專利名稱：一種濕法冶金酸性浸出液的除鐵方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種濕法冶金酸性浸出液的除鐵方法；屬于資源綜合利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在濕法冶金過程中，常常使用酸性溶液浸礦石，礦物中的鐵經(jīng)常是以三價(jià)或者二價(jià)離子形式進(jìn)入溶液。由于鐵在進(jìn)行電沉積等后續(xù)工藝時(shí)存在較大危害，因此除鐵是濕法冶金中最為普遍和重要的一道工序。鋅冶煉過程中的沉淀除鐵問題，在濕法冶金中最具代表性。硫化鋅精礦一般含有5%-15%的鐵，浸出過程中鋅和其他有色金屬進(jìn)入溶液時(shí)，鐵也不同程度地進(jìn)入溶液。采用高溫高酸浸出工藝時(shí)，可使以鐵酸鋅形態(tài)(ZnFe2O4)存在的鋅浸出率達(dá)90%以上，顯著提高了金屬的提取率，但大量鐵也會轉(zhuǎn)入溶液，使浸出液中的含鐵量高達(dá)30g/L以上。為了從含鐵高的溶液中沉鐵，自上世紀(jì)60年代末以來，黃鉀鐵礬法、針鐵 礦法、赤鐵礦法作為新的沉鐵方法先后在工業(yè)上獲得應(yīng)用。 雖然這些方法基本解決了鋅濕法冶金中的固液分離問題，鐵的沉淀結(jié)晶好，并可取消浸出時(shí)對鐵溶解量的限制，從而實(shí)現(xiàn)了對鋅焙砂的全濕法處理。但是它們都存在各自的缺陷黃鐵礬法的缺點(diǎn)是渣量大，鐵品位低，硫酸消耗較多；針鐵礦法的要點(diǎn)是使溶液中三價(jià)鐵離子濃度在沉淀過程中保持較低水平，如低于Ig / L，該工藝效率較低，過濾的料液較大，動力消耗大，酸平衡難于掌握，酸、堿消耗較大，設(shè)備較為復(fù)雜；赤鐵礦法除鐵最富有吸引力的是此法除鐵鐵渣量少，含鐵較高，但需要較高PH值，且能耗最高，蒸汽耗量約占全廠60%。它們共同的缺陷在于生成的沉淀沉降速度緩慢，陳化時(shí)間長，顆粒細(xì)小過濾困難，且生成的沉淀渣品位不夠理想，綜合利用困難。因此，加速浸出液中鐵的分離，提高沉淀渣的利用率要有針對性的研究出一種對高濃度鐵離子的沉降行之有效的方法和工藝，使環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益三統(tǒng)一。本發(fā)明首次將磁場和磁化絮凝引入濕法冶金酸性浸出液除鐵工藝中，加速了鐵的分離并提高了沉淀渣的利用率。為濕法冶金中鐵的分離與利用開辟了新的思路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供一種工藝方法簡單、操作方便、可以快速、高效沉降分離濕法冶金酸性浸出液中鐵離子，并提高鐵沉降渣利用率的濕法冶金酸性浸出液的除鐵方法。本發(fā)明一種濕法冶金酸性浸出液的除鐵方法，包括下述步驟第一步改性磁種的制備將磁鐵礦在球磨機(jī)研磨至粒度小于74um的磁鐵礦粉，取磁鐵礦粉在質(zhì)量濃度1%的磷酸酯淀粉溶液中浸泡至少I小時(shí)，過濾分離，然后將浸泡后的磁鐵礦粉加入到Fe3+濃度為2g/L、Fe2+濃度為lg/L的硫酸鐵和硫酸亞鐵混合溶液中，攪拌速度300r/min，溫度60-70°C，向其中緩慢加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH為4-5，反應(yīng)完全后過濾烘干，得改性磁種；所述浸泡后的磁鐵礦粉的加入量按350-450g/l加入到硫酸鐵和硫酸亞鐵混合溶液中；
第二步酸性浸出液還原在濕法冶金酸性浸出液中加入還原劑，并以300-500r/min速度攪拌，使Fe3+含量降到3g/L以下，得到還原后酸性浸出液；第三步磁場誘導(dǎo)中和水解將第二步所得還原后酸性浸出液置于磁場中，向其中添加第一步所得改性磁種，連續(xù)攪拌，控制所述還原后酸性浸出液溫度在80-90°C，向還原后酸性浸出液中加入氧化齊U，控制氧化劑的加入速度，使還原后酸性浸出液中Fe3+濃度保持在3g/L以內(nèi)，使還原后酸性浸出液中的Fe2+氧化成為Fe3+，同時(shí)，向還原后酸性浸出液中加入堿性中和劑，控制整個(gè)過程中還原后酸性浸出液的pH值為2. 0-3. O。第四步絮凝、快速沉降
向第三步所得溶液中加入絮凝劑和助凝劑，繼續(xù)攪拌3-8分鐘后；將溶液置于豎直磁場中，過濾，濾液即為濕法冶金酸性浸出液除鐵后液，濾渣經(jīng)烘干處理后鐵品位大于50%。本發(fā)明一種濕法冶金酸性浸出液除鐵的方法中，所述濕法冶金中酸性浸出液為硫酸銅浸出液、硫酸鋅浸出液、錳礦浸出液、鎳鈷礦浸出液等中的一種或幾種。本發(fā)明一種濕法冶金酸性浸出液除鐵的方法中，所述堿性中和劑選自碳酸鋅、鋅焙砂、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉中的一種。本發(fā)明一種濕法冶金酸性浸出液除鐵的方法中，磁場和改性磁種誘導(dǎo)并促進(jìn)鐵的水解并影響水解產(chǎn)物。本發(fā)明一種濕法冶金酸性浸出液除鐵的方法中，所述改性磁種的添加量按酸性浸出液中鐵離子的含量添加，一摩爾鐵離子所需改性磁種用量為50-80g，鐵離子的含量為酸性浸出液中Fe2+、Fe3+離子的摩爾數(shù)之和。本發(fā)明一種濕法冶金酸性浸出液除鐵的方法中，第二步磁場誘導(dǎo)中和水解的攪拌速度為 300-500r/min。本發(fā)明一種濕法冶金酸性浸出液除鐵的方法中，所述絮凝劑為二甲基而烯丙基氯化銨、磷酸酯淀粉、黃原酸淀粉、陽離子淀粉、陰離子淀粉、非離子聚丙烯酰胺、陽離子聚丙烯酰胺、陰離子聚丙烯酰胺、水解聚丙烯酰胺中的一種或幾種；助凝劑為聚合硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚合氯化鐵、聚合硫酸鋁中的一種或幾種；本發(fā)明一種濕法冶金酸性浸出液除鐵的方法中，所述絮凝劑和助凝劑的加入量按酸性浸出液中鐵離子的含量添加，一摩爾鐵離子所需絮凝劑為I. 5-8g,—摩爾鐵離子所需助凝劑的用量為25-30mg，鐵離子的含量為酸性浸出液中Fe2+、Fe3+離子的摩爾數(shù)之和。本發(fā)明一種濕法冶金酸性浸出液除鐵的方法中，加入的氧化劑為空氣、氧氣、臭氧、雙氧水、氯氣中的一種；本發(fā)明一種濕法冶金酸性浸出液除鐵的方法中，第一步中的還原劑為ZnS精礦、SO2氣體、亞硫酸鋅中的一種或幾種。本發(fā)明采用上述工藝方法，引入磁場和改性磁種誘導(dǎo)鐵的結(jié)晶析出，加入助凝劑進(jìn)行絮凝，在外加磁場中實(shí)現(xiàn)沉淀物的快速沉降。將磁場和改性磁種引入濕法冶金酸性浸出液中鐵的分離工藝中，以磁場和改性磁種促進(jìn)鐵的鐵沉淀物的結(jié)晶析出，在助凝劑的作用下磁化絮凝，在外加磁場中快速沉降，達(dá)到高效除鐵目的。從而解決目前除鐵方法中鐵沉降緩慢，沉降渣鐵品位低、利用率低的問題。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)外加磁場誘導(dǎo)鐵的水解并影響其水解產(chǎn)物，所用晶種、磁種來源廣泛，廉價(jià)經(jīng)濟(jì)，不僅能夠加速鐵的沉降提高沉淀物利用率，而且所得清液含鐵低，有價(jià)金屬幾乎沒有損失，所得沉淀渣具有較高的品位，提高了資源利用率。本發(fā)明首次將磁場和磁化絮凝應(yīng)用于濕法冶金酸性浸出液中鐵的分離與利用，設(shè)備、流程、操作簡單、經(jīng)濟(jì)高效。綜上所述，本發(fā)明工藝方法簡單、操作方便、可以快速、高效沉降分離濕法冶金酸性浸出液中鐵離子，提高鐵沉降渣利用率，特別適于濕法冶金酸性浸出液中鐵的分離與利用。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體事例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例I :利用本工藝方法處理Fe3+含量為5. 6g/L的硫酸銅浸出液。首先，向浸出液中通入SO2氣體,使得的Fe3+含量低于3g/L,然后將浸出液置于磁場中，加入-200目的改性磁種5g/L，攪拌速度300r/min?？刂茰囟葹?5°C，調(diào)節(jié)浸出液終點(diǎn)pH為2. 5。向浸出液中通入空氣對Fe2+進(jìn)行緩慢氧化，同時(shí)采取連續(xù)加入中和劑碳酸鈉的方式，控制沉降過程中溶液的pH始終維持在2. 0-3. O。達(dá)到沉降終點(diǎn)后，加入憐Ife酷淀粉O. lg/L,然后加入聚合硫酸鋁2. 5mg/L作助凝劑，并以300r/min的速度攪拌，絮凝時(shí)間為5min。絮凝結(jié)束后，在外加磁場中進(jìn)行沉降。經(jīng)上述處理，沉淀物在一分鐘內(nèi)快速沉降，沉淀物容易過濾，且上層清液中Fe3+ 降至 3. 43mg/L。表I為本實(shí)施例得到的沉淀渣的主要成分及澄清液中Fe3+濃度。表I
權(quán)利要求
1.一種濕法冶金酸性浸出液的除鐵方法，其特征在于包括下述步驟 第一步改性磁種的制備 將磁鐵礦在球磨機(jī)研磨至粒度小于74um的磁鐵礦粉，取磁鐵礦粉在質(zhì)量濃度1%的磷酸酯淀粉溶液中浸泡至少I小時(shí)，過濾分離，然后將浸泡后的磁鐵礦粉加入到Fe3+濃度為2g/L、Fe2+濃度為lg/L的硫酸鐵和硫酸亞鐵混合溶液中，攪拌速度300r/min，溫度60-70°C，向其中緩慢加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH為4-5，反應(yīng)完全后過濾烘干，得改性磁種；所述浸泡后的磁鐵礦粉的加入量按350-450g/l加入到硫酸鐵和硫酸亞鐵混合溶液中； 第二步酸性浸出液還原 在濕法冶金酸性浸出液中加入還原劑，并以300-500r/min速度攪拌，使Fe3+含量降到3g/L以下，得到還原后酸性浸出液； 第三步磁場誘導(dǎo)中和水解 將第二步所得還原后酸性浸出液置于磁場中，向其中添加第一步所得改性磁種，連續(xù)攪拌，控制所述還原后酸性浸出液溫度在80-90°C，向還原后酸性浸出液中加入氧化劑，控制氧化劑的加入速度，使還原后酸性浸出液中Fe3+濃度保持在3g/L以內(nèi)，使還原后酸性浸出液中的Fe2+氧化成為Fe3+，同時(shí)，向還原后酸性浸出液中加入堿性中和劑，控制整個(gè)過程中還原后酸性浸出液的pH值為2. 0-3. O。
第四步絮凝、快速沉降 向第三步所得溶液中加入絮凝劑和助凝劑，繼續(xù)攪拌3-8分鐘后；將溶液置于豎直磁場中，過濾，濾液即為濕法冶金酸性浸出液除鐵后液，濾渣經(jīng)烘干處理后鐵品位大于50%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種濕法冶金酸性浸出液除鐵的方法，其特征在于所述濕法冶金中酸性浸出液為硫酸銅浸出液、硫酸鋅浸出液、錳礦浸出液、鎳鈷礦浸出液中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種濕法冶金酸性浸出液除鐵的方法，其特征在于第二步中的還原劑為ZnS精礦、SO2氣體、亞硫酸鋅、亞硫酸鈉中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種濕法冶金酸性浸出液除鐵的方法，其特征在于所述改性磁種的添加量按酸性浸出液中鐵離子的含量添加，一摩爾鐵離子所需改性磁種用量為50-80g，鐵離子的含量為酸性浸出液中Fe2+、Fe3+離子的摩爾數(shù)之和。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種濕法冶金酸性浸出液除鐵的方法，其特征在于所述堿性中和劑選自鋅焙砂、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種濕法冶金酸性浸出液除鐵的方法，其特征在于所述絮凝劑為二甲基而烯丙基氯化銨、磷酸酯淀粉、黃原酸淀粉、陽離子淀粉、陰離子淀粉、非離子聚丙烯酰胺、陽離子聚丙烯酰胺、陰離子聚丙烯酰胺、水解聚丙烯酰胺中的一種或幾種；助凝劑為聚合硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚合氯化鐵、聚合硫酸鋁中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種濕法冶金酸性浸出液除鐵的方法，其特征在于所述絮凝劑和助凝劑的加入量按濕法冶金酸性浸出液中鐵離子的含量添加，一摩爾鐵離子所需絮凝劑為I. 5-8g，一摩爾鐵離子所需助凝劑的用量為25-30mg，鐵離子的含量為酸性浸出液中Fe2+、Fe3+離子的摩爾數(shù)之和。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種濕法冶金酸性浸出液除鐵的方法，其特征在于磁場誘導(dǎo)中和水解步驟的磁場強(qiáng)度為50-150GS ;攪拌速度為300-500r/min。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種濕法冶金酸性浸出液除鐵的方法，其特征在于第三步加入的氧化劑為空氣、氧氣、臭氧、氯氣、雙氧水中的一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種濕法冶金酸性浸出液除鐵的方法，其特征在于絮凝、快速沉降步驟中，豎直磁場的磁場強(qiáng)度為800-1000GS，沉降時(shí)間1-5分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種濕法冶金酸性浸出液除鐵的方法。將浸出液置于磁場中，加入改性磁種，然后調(diào)節(jié)溶液pH值和溫度，連續(xù)攪拌，在磁場中進(jìn)行水解，再加入絮凝劑和助凝劑后，在豎直磁場中進(jìn)行絮凝沉降。所得鐵沉降渣具有較高的品位，有利于沉降渣的綜合利用。此技術(shù)，所用晶種、磁種來源廣泛，廉價(jià)經(jīng)濟(jì)，不僅能夠加速鐵的沉降提高沉淀物利用率，而且所得清液含鐵低，有價(jià)金屬幾乎沒有損失。本發(fā)明首次將磁場及磁化絮凝應(yīng)用于濕法冶金酸性浸出液中鐵的分離與利用，設(shè)備、流程、操作簡單、經(jīng)濟(jì)高效。
文檔編號C22B3/22GK102888511SQ20121038780
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月12日
發(fā)明者孫偉, 韓海生, 劉文莉, 唐鴻鵠 申請人:中南大學(xué)