湿法冶金技术从硫化锌精矿中冶炼锌的全过程解析

湿法冶金技术从硫化锌精矿中冶炼锌的全过程解析

湿法冶金技术是一种在水溶液中进行提取冶金过程的技术，广泛应用于金属的提取和精炼。本文将详细介绍湿法冶金技术中从硫化锌精矿中冶炼锌的具体过程，包括锌焙砂浸出、浸出液净化和硫酸锌溶液电解沉积三个主要步骤。

湿法冶金技术是在水溶液中进行提取冶金过程的技术。用试剂浸出矿石、精矿或其他原料中所含的有价组分，使其进入液相，再对液相中的组分进行分离和富集，最后以金属或其他化合物的形式加以回收的方法。

整个湿法冶金过程分为三个步骤：浸出，净化，金属沉积。

锌的湿法冶金过程包括：锌焙砂浸出，浸出液净化，硫酸锌溶液电解沉积。

锌焙砂浸出

硫化锌精矿经沸腾焙烧后得到的焙砂除含ZnO外，还含有各种金属化合物，如CaO、MgO/Fe3O4、CuO、PbO、CoO、NiO以及铁酸锌（ZnFe2O4）等。浸出锌焙砂常用的方法是酸浸，酸浸用的酸使稀硫酸。氧化锌以及其他各种金属氧化物都比较容易溶解于稀硫酸介质中，单铁酸锌溶解比较困难，因此为了提高锌焙砂中锌的浸出率，锌焙砂的浸出一般分为三个阶段：中性浸出、酸性浸出、低酸浸出。

浸出液净化

湿法冶金净化方法：离心沉淀法、置换法、有机溶剂萃取法、离子交换法、膜分离法、结晶法等。

锌焙砂浸出液净化方法常用离心沉淀法和置换法分离杂质离子。锌焙砂的浸出是多段浸出，最终得到的浸出液除含锌离心外，还含有各种杂质离子，这些杂质离子有：Fe3+、Fe2+、Cu2+、Co2+、Ni2+、锑（Sb）、砷（As）等，其中高温高酸浸出液中铁离子浓度高达30g/L以上，其他杂质浓度较低，但危害大，都要进行净化分离。

由于铁离子浓度大，不能用简单的水解法分离。1960年以来，工业上先后用更先进的黄钾铁矾法、转化法、针铁矿法、赤铁矿法除铁。这些方法优点是：铁沉淀结晶性能好，易沉降、过滤和洗涤。浸出液中大多数的铁、砷、锑等杂质沉淀除去，但还有其他杂质离子，如铜、镉、钴、镍、氟和氯以及少量砷、锑等离子，这些离子对锌的电解都十分有害，需要净化除去。

（1）净化除铜镉

依据锌的活性比铜镉大，用锌粉置换法分离硫酸锌溶液中的铜镉。除铜镉条件：温度4550℃，锌粉用量1.62.0倍，锌粉粒度为0.105~0.125mm以下。

（2）净化除钴

由于置换法中，钴酚反应速度太慢，需要加入添加剂，即加入铜盐、砷盐或锑盐等物质，将钴置换沉淀。

硫酸锌溶液电解沉积

金属沉积方法有：电解沉积、金属置换沉积和气体还原沉积等方法。

用于硫酸锌溶液金属沉积的方法是电解沉淀法。用净化后的硫酸锌作电解液，加入适当的添加剂（SrCO3、胶，吐酒石组成），用铝作阴极，铅银合金作阳极。温度控制在30~40℃，电解得到电积锌。