一种利用磁化焙烧-氨浸法从铁酸锌资源中回收锌的方法与流程

本发明属于矿物加工技术领域，涉及一种利用磁化焙烧-氨浸法从铁酸锌资源中回收锌的方法。

背景技术

锌是仅次于铝和铜的第三大有色金属，广泛应用于各行各业，对国家经济发展具有重要的战略意义，目前锌冶炼的主要原料为硫化锌矿，随着我国现代化建设的加快，其储量日益减少，限制了锌工业的发展。回收利用氧化锌矿和二次锌资源是解决锌原料短缺的有效途径。二次锌资源主要包括钢铁厂粉尘、含锌浸出渣和铅锌冶炼渣，我国每年产生的锌浸出渣约500万吨，但利用率不到5％。钢铁企业每年产生粉尘约1亿吨，而利用率不足20％，这些粉尘含有大量的锌铁资源但无法有效回收利用，造成了严重的资源浪费和环境污染。回收利用二次锌资源对解决我国锌工业原料短缺和环境保护具有重要意义。钢铁厂钢铁厂含锌粉尘是重要的二次锌资源，产量大、锌含量高，锌主要以铁酸锌的形式存在。铁酸锌结构十分稳定，很难被破坏，常温常压下很难回收利用。国内大量的二次锌资源由于含有难处理的铁酸锌导致回收利用率很低，因此，针对铁酸锌资源的综合利用具有重要意义。

目前铁酸锌资源处理方法包括湿法浸出、火法冶炼以及湿法-火法联合工艺等，均是以回收利用氧化锌中的锌资源为主，对铁酸锌物相中的锌资源回收效果不佳。湿法浸出主要包括酸浸法和碱浸法，酸浸法需要高温高酸条件才能获得较高的锌浸出率，且同时浸出锌铁，造成后续锌铁分离工艺复杂，锌的总回收率低。碱浸时法主要包括naoh强碱浸出法和氨浸出法两种，与酸浸法相比，碱浸法具有良好的选择性浸出特性，特别是氨浸法，但用于含铁酸锌资源时锌浸出率低。火法还原方法需要依赖还原煤或焦作为还原剂和燃料，通过高温还原挥发的方法回收锌。在处理铁酸锌资源时，还原挥发温度比传统氧化锌资源的还原温度更高，还原难度更大、能耗更高、经济差。到目前为止，还没有开发出适于回收利用铁酸锌资源中锌的清洁高效利用方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种锌回收效高、生产成本低、绿色环保的利用磁化焙烧-氨浸法从铁酸锌资源中回收锌的方法。

本发明提供的这种利用磁化焙烧-氨浸法从铁酸锌资源中回收锌的方法，包括以下步骤：

(1)将原矿进行破碎、制粒处理，得到预处理后的铁酸锌资源；

(2)将预处理后的铁酸锌资源在还原气氛下进行磁化焙烧，使铁酸锌完成至氧化锌和磁铁矿相的转化，冷却后得到磁化焙烧产物；

(3)将磁化焙烧产物进行破碎处理，通过氨浸处理，使氧化锌溶解浸出，固液分离后，得到锌滤液和浸出渣。

优选的，所述步骤(1)中，控制原矿破碎细度至-1.0mm。

优选的，所述步骤(1)中，制粒至3.0～20mm。

优选的，所述还原气氛为co，控制p(co)/p(co+co2+n2)＝20～30％。

优选的，所述磁化焙烧在回转窑中进行，焙烧温度为700～800℃，焙烧时间为45～90min。

优选的，所述磁化焙烧产物采用自然冷却或水淬冷却。

优选的，所述步骤(3)中，将磁化焙烧产物破碎至-3.0mm。

优选的，所述步骤(3)中，氨浸处理采用搅拌浸出方式，浸出装置密闭。

优选的，所述氨浸制度为：浸出固液比为10～60g/l，浸出温度为25～60℃，浸出时间为60～120min。

优选的，所述氨浸处理采用nh4cl-nh3·h2o溶液作为浸出液，nh4cl和nh3·h2o的摩尔浓度比为1：1，浸出液中总氨浓度为6～7mol/l。

优选的，所述原矿为钢铁厂粉尘、含锌浸出渣和铅锌冶炼渣中的一种或多种，其主要物相为铁酸锌。

本发明以铁酸锌资源为原料，采用磁化焙烧-氨浸法提取锌，相比于铁酸锌，氧化锌结构简单，易于处理，本发明通过在还原气氛下进行焙烧，将结构稳定的铁酸锌转化为氧化锌和磁铁矿，再采用氨浸法选择性溶出氧化锌，从而实现从铁酸锌资源中高效回收锌铁资源，本发明主要涉及的化学反应如下：

3znfe2o4+co＝3zno+2fe3o4+co2↑

zno+4nh3·h2o＝[zn(nh3)4](oh)2+3h2o

zno+2nh4cl＝zn(nh3)2cl2+h2o

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

(1)本发明所述利用磁化焙烧-氨浸法从铁酸锌资源中回收锌的方法，采用磁化焙烧-氨浸法提取锌，通过磁化焙烧使铁酸锌完成矿相重构，转化为氧化锌和磁铁矿，易于后续锌铁分离，与火法碳化还原相比，不需添加焦炭或还原煤作为还原剂，反应速率快，锌浸出率可达85％以上。

(2)本发明所述利用磁化焙烧-氨浸法从铁酸锌资源中回收锌的方法，铁酸锌矿相转化为氧化锌和磁铁矿，氨浸提取锌效果好，浸出成本低，选择性好，磁铁矿不能被浸出，减少了滤液中锌铁分离的工艺，浸出渣为磁铁矿，可回收用于作为炼铁原料，浸出液可加热分解以回收利用氨，工艺能耗低，绿色环保。

附图说明

图1为本发明利用磁化焙烧-氨浸法从铁酸锌资源中回收锌的工艺流程图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

某钢铁厂含锌粉尘(tzn5.67％，znfe2o455.72％)，将原矿破碎至-1mm，制粒成3～20mm的小球，制粒小球在回转窑中进行磁化焙烧使矿相重构，磁化焙烧制度为：p(co)/p(co+n2)＝25％，焙烧温度为750℃，焙烧时间为45min，自然冷却，破碎至-3mm，进行氨浸处理，氨浸制度为：固液比为40g/l，浸出温度25℃，浸出时间60min，浸出液采用nh4cl-nh3·h2o溶液(nh4cl和nh3·h2o的摩尔浓度比为1：1)，浸出液中总氨浓度为6mol/l，浸出液经过滤后，锌浸出率为85.67％。

实施例2

某钢铁厂含锌粉尘(tzn5.67％，znfe2o455.72％)，将原矿破碎至-1mm，制粒成3～20mm的小球，制粒小球在回转窑中进行磁化焙烧使矿相重构，磁化焙烧制度为：p(co)/p(co+n2)＝20％，焙烧温度为800℃，焙烧时间为60min，自然冷却，破碎至-3mm，进行氨浸处理，氨浸制度为：固液比为40g/l，浸出温度25℃，浸出时间60min，浸出液采用nh4cl-nh3·h2o溶液(nh4cl和nh3·h2o的摩尔浓度比为1：1)，浸出液中总氨浓度为6mol/l，浸出液经过滤后，锌浸出率为86.65％。

实施例3

某钢铁厂含锌粉尘(tzn5.67％，znfe2o455.72％)，将原矿破碎至-1mm，制粒成3～20mm的小球，制粒小球在回转窑中进行磁化焙烧使矿相重构，磁化焙烧制度为：p(co)/p(co+n2)＝25％，焙烧温度为750℃，焙烧时间为45min，自然冷却，破碎至-3mm，进行氨浸处理，氨浸制度为：固液比为40g/l，浸出温度50℃，浸出时间90min，浸出液采用nh4cl-nh3·h2o溶液(nh4cl和nh3·h2o的摩尔浓度比为1：1)，浸出液中总氨浓度为7mol/l，浸出液经过滤后，锌浸出率为87.81％。

对比例1

某钢铁厂含锌粉尘(tzn5.67％，znfe2o455.72％)，将原矿破碎至-1mm，制粒成3～20mm的小球，将制粒小球进行氨浸处理，氨浸制度为：固液比为40g/l，浸出温度50℃，浸出时间90min，浸出液采用nh4cl-nh3·h2o溶液(nh4cl和nh3·h2o的摩尔浓度比为1：1)，浸出液中总氨浓度为7mol/l，浸出液经过滤后，锌浸出率为41.81％。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。