從鉛礦渣回收鋅的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于從鉛礦渣回收鋅的處理。本發(fā)明還涉及用于降低氣體流（諸如煙 氣）的二氧化硫含量的方法。
【背景技術】
[0002] 鉛和鋅在自然界總是在一起被發(fā)現(xiàn)的。例如，位于澳大利亞昆士蘭州伊薩山的礦 石體包括了具有鉛和鋅二者的礦石。
[0003] 伊薩山的鉛/鋅礦石被開采且形成了兩種精礦，即鉛精礦和鋅精礦。鉛以及鋅之 間的分離不是完美的，因此一些鋅進入鉛精礦中，反之亦然。鉛精礦被傳送至鉛熔煉爐。鉛 熔煉爐將精礦轉換成鉛金屬以及礦渣。礦渣包含鉛熔煉操作中使用的各種助熔劑以及顯著 量的鋅。礦渣的鋅含量可以在10至15%重量比之間變化。伊薩山的礦渣具有的平均鋅含 量為大約12%重量比。
[0004] 礦渣還包含顯著量的鐵、硅和氧化鈣。例如，礦渣可以包括大約23%重量比的鐵、 大約21%重量比的硅和大約23%重量比的氧化鈣。
[0005]由于源自鉛熔煉操作的礦渣包含顯著量的鋅，這代表了潛在價值的資源，從該資 源可以回收鋅。在過去的40年間已經進行了大量的努力來嘗試開發(fā)一種處理以從源自鉛 熔煉處理的礦渣回收鋅。最通常使用是渣煙化法，從而生產氧化鋅，氧化鋅要求進一步處置 以移除有害雜質。
[0006] 通過從鉛熔煉爐礦渣進行濕法冶金來回收鋅的先前努力產生了一個問題，這是由 于在礦渣中存在大量的硅（典型地超過20%重量比）。如果礦渣經歷浸濾步驟以使用硫酸 作為浸濾劑從礦渣浸濾出鋅，硅在浸濾步驟中也會溶解。但是，溶解的硅然后趨向于形成不 溶的化合物，該化合物呈凝膠的形式，極難（如果可能的話）從液劑分離出。
[0007] 另一問題涉及將鋅從溶液回收成適于銷售的形態(tài)。實現(xiàn)此的工業(yè)可接受方式是， 通過溶劑提取或者純化以及電解法從溶液移除所有致污物以生產相對純的鋅產品?；厥珍\ 的該方法在一些區(qū)域是不可能的，諸如昆士蘭州的伊薩山，因為此處無法獲得足夠的用于 電解法的發(fā)電能力。結果，在一些例子中已經采用的是將鋅沉淀為氧化物精礦的處理。例 如，美國專利6726889(其整個內容此處通過交叉引用并入）中描述的處理已經成功試驗， 可回收高度的氧化鋅精礦。在美國專利6726889中，描述了一種處理，其中硫酸鋅溶液在pH 為8. 5-10. 0及最小溫度75°C下接觸熟石灰，以產生氧化鋅以及石膏。兩個產物能夠根據(jù)重 量而分離，通過使石膏不斷經歷生長循環(huán)能夠改善這種分離。當實現(xiàn)30ym的分裂尺寸時， 可導致高質量的氧化鋅精礦。使用這種方法在試點測試作業(yè)中已經獲得了良好的鋅回收以 及精礦等級。例如，已經實現(xiàn)了 65%以上的鋅純度以及90%以上的回收率。但是，在描述 的操作條件下，從礦渣中浸濾出且與鋅一起位于溶液中的鎂會傳送至精礦。形成的鎂濃度 (3-4%)使得精礦當售給鋅精煉廠時會收到顯著的處罰。結果，美國專利6726889所描述 的處理不適合于從礦渣浸濾溶液生產可售精礦。鎂濃度使得氧化鋅精礦僅能夠在具有顯著 財務處罰的情況下才能出售，使得整個處理是不利的。
[0008] 使用硫化鉛精礦作為供給材料的許多鉛熔煉爐還生成顯著量的二氧化硫。二氧化 硫隨著煙氣離開鉛熔煉爐。許多其他處理還導致形成了包含302的廢氣或者煙氣。結果， 廢氣或者煙氣將通常需要處置在將廢氣排出至大氣之前以降低二氧化硫含量。在燒結裝置 /鼓風爐鉛熔煉爐布置中，生成具有低S02濃度的高體積的廢氣。典型S0 2移除處理包括將 熔煉爐連接至硫酸裝置或者氣體洗滌處理。尤其為了滿足現(xiàn)代排放目標，從燒結裝置用硫 酸裝置進行高效率的30 2捕獲是困難的以及貴的，這是由于S02濃度低以及氣體體積高。尾 氣或者低強度氣體流可以被洗滌處理所處置。例如，可以用石灰或者石灰石洗滌廢氣以移 除S02。當然，這要求供應石灰或者石灰石，這會增加操作成本。
[0009] 申請人強調的是，該處理中討論的現(xiàn)有技術并不在澳大利亞或其他地方形成公知 常識。
[0010] 整個該說明書中，采用的術語〃包括〃或者其語法等同詞具有廣義意思，除非文本 另有規(guī)定。

【發(fā)明內容】

[0011] 在第一方案中，本發(fā)明提供了用于從源自鉛熔煉的礦渣回收鋅的方法包括：將礦 渣在一條件下經歷浸濾步驟，在所述條件中，鋅溶解于溶液中以及礦渣中存在的硅溶解以 及再沉淀成易于從液體分離的形式；以及從所述溶液回收鋅。
[0012] 在另一方案中，本發(fā)明提供了用于從源自鉛熔煉的礦渣回收鋅的方法包括：將礦 渣在至少兩個階段經歷浸濾，在第一浸濾階段從礦渣移除僅部分鋅，在第二階段從礦渣進 行進一步的鋅浸濾以形成富有的浸濾溶液；以及從所述溶液回收鋅?？商鎿Q地，能夠使用單 個階段，但這取決于所需洗滌的程度以及從礦渣進行鋅回收的目標。
[0013] 在該方案的實施例中，浸濾步驟可以包括第一階段和第二階段，但是也可以使用 多于兩個的浸濾階段。
[0014] 在一些實施例中，在從浸濾溶液回收鋅的步驟之前，浸濾溶液可以被處置以從其 沉淀出鐵。
[0015] 在另一溶液中，本發(fā)明提供了用于從源自鉛熔煉的礦渣回收鋅的方法包括：將礦 渣在一條件下經歷浸濾步驟，在所述條件中，鋅溶解于溶液中，將硅以10gSi/L.h或者更少 的具體硅添加率（如以下限定的）添加至浸濾步驟，將所述溶液與固體殘留物分離；以及從 所述溶液回收鋅。
[0016] 在進一步方案中，本發(fā)明提供了用于降低氣體流的so2含量的方法，包括以下步 驟：使氣體流接觸包含源自鉛熔煉爐的礦渣的漿料以引起鋅從礦渣的浸濾；以及從漿料分 離出so2含量降低的氣體流?？梢詮慕V液劑回收鋅。
[0017] 在進一步方案中，本發(fā)明提供了用于從源自鉛熔煉的礦渣回收鋅的方法，包括以 下步驟：使氣體流接觸包含源自鉛熔煉爐的礦渣的漿料以引起鋅從礦渣的浸濾；以及從漿 料分離出so2含量降低的氣體流。
[0018] 在一些例子中，可以需要的是，在礦渣其供給至本發(fā)明的方法之前磨礦或者碾磨 礦渣。磨礦或者碾磨將降低礦渣的粒子尺寸，適當執(zhí)行磨礦或者碾磨步驟使得礦渣的粒子 尺寸降低至期望粒子尺寸，期望粒子尺寸提供了良好的浸濾能力并且能夠易于懸浮在攪拌 式反應器中。用于磨礦尺寸的上限將典型地是保持固體懸浮所需的攪拌功率。本發(fā)明人已 經發(fā)現(xiàn)，磨礦或者碾磨礦渣使得粒子尺寸降低，使得P8(l約為30至300ym，更優(yōu)選地為30至 150ym，甚至更優(yōu)選為大約65ym，這是合適的。
[0019] 礦渣經歷浸濾以溶解包含在礦渣中的鋅。在一些實施例中，礦渣經歷酸浸濾處理。 無機酸是浸濾處理中使用的合適的酸，優(yōu)選是硫酸。還能夠使用來自鋅熔煉爐的富含硫酸 的廢電解液。作為硫酸的替換，作為浸濾劑的添加物被直接稀釋噴射，或者二氧化硫的濃縮 流（S02)作為浸濾劑。例如，502氣流能夠以通常方式在常規(guī)濕法冶金反應器中或者在改進 的煙氣脫硫（FGD)處理中接觸漿料。S02將與氣體流中的氧氣以及Fe++離子反應以生成硫 酸，如果硫酸已經添加至處理的話可執(zhí)行相同責任。有利地、氣體流還降低了其S02含量。
[0020] 在本發(fā)明的一些實施例中，浸濾處理可以包括單個階段浸濾處理。
[0021] 在本發(fā)明的其他實施例中，浸濾處理可以涉及浸濾以移除包含在礦渣中的部分 鋅，之后在更低的pH下進一步浸濾以從礦渣進一步移除鋅。在這些實施例中，浸濾處理可 以包括第一階段浸濾處理和第二階段浸濾處理。
[0022] 浸濾處理初始涉及將礦渣接觸浸濾劑，諸如酸浸濾劑。礦渣可以呈干礦渣的形式 供給至浸濾處理，或者其可以呈礦渣漿料的形式被供給。礦渣可以與水混合以生產礦渣漿 料。如果包含S02的氣體流用作浸濾劑，則使用包含礦渣的漿料。
[0023] 在本發(fā)明的一些實施例中，浸濾處理可以執(zhí)行為在第一階段從礦渣移除部分鋅以 及在第二階段進一步移除鋅。為了說明的方便及簡要，以下將參考第一階段浸濾處理和第 二階段浸濾處理描述本發(fā)明。但是，應理解的是，這旨在包含不同的處理容器中執(zhí)行的兩個 不同的浸濾階段，以及在初始條件下在單個容器中執(zhí)行的浸濾處理執(zhí)行及之后改變浸濾條 件以從礦渣進一步浸濾鋅。因而，浸濾處理的〃第一階段〃和〃第二階段〃應該理解為該 含義。
[0024] 浸濾處理的第一階段涉及添加浸濾劑，諸如酸或者S02，添加的量提供了僅部分酸 需求。在整個該說明書中，術語〃酸需求〃將理解的是意味著，提取礦渣中包含的約95%鋅 所需的酸量。在一些實施例中，添加酸，其量使得在浸濾處理的第一階段中從礦渣提取40% 至70%的鋅，更優(yōu)選地