昆明理工大学有色冶金专论研究生考试锌冶金复习题

1. 在硫化锌精矿焙烧的过程中，硅酸盐和铁酸锌的生成对后续冶炼过程有什么危害？如何避免铁酸锌的生成？

在湿法浸出时，由于铁酸锌不溶于稀硫酸，留在残渣中而造成锌的损失。因此，对于湿法炼锌厂来说，为了尽量提高焙烧产物中的可溶锌率，力求在焙烧中避免铁酸锌的生成。可采用下列方法：

(1)加速焙烧作业，缩短反应时间，以减少在焙烧温度下ZnO与Fe2O3颗粒的接触时间；

(2) 增大炉料的粒度，以减小ZnO与Fe2O3颗粒的接触的表面

(3) 升高焙烧温度并对焙砂进行快速冷却；

(4)将锌焙砂进行还原沸腾焙烧(采用双室沸腾炉)，用CO还原铁酸锌，使其中的Fe2O3被还原，破坏了铁酸锌的结构而将ZnO析出。3(ZnO ·Fe2O3) + CO = 3ZnO + 2 Fe3O4 + CO2

2. 在湿法炼锌的热酸浸出过程中，从含铁高的浸出液中沉铁有哪些方法？请说明其原理及优缺点。根据沉淀铁的化合物形态不同，热酸浸出过程中采用的沉铁方法有黄钾铁矾法、针铁矿法和赤铁矿法。·黄钾铁矾法的原理：

使三价铁以黄钾铁矾复盐的形式从弱玻溶液里沉淀出来并使ZnO·Fe2O3中的锌溶解，其基本反应为：3Fe2(SO4)3 + 2A(OH) + 10H2O = 2A Fe3(SO4)2(OH)6 + 5H2SO4

式中A代表K+、Na+、NH4+、H3O+等离子。

ZnO·Fe2O3 + 4H2SO4 = ZnSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O

·黄钾铁矾法的优缺点：

1)黄钾铁矾沉淀为晶体，易澄清过滤分离；2)金属回收率高；3)碱试剂稍耗量少；4)沉铁是在微酸性(pH＝1.5)溶液中进行，需中和剂ZnO少；5)铁矾带走一定的硫酸根，有利于保持酸的平衡；6)脱砷、锑的效果不佳，也不利于稀散金属的回收；7)黄钾铁矾渣渣量大(渣率40%)，渣渣锌高(3~6%)，渣中含铁低(25~30％)，难于利用，堆存时其中可溶重金属会污染环境。

·针铁矿法原理：

在较低酸度（pH=3~5）、低Fe3+浓度（< 1 g/l）和较高温度（80~100℃）的条件下，浸出液中的铁可以呈稳定的化合物针铁矿（Fe2O3·H2O或 -FeOOH）析出。如果从含Fe3+浓度含高的浸出液中以针铁矿的形式沉铁，首先要将溶液中的Fe3+用SO2或ZnS还原成Fe2+，然后加ZnO调节pH值至3~5，再用空气缓慢氧化，使其以针铁矿的形式析出。其基本反应如下：2FeSO4 + 2ZnO + 0.5O2 +H2O = 2ZnSO4 + Fe2O3·H2O

·针铁矿法沉铁的优缺点：

1)铁沉淀完全，溶液最后含Fe3+<1g/L；2) 铁渣为晶体结构，过滤性能好；3) 沉铁的同时，可有效地除去As、Sb、Ge，并可除去溶液中大部分(60~80%)氯；4) V·M法需要对铁进行还原-氧化过程，而E·Z 法中和酸需要较多的中和剂；5)铁矿含有一些水溶性阳离子和阴离子(即12%SO42-或6%Cl-)，有可能在渣堆存时渗漏而污染环境；6)对沉铁过程pH值的控制要比黄钾铁矾法严格。

·赤铁矿法原理：

当硫酸浓度不高时，在高温（180~200℃）高压（2000kPa）条件下，溶液中的Fe3+会发生如下水解反应得到赤铁矿（Fe2O3）沉淀：Fe2(SO4)3 + 3H2O = Fe2O3 + 3H2SO4

如果溶液中的铁呈Fe2+形态，应使其氧化为Fe3+。产出的硫酸需用石灰中和。赤铁矿法的沉铁率可达90%。

·赤铁矿法的优缺点：

锌及伴生金属浸出率高，综合回收好，产渣量少，渣的过滤性好，渣含铁高（58%），可直接用作炼铁原料。

需用高压釜，建设投资费用大，蒸汽消耗多，酸平衡问题用石灰中和解决但产生大量的CaSO4渣。

3. 湿法炼锌渣处理工艺目的、原理、工艺流程、工艺特点。

常规法（回转窑还原挥发法、硫酸化焙烧法、电热蒸馏法及鼓风炉熔炼法等）和热酸浸出法（黄钾铁矾法等），简单介绍其中一种方法。

回转窑还原挥发法：

4. 富铟渣（物料）提取精铟工艺过程。