从铅矿渣回收锌的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于从铅矿渣回收锌的处理。本发明还涉及用于降低气体流（诸如烟 气）的二氧化硫含量的方法。
【背景技术】
[0002] 铅和锌在自然界总是在一起被发现的。例如，位于澳大利亚昆士兰州伊萨山的矿 石体包括了具有铅和锌二者的矿石。
[0003] 伊萨山的铅/锌矿石被开采且形成了两种精矿，即铅精矿和锌精矿。铅以及锌之 间的分离不是完美的，因此一些锌进入铅精矿中，反之亦然。铅精矿被传送至铅熔炼炉。铅 熔炼炉将精矿转换成铅金属以及矿渣。矿渣包含铅熔炼操作中使用的各种助熔剂以及显著 量的锌。矿渣的锌含量可以在10至15%重量比之间变化。伊萨山的矿渣具有的平均锌含 量为大约12%重量比。
[0004] 矿渣还包含显著量的铁、硅和氧化钙。例如，矿渣可以包括大约23%重量比的铁、 大约21%重量比的硅和大约23%重量比的氧化钙。
[0005]由于源自铅熔炼操作的矿渣包含显著量的锌，这代表了潜在价值的资源，从该资 源可以回收锌。在过去的40年间已经进行了大量的努力来尝试开发一种处理以从源自铅 熔炼处理的矿渣回收锌。最通常使用是渣烟化法，从而生产氧化锌，氧化锌要求进一步处置 以移除有害杂质。
[0006] 通过从铅熔炼炉矿渣进行湿法冶金来回收锌的先前努力产生了一个问题，这是由 于在矿渣中存在大量的硅（典型地超过20%重量比）。如果矿渣经历浸滤步骤以使用硫酸 作为浸滤剂从矿渣浸滤出锌，硅在浸滤步骤中也会溶解。但是，溶解的硅然后趋向于形成不 溶的化合物，该化合物呈凝胶的形式，极难（如果可能的话）从液剂分离出。
[0007] 另一问题涉及将锌从溶液回收成适于销售的形态。实现此的工业可接受方式是， 通过溶剂提取或者纯化以及电解法从溶液移除所有致污物以生产相对纯的锌产品。回收锌 的该方法在一些区域是不可能的，诸如昆士兰州的伊萨山，因为此处无法获得足够的用于 电解法的发电能力。结果，在一些例子中已经采用的是将锌沉淀为氧化物精矿的处理。例 如，美国专利6726889(其整个内容此处通过交叉引用并入）中描述的处理已经成功试验， 可回收高度的氧化锌精矿。在美国专利6726889中，描述了一种处理，其中硫酸锌溶液在pH 为8. 5-10. 0及最小温度75°C下接触熟石灰，以产生氧化锌以及石膏。两个产物能够根据重 量而分离，通过使石膏不断经历生长循环能够改善这种分离。当实现30ym的分裂尺寸时， 可导致高质量的氧化锌精矿。使用这种方法在试点测试作业中已经获得了良好的锌回收以 及精矿等级。例如，已经实现了 65%以上的锌纯度以及90%以上的回收率。但是，在描述 的操作条件下，从矿渣中浸滤出且与锌一起位于溶液中的镁会传送至精矿。形成的镁浓度 (3-4%)使得精矿当售给锌精炼厂时会收到显著的处罚。结果，美国专利6726889所描述 的处理不适合于从矿渣浸滤溶液生产可售精矿。镁浓度使得氧化锌精矿仅能够在具有显著 财务处罚的情况下才能出售，使得整个处理是不利的。
[0008] 使用硫化铅精矿作为供给材料的许多铅熔炼炉还生成显著量的二氧化硫。二氧化 硫随着烟气离开铅熔炼炉。许多其他处理还导致形成了包含302的废气或者烟气。结果， 废气或者烟气将通常需要处置在将废气排出至大气之前以降低二氧化硫含量。在烧结装置 /鼓风炉铅熔炼炉布置中，生成具有低S02浓度的高体积的废气。典型S0 2移除处理包括将 熔炼炉连接至硫酸装置或者气体洗涤处理。尤其为了满足现代排放目标，从烧结装置用硫 酸装置进行高效率的30 2捕获是困难的以及贵的，这是由于S02浓度低以及气体体积高。尾 气或者低强度气体流可以被洗涤处理所处置。例如，可以用石灰或者石灰石洗涤废气以移 除S02。当然，这要求供应石灰或者石灰石，这会增加操作成本。
[0009] 申请人强调的是，该处理中讨论的现有技术并不在澳大利亚或其他地方形成公知 常识。
[0010] 整个该说明书中，采用的术语〃包括〃或者其语法等同词具有广义意思，除非文本 另有规定。
【发明内容】
[0011] 在第一方案中，本发明提供了用于从源自铅熔炼的矿渣回收锌的方法包括：将矿 渣在一条件下经历浸滤步骤，在所述条件中，锌溶解于溶液中以及矿渣中存在的硅溶解以 及再沉淀成易于从液体分离的形式；以及从所述溶液回收锌。
[0012] 在另一方案中，本发明提供了用于从源自铅熔炼的矿渣回收锌的方法包括：将矿 渣在至少两个阶段经历浸滤，在第一浸滤阶段从矿渣移除仅部分锌，在第二阶段从矿渣进 行进一步的锌浸滤以形成富有的浸滤溶液；以及从所述溶液回收锌。可替换地，能够使用单 个阶段，但这取决于所需洗涤的程度以及从矿渣进行锌回收的目标。
[0013] 在该方案的实施例中，浸滤步骤可以包括第一阶段和第二阶段，但是也可以使用 多于两个的浸滤阶段。
[0014] 在一些实施例中，在从浸滤溶液回收锌的步骤之前，浸滤溶液可以被处置以从其 沉淀出铁。
[0015] 在另一溶液中，本发明提供了用于从源自铅熔炼的矿渣回收锌的方法包括：将矿 渣在一条件下经历浸滤步骤，在所述条件中，锌溶解于溶液中，将硅以10gSi/L.h或者更少 的具体硅添加率（如以下限定的）添加至浸滤步骤，将所述溶液与固体残留物分离；以及从 所述溶液回收锌。
[0016] 在进一步方案中，本发明提供了用于降低气体流的so2含量的方法，包括以下步 骤：使气体流接触包含源自铅熔炼炉的矿渣的浆料以引起锌从矿渣的浸滤；以及从浆料分 离出so2含量降低的气体流。可以从浸滤液剂回收锌。
[0017] 在进一步方案中，本发明提供了用于从源自铅熔炼的矿渣回收锌的方法，包括以 下步骤：使气体流接触包含源自铅熔炼炉的矿渣的浆料以引起锌从矿渣的浸滤；以及从浆 料分离出so2含量降低的气体流。
[0018] 在一些例子中，可以需要的是，在矿渣其供给至本发明的方法之前磨矿或者碾磨 矿渣。磨矿或者碾磨将降低矿渣的粒子尺寸，适当执行磨矿或者碾磨步骤使得矿渣的粒子 尺寸降低至期望粒子尺寸，期望粒子尺寸提供了良好的浸滤能力并且能够易于悬浮在搅拌 式反应器中。用于磨矿尺寸的上限将典型地是保持固体悬浮所需的搅拌功率。本发明人已 经发现，磨矿或者碾磨矿渣使得粒子尺寸降低，使得P8(l约为30至300ym，更优选地为30至 150ym，甚至更优选为大约65ym，这是合适的。
[0019] 矿渣经历浸滤以溶解包含在矿渣中的锌。在一些实施例中，矿渣经历酸浸滤处理。 无机酸是浸滤处理中使用的合适的酸，优选是硫酸。还能够使用来自锌熔炼炉的富含硫酸 的废电解液。作为硫酸的替换，作为浸滤剂的添加物被直接稀释喷射，或者二氧化硫的浓缩 流（S02)作为浸滤剂。例如，502气流能够以通常方式在常规湿法冶金反应器中或者在改进 的烟气脱硫（FGD)处理中接触浆料。S02将与气体流中的氧气以及Fe++离子反应以生成硫 酸，如果硫酸已经添加至处理的话可执行相同责任。有利地、气体流还降低了其S02含量。
[0020] 在本发明的一些实施例中，浸滤处理可以包括单个阶段浸滤处理。
[0021] 在本发明的其他实施例中，浸滤处理可以涉及浸滤以移除包含在矿渣中的部分 锌，之后在更低的pH下进一步浸滤以从矿渣进一步移除锌。在这些实施例中，浸滤处理可 以包括第一阶段浸滤处理和第二阶段浸滤处理。
[0022] 浸滤处理初始涉及将矿渣接触浸滤剂，诸如酸浸滤剂。矿渣可以呈干矿渣的形式 供给至浸滤处理，或者其可以呈矿渣浆料的形式被供给。矿渣可以与水混合以生产矿渣浆 料。如果包含S02的气体流用作浸滤剂，则使用包含矿渣的浆料。
[0023] 在本发明的一些实施例中，浸滤处理可以执行为在第一阶段从矿渣移除部分锌以 及在第二阶段进一步移除锌。为了说明的方便及简要，以下将参考第一阶段浸滤处理和第 二阶段浸滤处理描述本发明。但是，应理解的是，这旨在包含不同的处理容器中执行的两个 不同的浸滤阶段，以及在初始条件下在单个容器中执行的浸滤处理执行及之后改变浸滤条 件以从矿渣进一步浸滤锌。因而，浸滤处理的〃第一阶段〃和〃第二阶段〃应该理解为该 含义。
[0024] 浸滤处理的第一阶段涉及添加浸滤剂，诸如酸或者S02，添加的量提供了仅部分酸 需求。在整个该说明书中，术语〃酸需求〃将理解的是意味着，提取矿渣中包含的约95%锌 所需的酸量。在一些实施例中，添加酸，其量使得在浸滤处理的第一阶段中从矿渣提取40% 至70%的锌，更优选地