湿法炼锌技术培训.docx

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湿法炼锌技术培训

湿法炼锌中、高级工技术培训

3　湿法炼锌的浸出过程

3．1　锌焙烧矿的浸出目的与浸出工艺流程

3．1．1　锌焙烧矿浸出的目的

湿法炼锌浸出过程，是以稀硫酸溶液（主要是锌电解过程产生的废电解液）作溶剂，将含锌原料中的有价金属溶解进入溶液的过程。

其原料中除锌外，一般还含有铁、铜、镉、钴、镍、砷、锑及稀有金属等元素。

在浸出过程中，除锌进入溶液外，金属杂质也不同程度地溶解而随锌一起进入溶液。

这些杂质会对锌电积过程产生不良影响，因此在送电积以前必须把有害杂质尽可能除去。

在浸出过程中应尽量利用水解沉淀方法将部分杂质（如铁、砷、锑等）除去，以减轻溶液净化的负担。

浸出过程的目的是将原料中的锌尽可能完全溶解进入溶液中，并在浸出终了阶段采取措施，除去部分铁、硅、砷、锑、锗等有害杂质，同时得到沉降速度快、过滤性能好、易于液固分离的浸出矿浆。

浸出使用的锌原料主要有硫化锌精矿（如在氧压浸出时）或硫化锌精矿经过焙烧产出的焙烧矿、氧化锌粉与含锌烟尘以及氧化锌矿等。

其中焙烧矿是湿法炼锌浸出过程的主要原料，它是由ZnO和其他金属氧化物、脉石等组成的细颗粒物料。

焙烧矿的化学成分和物相组成对浸出过程所产生溶液的质量及金属回收率均有很大影响。

3．1．2　焙烧矿浸出的工艺流程

浸出过程在整个湿法炼锌的生产过程中起着重要的作用。

生产实践表明，湿法炼锌的各项技术经济指标，在很大程度上决定于浸出所选择的工艺流程和操作过程中所控制的技术条件。

因此，对浸出工艺流程的选择非常重要。

为了达到上述目的，大多数湿法炼锌厂都采用连续多段浸出流程，即第一段为中性浸出，第二段为酸性或热酸浸出。

通常将锌焙烧矿采用第一段中性浸出、第二段酸性浸出、酸浸渣用火法处理的工艺流程称为常规浸出流程，其典型工艺原则流程见图3－1。

图3－1　湿法炼锌常规浸出流程

常规浸出流程是将锌焙烧矿与废电解液混合经湿法球磨之后，加入中性浸出槽中，控制浸出过程终点溶液的PH值为5．0～5．2。

在此阶段，焙烧矿中的ZnO只有一部分溶解，甚至有的工厂中性浸出阶段锌的浸出率只有20%左右。

此时有大量过剩的锌焙砂存在，以保证浸出过程迅速达到终点。

这样，即使那些在酸性浸出过程中溶解了的杂质（主要是Fe、AS、Sb）也将发生中和沉淀反应，不至于进入溶液中。

因此中性浸出的目的，除了使部分锌溶解外，另一个重要目的是保证锌与其他杂质很好地分离。

由于在中性浸出过程中加入了大量过剩的焙砂矿，许多锌没有溶解而进入渣中，故中性浸出的浓缩底流还必须再进行酸性浸出。

酸性浸出的目的是尽量保证焙砂中的锌更完全地溶解，同时也要避免大量杂质溶解。

所以终点酸度一般控制在1～5g／L。

虽然经过了上述两次浸出过程，所得的浸出渣含锌仍有20%左右。

这是由于锌焙砂中有部分锌以铁酸锌（ZnFe2O4）的形态存在，且即使焙砂中残硫小于或等于1%，也还有少量的锌以ZnS形态存在。

这些形态的锌在上述两次浸出条件下是不溶解的，与其他不溶解的杂质一道进入渣中。

这种含锌高的浸出渣不能废弃，一般用火法冶金将锌还原挥发出来与其他组分分离，然后将收集到的粗ZnO粉进一步用湿法处理。

由于常规浸出流程复杂，且生产率低，回收率低，生产成本高，随着20世纪60年代后期各种除铁方法的研制成功，锌焙烧矿热酸浸出法在20世纪70年代后得到广泛应用。

现代广泛采用的热酸浸出流程见图3－2。

图3－2　现代广泛采用的热酸浸出流程

热酸浸出工艺流程是在常规浸出的基础上，用高温（＞90℃）高酸（浸出终点残酸一般大于30g／L）浸出代替了其中的酸性浸出，以湿法沉铁过程代替浸出渣的火法烟化处理。

热酸3　湿法炼锌的浸出过程35浸出的高温高酸条件，可将常规浸出流程中未被溶解进入浸出渣中的铁酸锌和ZnS等溶解，从而提高了锌的浸出率，浸出渣量也大大减少，使焙烧矿中的铅和贵金属在渣中的富集程度得到了提高，有利于这些金属下一步的回收。

3．2　影响浸出反应速度的因素

锌焙烧矿用稀硫酸溶液浸出，是一个多相反应（液－固）过程。

一般认为物质的扩散速度是液－固多相反应速度的决定因素；而扩散速度又与扩散系数、扩散层厚度等一系列因素有关。

（1）浸出温度对浸出速度的影响

浸出温度对浸出速度的影响是多方面的。

因为扩散系数与浸出温度成正比，提高浸出温度就能增大扩散系数，从而加快浸出速度；随着浸出温度的升高，固体颗粒中可溶物质在溶液中的溶解度增大，也可使浸出速度加快；此外提高浸出温度可以降低浸出液的粘度，利于物质的扩散而提高浸出速度。

一些试验说明，锌焙烧矿浸出温度由40℃升高到80℃，溶解的锌量可增多7．5%。

常规湿法炼锌的浸出温度为60～80℃。

（2）矿浆的搅拌强度对浸出速度的影响

扩散速度与扩散层的厚度成反比，即扩散层厚度减薄，就能加快浸出速度。

扩散层的厚度与矿浆的搅拌强度成反比，即提高矿浆搅拌强度，可以使扩散层的厚度减薄，从而加快浸出速度。

应当指出，虽然加大矿浆的搅拌强度，能使扩散层减薄，但不能用无限加大矿浆搅拌强度来完全消除扩散层。

这是因为，当增大搅拌强度而使整个流体达到极大的湍流时固体表面层的液体相对运动仍处于层流状态；扩散层饱和溶液与固体颗粒之间存在着一定的附着力，强烈搅拌，也不能完全消除这种附着力，因而也就不能完全消除扩散层。

所以过分地加大搅拌强度，只能无谓地增加能耗。

（3）酸浓度对浸出速度的影响

浸出液中硫酸的浓度愈大，浸出速度愈大，金属回收率愈高。

但在常规浸出流程中硫酸浓度不能过高，因为这会引起铁等杂质大量进入浸出液，进而会给矿浆的澄清与过滤带来困难，降低ZnSO4溶液质量，影响湿法炼锌的技术经济指标；此外，还会腐蚀设备，引起结晶析出，堵塞管道。

（4）焙烧矿本身性质对浸出速度的影响

焙烧矿中的锌含量愈高，可溶锌量愈高，浸出速度愈大，浸出率愈高。

焙烧矿中SiO2的可溶率愈高，则浸出速度愈低。

焙烧矿粒的表面积愈大（包括粒度小、孔隙度大、表面粗糙等），浸出速度愈快。

但是粒度也不能过细，因为这会导致浸出后液固分离困难，且也不利于浸出。

一般粒度以0．15～0．2mm为宜。

为了使焙烧矿与浸出液（电解废液和酸性浸出液）良好接触，先要进行浆化，然后进行球磨与分级。

实际上，浸出过程在此开始，且大部分的锌在这一阶段就已溶解。

（5）矿浆的粘度对浸出速度的影响

扩散系数与矿浆的粘度成反比。

这主要是因为粘度的增加会妨碍反应物和生成物分子或离子的扩散。

影响矿浆粘度的因素除温度、焙砂的化学组成和粒度外，还有浸出时矿浆的液固比。

矿浆液固比愈大，其粘度就愈小。

综上所述，影响浸出速度的因素很多，而且它们之间，又互相联系、互相制约，不能只强调某一因素而忽视另一因素。

要获得适当的浸出速度，必须从生产实际出发，全面分析各种影响因素，并经过反复试验，从技术上和经济上进行比较，然后选择最佳的控制条件。

3．2．4　常规法浸出的一般操作及技术条件的控制

（1）常规法浸出流程

湿法炼锌常规浸出工艺指的是采用一段中性浸出、一段酸性浸出，浸出渣经过一个火法冶金过程使锌还原挥发出来，变成氧化锌再进行湿法处理，其原则工艺流程见图3－1。

湿法冲矿工艺流程的特点是：

在焙烧炉的排料口下面设置一溜槽，从炉内排出的热料直接落入溜槽内，并被连续流经溜槽的稀硫酸溶液（含30～50g／LH2SO4，俗称氧化液），带到矿浆分级器，分级溢流进中性浸出，分级底液经球磨后进酸性浸出。

其优点主要有：

①省去了热焙砂的冷却设备；②可以利用热焙砂的显热加热浸出溶液，减轻浸出槽的加热负荷。

株洲冶炼厂新建的湿法炼锌系统未采用冲矿工艺，焙砂经冷却、球磨后送浸出系统，多余焙砂送焙砂储仓储存。

其优点是：

①焙砂经干式球磨后，粒度较细，能取得较好的浸出效果，浸出渣含锌比冲矿浸出工艺低1．0%～1．5%；②由于设置了焙砂储仓，浸出部分不会因焙烧系统发生故障停产而受到影响。

（2）浸出过程的技术条件控制

为确保浸出矿浆的质量和提高锌的浸出率，一般来说，浸出过程技术条件控制主要有三个方面：

中性浸出终点控制、浸出过程平衡控制和浸出技术条件控制。

中性浸出控制终点PH为4．8～5．4，使三价铁呈Fe（OH）3水解沉淀，并与砷、锑、锗等杂质一起凝聚沉降，从而达到矿浆沉降速度快、溶液净化程度高的目的。

过去浸出终点PH值控制是通过操作人员用试纸或PH计测定，然后调整浸出过程的加酸量来达到控制终点PH值的目的。

随着自动化水平的提高，浸出过程终点PH的控制可以通过PH自动控制系统来实现。

浸出过程的各个浸出槽出口的PH值设定后，自动控制系统可根据设定的PH值信号自动调整酸的加入量，使浸出终点达到设定的PH值。

湿法炼锌的溶液是闭路循环，故保持系统中溶液的体积、投入的金属量及矿浆澄清浓缩后的浓泥体积一定，即通常说的保持液体体积平衡、金属含量平衡和渣平衡是浸出过程的基本内容。

湿法炼锌溶液的总体积，一方面因水分蒸发、渣带走水以及跑、冒、滴、漏损失等原因会随过程进行不断减少，另一方面又由于贫镉液、洗渣、洗滤布、洗设备等收集的低酸、低锌废水，给系统带进许多新水，二者必须保持平衡，即保持系统中溶液体积不变，否则有可能因带入的水过多，系统的溶液量增加，致使溶液无法周转，打乱生产过程，导致生产技术条件失控。

如果带入的水不足，则系统溶液体积减少，同样会使正常溶液周转受到影响，影响正常生产技术条件控制。

同时溶液体积减少相当于系统溶液浓缩，将导致溶液含锌量升高，如果偏离允许范围，将直接影响浸出以及后续净化及电解工序。

实践中，夏天气温高，溶液体积容易减小；冬天蒸发量少，且蒸汽直接加热的冷凝水增加等原因，溶液的体积容易膨胀。

故为了保持溶液体积平衡，必须严格控制各种洗水量，因时、因地保持水量平衡。

浸出过程的金属量平衡是指浸出过程投入的焙砂经浸出后进入溶液的金属量与锌电解过程析出的金属量保持平衡。

如投入的金属量与析出的锌量不平衡，将导致电解产出的废液量不平衡，影响正常生产。

渣平衡是指焙砂经两段浸出后所产出的渣量，与从系统通过过滤设备排出的渣量的平衡。

如果浸出产出的渣不能及时从系统中排走，浓缩槽中浓泥体积增大，不仅影响上清液的质量，也直接影响到下一工序生产的进行，无法保持浸出过程连续稳定进行。

浓泥体积的变化往往是造成上述恶性循环的起因，如酸性浓泥体积大，澄清困难，使酸性上清液含固体量升高，当返回一次中性浸出时，又增加了一次浸出矿浆的固体量，从而减少了一次浸出矿浆的液固比，使一次浸出矿浆澄清困难，结果是中性上清液中悬浮物大量增加，净液工序的压滤负担加重，甚至无法完成净液作业。

浸出过程的好坏与选用的技术条件密切相关。

实践表明，只有正确选用操作技术条件，严格操作，精心控制，方能取得好的浸出效果。

常规法浸出一般控制的浸出工艺条件如下：

①中性浸出的技术条件

浸出温度　　　　　　　　　　　　　　　60～75℃

浸出液固比（浸出液量与料量的质量比）10～151

浸出始酸浓度30～40g／L

浸出终点PH值4．8～5．4

浸出时间1．5～2．5ｈ

②酸性浸出的技术条件

浸出温度70～80℃

浸出液固比（浸出液量与料量的质量比）7～91

浸出始酸浓度25～45g／L

浸出终点PH值2．5～3．5

浸出时间2～3ｈ

由于原料和酸同时加入，故按浸出矿浆最后从浸出槽出口终酸的PH值控制始酸。

浸出过程的产物为矿浆，是硫酸锌溶液和不溶残渣的悬浊液，为了满足下一工序的要求，矿浆必须进行液固分离。

湿法炼锌的浸出矿浆液固分离通常采用重力沉降浓缩和过滤两种方法。

一段中性浸出矿浆经中性浓缩液固分离后，中性上清液送净化，中性浓缩底流送酸性浸出。

　　二段酸性浸出矿浆经酸性浓缩液固分离后，酸性上清液返回中性浸出，酸性底流经过过滤、干燥后送回转窑火法处理，使锌还原挥发变成氧化锌。

（3）浸出的主要技术经济指标

①锌浸出率　浸出率系焙烧矿经两段浸出后，进入溶液中的锌量与焙烧矿中总锌量之比。

当焙烧矿含锌量为50%～55%、可溶锌率为90%～92%时，锌浸出率为80%～87%。

在设计时，连续浸出可取80%～82%，间断浸出可取86%～87%。

②浸出渣率　浸出渣率系焙烧矿经浸出、过滤干燥后的干渣量与焙烧矿量的百分比。

当焙烧矿含锌为50%～55%时，其相应的浸出渣率为50%～55%。

近几年来各厂渣率一般约为52%。

③渣含锌　各厂渣含锌波动于下列范围：

全锌18%～22%；酸溶锌2．5%～7%；水溶锌0．5%～5．5%。

（4）浸出矿浆的液固分离

浸出所得矿浆须经液固分离，才能分别送往下一工序处理。

一次浸出矿浆经浓缩，所得上清液送净化，底流送二次浸出；二次浸出矿浆先经浓缩，所得上清液返回一次浸出，底液送去过滤。

矿浆的浓缩在浓缩槽（亦称浓密机）内进行。

浸出矿浆的浓缩效率取决于固体粒子的沉降速度：

在实际生产过程中情况比较复杂，因此影响浓缩的因素很多，主要有：

①矿浆的PH值　矿浆的PH值一般控制在4．8～5．4之间，因为此条件最有利于细微胶质氢氧化铁和硅胶粒子的凝聚长大，所以澄清速度较快，浓缩效果较好。

②焙烧矿的粒度　固体粒子沉降速度与其粒度成正比，粒度越大，沉降越快，故浓缩效果越好。

但粒度太大，易堵塞浓缩槽和损坏扒动设备；反之，粒度越小，沉降越慢，浓缩效率就越差。

③固体与液体的密度差　固体与液体的密度差越大，固体粒子的沉降速度越快，浓缩效率越高。

④矿浆的温度　一般锌焙烧矿中性浸出矿浆浓缩温度以55～60℃为宜；酸性浸出矿浆浓缩温度以60～70℃为宜。

温度升高，矿浆粘度减小，固体粒子的沉降速度加大。

⑤矿浆的液固比　矿浆的液固比越大，则矿浆的粘度就越小，就越有利于固体的沉降，浓缩效果也越好。

⑥溶液中胶体氢氧化铁和二氧化硅的含量　当溶液中含氢氧化铁和硅酸增多时，矿浆的粘度就升高，从而使固体物料的沉降困难，恶化浓缩过程，所以应严加控制。

遇此情况可用提高矿浆温度和增大液固比的办法，降低其粘度，利于固体粒子的沉降。

⑦浸出时间　当浸出时间较短时，则残存的固体粒子较大，其沉降速度较快；相反，则固体粒子较细，甚至将已凝聚的大颗粒击碎，而使浓缩发生困难。

⑧3＃凝聚剂的加入量　3＃凝聚剂一般只在中性浓缩槽中加入。

其用量为20～30ppm。

凝聚剂的加入可使微小的悬浮颗粒凝聚成较大的粒子，因而加快沉降速度，浓缩机能力提高1．5～2倍。

二次浸出矿浆经浓缩后得到的底流，仍是含有很多硫酸锌溶液的浓泥，为了尽可能地回收其中的锌，必须将底流过滤，进一步进行液固分离。

过滤就是将浓缩后所得底流装在有过滤介质的过滤机中，在一定压力差的作用下，使溶液通过过滤介质，而固体（浸出渣）则截留在过滤介质上，达到液固分离的目的。

过滤机的生产能力取决于过滤速度，影响过滤速度的因素有：

①滤渣的性质　当浓泥中含胶状物质如氢氧化铁、硅酸过多和渣粒过细时，将使浓泥的粘度增高，且细小的胶状微粒在过滤时会堵塞过滤介质的毛细孔道；当浓泥中含硫酸锌、硫酸钙、硫酸镁等硫酸盐过多时，同样会使浓泥的粘度增高，且在过滤时它们易生成细小结晶而堵塞过滤介质的毛细孔道，这些都使过滤困难，降低过滤速度。

②滤饼的厚度　过滤时随着过滤时间的延长，滤饼厚度增加，被过滤的浓泥中的溶液通过过滤介质的阻力增大，而使过滤速度降低。

同时，还可能由于滤饼过厚而将滤布损坏。

为此，应控制滤饼厚度。

根据某厂实践，滤饼的合理厚度以25～35mm为宜。

③过滤温度　温度对过滤速度有很大影响，归纳起来有如下几点：

过滤温度高，浓泥的流动性好，过滤速度快；提高过滤温度，可以消除滤饼和滤布的毛细孔道内形成的小气泡，从而加快过滤速度；提高过滤温度，有利于滤液中悬浮固体微粒凝聚长大，使过滤速度加快。

因此，在生产实践中应控制较高的过滤温度，一般为70～80℃，有时甚至高达90℃。

3．3　铁酸锌的溶解与中性浸出过程的沉铁反应

3．3．1　铁酸锌的溶解

锌焙砂经过常规法工艺的中性与酸性浸出以后，得到的浸出渣仍含锌高，一般为20%～22%。

当处理含铁高的精矿时，渣含锌还会更高。

这种浸出渣处理在上世纪70年代以前都是经过一个火法冶金过程将锌还原挥发出来，变成氧化锌粉再进行湿法处理。

这样使湿法炼锌厂的生产流程复杂化，且火法过程的燃料、还原剂和耐火材料消耗很大，生产成本高。

对于难溶球状ZnO·Fe2O3的溶出，要求有近沸腾温度（95～100℃）和高酸（终酸40～60g／L）的浸出条件以及较长的时间（3～4ｈ），锌浸出率才能达到99%。

3．3．2　中性浸出过程的沉铁反应

前已述及，在中性浸出时只有将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，才能在终点PH值为5左右时Fe3＋以Fe（OH）3的形式从溶液中完全沉淀下来。

为使溶液中Fe2＋氧化为Fe3＋，必须将溶液的电势值提高到0．8以上。

在生产中提高电势所采用的氧化剂有软锰矿（MnO2）或鼓入的空气。

锌电解液中锰的含量一般波动在3～5g／L之间。

软锰矿是锌溶液中Fe2＋的好氧化剂，各个工厂都乐于采用。

软锰矿中二氧化锰含量较高，可达60%以上，所含的主要杂质一般为氧化铁和二氧化硅，对湿法炼锌无大的影响。

虽然软锰矿价格不高，供应也较充足，但仍需花费资金，并且要增加渣量，故有的工厂改用空气氧化。

从Fe2＋氧化为Fe3＋的反应速度，除了与Fe2＋本身的浓度有关以外，还与溶解于溶液中的氧浓度及溶液酸度有关。

在温度为20～80℃、PH为0～2的范围内，溶液中［O2］愈大，F2＋的氧化反应速度便愈大。

所以在实际生产中为了提高［O2］，应将空气喷射入溶液，使之高度分散，产生极细小的气泡。

也有工厂采用富氧鼓风。

当溶液的酸度愈低，即PH值愈大时，Fe2＋的氧化速度增大。

当PH＜1．9时，溶液中的Fe2＋几乎不被空气中的O2氧化。

所以，在用空气氧化Fe2＋的过程中，需加入焙砂进行预中和，以提高溶液的PH值。

根据试验研究，在用空气进行氧化时，Cu2＋的存在有利于反应加速进行。

有人曾测定过铁和铜的氧化电势随PH值变化的情况。

当PH大于2．5时，溶液中的Cu2＋可以直接氧化Fe2＋。

用中和法沉淀铁时，溶液中的As与Sb，Ge可以与铁共同沉淀。

所以在生产实践中溶液中的As，Sb，Ge的含量比较高时，为了使它们能完全沉淀，必须保证溶液中有足够的铁离子浓度。

溶液中的铁含量应为AS＋Sb总量的10倍以上，当Sb含量高时要求更高。

在AS与Sb含量高的情况下，溶液中铁含量不够时，应在配制中性浸出料液时加入FeSO4或Fe2（SO4）3，但铁的总浓度不应超过1g／L，否则会使中性浸出矿浆的澄清性质变差。

氢氧化铁除砷、锑的作用可以简述如下：

氢氧化铁是一种胶体，胶体微粒带有电性相同的电荷，所以相互排斥而不易沉降，在不同的酸度下因吸附的离子不同，带的电荷亦不相同。

在溶液PH值＜5．2时，Fe（OH）3胶粒带正电；在PH值＞5．2时它带负电，定位离子为OH－，其等电点在PH＝5．2附近。

由于在PH＜5．2时，Fe（OH）3胶粒带正电；ASO43－，SbO43－将成为其反离子。

一般来说溶液中各种负离子都可以成为“反离子”从而被胶核所吸引，其中一部分可以进入胶团内一起运动。

在工业浸出液中，可成为反离子的物质很多，如SO42－，OH－，SbO43－，SO42－，GeO42－等，但它们进入胶团吸附层的数量将取决于这些离子的浓度和电荷的大小，浓度大、电荷高的更易进入吸附层，浓度和电荷相比电荷作用更大。

因此进入氢氧化铁胶粒吸附层的负离子将主要是AsO43－，SbO43－，SO42－，也会有少量的SO42－和OH－等。

砷、锑只有在溶液酸度很高的情况下方能以阳离子As5＋，Sb5＋的形式存在。

对于中性浸出，终点PH控制在5．2以上的溶液，砷、锑将主要以配位离子AsO43－，SbO43－形式存在，金属砷、锑离子将是极少的。

尽管溶液中AsO43－，SbO43－的浓度较SO42－低得多，但它们在荷电方面却占有极大优势，故可以被氢氧化铁胶核吸附在表面层中。

3．4　氧化锌粉及含锌烟尘的浸出

3．4．1　氧化锌粉及含锌烟尘的来源与化学成分

铅锌矿物原料大都来源于铅锌共生矿，经过优先浮选也很难达到铅锌完全分离。

冶炼厂所处理的铅精矿与锌精矿都是相互掺杂在一起，还有赖于冶金过程进一步分离。

如铅精矿冶炼过程，是将精矿中的锌富集在炉渣中，然后用烟化炉处理炉渣，产出的氧化锌便作为湿法炼锌原料。

湿法炼锌厂产出的浸出渣以及贫氧化锌矿，许多工厂都是采用回转窑烟化产出氧化锌粉，也是作为湿法炼锌的原料。

50%左右的金属锌用在钢铁镀锌工业上。

当这些镀锌钢铁废件回炉再生时，便会产生一种含锌烟尘。

这种烟尘含锌约20%，经回转窑和其他设备进行烟化富集，产出的氧化锌粉也是作为炼锌的原料。

有一部分金属锌用在黄铜（Cu－Zn合金）生产上，当这种黄铜废件再生冶炼回收铜时，锌以氧化锌粉形态回收，也可送湿法炼锌厂作原料。

上述各种氧化锌粉的化学成分列于表3－6。

分析其中的数据可以看出，这种原料的成分复杂，含有害杂质较多，一般将其单独浸出后，得到ZnSO4溶液再泵至焙砂浸出系统。

由于氧化锌粉中的F，CL含量较高，浸出时都进入溶液，要从ZnSO4溶液中脱去F－与CL－是比较困难的，所以在浸出之前需将这种氧化锌粉预先处理脱氟氯。

这些氧化锌粉的粒度很小，表面能很大，在火法烟化中能吸附SO2和有机物，亲水性差，导致浸出过程消耗更多的氧化剂（如MnO2），延缓浸出时间。

浸出前将氧化锌粉进行预处理，才能改善这些性能。

3．4．2　氧化锌粉浸出前的预处理

氧化锌粉送浸出前的预处理主要是脱去其中的氟与氯。

脱除氟氯的方法有高温焙烧和碱洗两种。

高温焙烧脱氟氯可以在多膛炉或回转窑中进行。

3．4．3　氧化锌粉的浸出

工业原料氧化锌与含锌烟尘经高温（700℃左右）脱除氟氯之后的物料统称为氧化锌粉，湿法处理该物料都要经过浸出过程，与焙砂浸出相类似。

浸出过程要求锌物料中的锌化合物迅速而尽可能完全溶解进入溶液中，只有极少部分锌进入到氧化锌浸出渣中。

这种含Pb，Ag高，含锌低的渣，可送到铅系统处理。

在氧化锌被浸出的同时，锌物料中的部分杂质（如铁、砷、锑、锗、镉等）也会不同程度地溶解。

所以，ZnO浸出液成分复杂，一般将其单独浸出后，得到的硫酸锌溶液再与焙砂浸出液合并。

氧化锌物料中的铟、锗、镓等有价金属则在酸性浸出过程中进入溶液，在铟锗置换工序，利用锌粉置换的办法沉淀这些稀散金属，使其进入置换渣中，以达到锌与铟、锗分离并使铟、锗在渣中富集的目的。

浸出过程得到的是一种固体与液体的混合物———矿浆。

所以还必须通过浓缩与过滤把固体与溶液分离开来。

故浸出的目的除要求尽可能多地溶解锌、富集有价金属和除去一部分杂质外，还要求得到澄清性能与过滤性能好的浸出矿浆。

氧化锌粉浸出生产工艺流程见图3－17。

图3－17　氧化锌粉浸出工艺流程

氧化锌粉具有还原性强、比表面积大、疏水性好的特性，故难于直接进入溶液。

干法上矿往往会使氧化锌粉悬浮在液面，需要强烈地搅拌，故只有个别小厂应用干法上矿。

大多数厂家采用湿法上矿。

湿法上矿是将氧化锌粉首先与含酸的浸出溶液混合，以矿浆的形式泵入浸出槽内。

湿法上矿的优点是，矿浆先后经浆化槽（或球磨机）、泵、分级机、管道或溜槽，使氧化锌粉与溶液充分接触，从而加速了浸出过程，提高了锌及有价金属的浸出率。

株洲冶炼厂采用串联两台球磨机（1．5m×3m）湿法磨矿后再泵入中性浸出槽，提高了磨矿效果，使锌的浸出率达到了95%～97%。

氧化锌粉的浸出是用锌电积的废电解液作溶剂，其反应为

ZnO＋H2SO4ZnSO4＋H2O

就浸出锌而言它是一个简单的溶解过程，但是原料的成分复杂，因而该浸出过程也就复杂化了。

一般采用一段中性与一段酸性的两段浸出作业。

第一段为中性浸出，使原料中大部分锌进入溶液，借助中和水解法使铟锗等有价金属残留于渣中。

第二段浸出为酸性浸出，主要是使中性浸出渣中的锌、铟、锗、镓等尽可能多地进入溶液，而铅留于渣中，达到锌、铟、锗、镓和铅的分离。

获得的酸性上清液采用锌粉置换法将其中的铟、锗、镓置换沉淀出来，达到富集铟锗的目的。

无论是中性浸出还是酸性浸出，均可采用间断或连续操作方式，其作业条件归纳于表3－8中。

3．5　锌浸出生产