量高达30g/L以上。 对这种含铁量高的浸出液,若采用前面所述的中和水解法除铁,会因产生大量的Fe(OH)3 胶状沉淀物而使中性浸出矿浆难以沉降、过滤和洗涤,甚至导致生产过程由于液固分离困 难而无法进行。 工业上常用的沉铁方法有黄钾铁矾法[KFe3(SO4)2(OH)6]、针铁矿法(FeOOH)、赤 铁矿法(Fe2O3)等。 A 黄钾铁矾法 黄钾铁矾法是使用最多的方法。为了溶解中浸渣中的ZnO ·Fe2O3,将中浸渣加入到 起始H₂SO4浓度大于100g/L的溶液中,在85~95℃下经几小时浸出,浸出后的热酸液 H2SO4浓度大于20~25g/L,通过焙砂调整pH值为1.1~1.5,再将生成黄钾铁矾所必需 的一价阳离子加入,在90~100℃下迅速生成铁矾沉淀,而残留在锌溶液中的铁仅为 1~3100g/L。沉淀物为结晶态,易于沉降、过滤和洗涤。黄钾铁矾法沉铁反应式如下: 3Fe2(SO4)3+2(A)0H+10H20==2(A)Fe₃(SO4)2(0H)6+5H₂SO₄ 式中,A代表K+、Na+、NH4+等碱离子。 实践证明, 一价离子的加入量必须满足分子式(A)Fe3(SO4)2(OH)6所规定的原子个数比,这就是说A:Fe必须达到1:3(原子个数比),才能取得较好的除铁效果。如果进一步增加一价离子的加入量,例如:A:Fe达到2:3或1:1(原子个数比),则所获得的效果并不明显。 为了尽可能地降低溶液的含铁量,必须使黄钾铁矾的析出过程在较低酸度下进行。工业上,高温高酸浸出时的终点酸度很高, 一般达到30~60g/L,为此,在高温高酸浸出之 后,专门设置了一个预中和工序,使溶液的酸度从30~60g/L下降到10g/L左右,然后再 加锌焙砂,控制沉铁过程在pH值为1.5左右进行。黄钾铁矾析出过程本身也是一个排酸 过程,随着黄钾铁矾的析出,溶液本身的酸度将不断升高,在沉铁过程中,要不断加入中 和剂,以保持溶液有适当的酸度。 我国西北铅锌冶炼厂年产电锌10×104t,采用热酸浸出-黄钾铁矾法沉铁工艺。
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