簡述我國稀有金屬資源的綜合回收
含鎵、鍺高的硫化鋅精礦采用傳統的常規濕法煉鋅工藝,原料中約98%以上的鎵、鍺進入鋅浸出渣,采用回轉窯揮發處理鋅浸出渣,鎵、鍺在還原揮發工序回收率分別只有8%、60%,資源未得到充分的利用。
采用兩段逆流氧壓浸出工藝浸出硫化鋅精礦綜合回收鎵、鍺,鋅浸出率98%~99%,Ca浸出率90%,Ge浸出率95%,浸出液終酸10~15g/L,Fe3+0.1g/L,水泥生產設備通過焙砂中和、鋅粉置換富集鎵、鍺,富含鎵鍺的置換渣經烘焙、氯化蒸餾、萃取、電解可獲得Ga99.99%的電鎵,GeO267.5%的粗二氧化鍺,鎵回收率達71%,鍺回收率達65%,經濟、有效地綜合回收了精礦中富含的鎵鍺等稀散金屬,提高了鎵鍺資源的綜合回收率。置換后液經除鐵、凈化、電積后,鋅回收率可達96%。二段氧壓浸出渣通過浮選及加熱過濾可獲得S99.8%的元素硫,總硫回收率達82.6%,精礦中的硫以元素硫形式回收,較好地解決了有色金屬冶煉工藝中主要污染源-二氧化硫氣體對環境的污染。文章研究了硫化鋅精礦兩段逆流氧壓浸出的原理及綜合回收鎵、鍺的工藝。
鋅氧壓浸出工藝是由一個簡單的基本反應來完成的。硫化鋅精礦與加入到溶液中的廢電解液在一定溫度與氧壓下反應,以硫化物形式存在的硫被氧化為單質硫,鋅轉化到溶液中成為可溶性硫酸鹽。
氧壓浸出時鋅精礦中各元素的行為與浸出時的溫度、氧氣分壓、以及酸的強度密切相關。鋅、銅一般被浸出進入溶液;元素硫及鉛的水解產物進入渣中;鐵的行為比較復雜,既可進入溶液也可水解進入渣中。因此控制二段逆流氧壓浸出的溫度、汞礦粉烘干機酸度、氧分壓,使鐵大部分以Fe2+的形式進入氧壓浸出上清液,鎵、鍺等稀散金屬隨同鐵的走向大部分以鎵離子、鍺離子的形式進入氧壓浸出上清液。鐵元素大部分以亞鐵形式在溶液中,最小化三價鐵水解沉淀,減少了溶液中鎵和鍺隨水解三價鐵共沉淀引起的損耗。