[发明专利]一种铁酸锌处理方法

说明书

本发明属于湿法冶金产生的固废综合回收技术领域，具体公开了一种铁酸锌处理方法：将包含铁酸锌、草酸和还原剂的浆料进行一锅转型，随后进行固液分离，得到草酸锌和草酸亚铁的转型产物；其中，草酸与铁酸锌的重量比大于或等于0.5；还原剂与铁酸锌的重量比大于或等于0.25。本发明研究发现，通过所述的成分以及比例的联合控制下，能够意外地实现协同，即实现铁酸锌的温和一锅转型，进一步将转型产物在惰性气氛低温热解，可以获得四氧化三铁和氧化锌，实现铁酸锌的温和资源化利用。本发明方法可实现铁酸锌的规模化高值利用，且操作简便、工艺流程短，反应条件温、转化效率高，清洁低能耗，具有极佳的工业化应用前景。

技术领域

本发明属于湿法冶金渣综合回收技术领域，具体涉及一种铁酸锌资源化处理方法。

背景技术

湿法炼锌是我国大多锌冶炼企业选择的冶炼工艺，主要步骤为“焙烧-浸出-净化-电积”等工艺。锌精矿经焙烧后得到锌焙砂，锌焙砂主要成分包括铁酸锌(ZnFe₂O₄)、ZnO，其中ZnO易溶于酸，在较低的酸浓度下就可以浸出，因而湿法炼锌过程中，铁酸锌的存在是造成锌浸出率低的主要原因。铁酸锌为尖晶石结构，性质稳定并不溶于稀酸和碱。研究表明，硫酸浓度120g/L，浸出时间为150～180min，浸出温度达到75℃时铁酸锌才开始溶解，但是在高酸浓度下铁也被浸出进入到溶液中，引入了杂质，增加了后续提炼锌的步骤。同时溶液中Fe³⁺的增加导致溶液电位增加，进而抑制了铁酸锌分解。在湿法炼锌工艺中，将锌焙砂中浸之后得到的锌中浸渣经热酸浸得到酸浸液，酸浸液再经过预中和得到的预中和液利用铁钒法除铁后会得到一种危险废物——铁钒渣。铁钒渣中不仅含有大量的Ga、Ge、In、Ag和Fe等有价金属，由于锌焙砂未得到有效处理，铁酸锌为铁矾渣中的难资源化分离处理的物相，加之铁矾渣本身沉渣量大，不仅浪费大量的Ga、Ge、In、Ag和Fe等有价金属资源，同时产生的锌浸渣会占用大量的土地，而且对环境也有着严重的威胁，。

火法炼锌工艺中，铁酸锌可以在高温下被C、SO₂以及CO等还原成Fe₃O₄和ZnO，但是该法易过还原成ZnO和FeO或ZnO和Fe。中国专利CN103276197A公开了一种锌焙砂闪速还原焙烧的方法，该发明虽然改进了能效高的问题，能实现锌焙砂中铁酸锌快速彻底分解还原(1～3s)，但是仍存在过还原问题，如何开发一种新方法对铁酸锌进行可控高效资源化分离已成为湿法炼锌沉铁渣处理需要迫切解决的问题。

发明内容

为解决铁酸锌性质温度，资源化利用难度大的问题，本发明目的在于提供一种温和的铁酸锌转型并资源化联产Fe₃O₄和ZnO的处理方法。

一种铁酸锌处理方法，将包含铁酸锌、草酸和还原剂的浆料进行一锅转型(也称为一锅反应)，随后进行固液分离，得到草酸锌和草酸亚铁的转型产物；

其中，草酸与铁酸锌的重量比大于或等于0.5；还原剂与铁酸锌的重量比大于或等于0.25。

铁酸锌具有尖晶石结构，性质稳定，难于转型转化，另外，其酸浸难度大，浸出率很低，例如，在草酸体系中基本上没有浸出效果。为解决该行业性难题，本发明早先尝试将其进行液相一锅转型，然而早先的效果并不理想，主要在于转型效果不理想，且转型的固相产物负载在原料表面堵塞反应通道，进一步影响转型处理效果。针对该技术问题，本发明创新地发现，将铁酸锌置于包含草酸和还原剂的体系内，在草酸和还原剂的同步处理下，可以实现协同，可以一锅、温和地液相转型形成草酸锌和草酸亚铁；如此，有助于实现铁酸锌的资源化处理。

研究发现，所述的草酸和还原剂的一锅同步(起始同步)以及条件的联合控制是协同实现铁酸锌一锅温和转型的关键。