降低锌湿法冶炼过程浸出渣含锌的处理工艺

降低锌湿法冶炼过程浸出渣含锌的处理工艺

杨双龙,崔文聪

云南驰宏锌锗股份有限公司会泽冶炼分公司   云南曲靖  655000

摘要：在锌冶炼处理过程中，常用浸出工艺包括了常规浸出、高温高酸浸出、直接浸出，第一种处理工艺相较剩余两种，拥有投资成本少，处理工艺周期短的工艺优势，但是在使用过程中存在浸出渣中过高的含锌量，锌的回收率不高这一问题。根据以往锌冶炼的浸出工艺经验，达到19%~22%的浸出渣含锌量，较热酸浸出渣5%~8%的含锌量明显要高。所以对于锌冶炼企业来讲，想要提升锌冶炼过程中的锌回收率，减少浸出渣的渣量，控制锌冶炼成本投入，就要降低锌的浸出渣含锌。本文对降低锌湿法冶炼过程中浸出渣含锌量的处理工艺进行试验探讨并加以总结。

关键词：锌湿法；冶炼；处理工艺

引言

生产锌时会产生各种类型的渣，而且绝大多数都属于危险的固体废弃物。虽然大部分都可以返回到主流程当中，将含有的有价金属提取出来，但是仍然会存在一些冶炼渣，没有办法有效利用，存在环境污染风险，这成为了行业发展当中急需解决的技术和共性问题。

1锌冶炼工艺现状

1.1浸出过程流量大

在浸出处理工艺中达到600m3/h的流量，为了能够确保冲矿流量充足，预防沸腾炉焙砂发生“沉底”，中性浸出循环流量基本达到了400m3/h，另外加入200m3/h废酸，基本达到了450m3/h的酸性进出流量，分别包括100m3/h、100m3/h、250m3/h的分级底流、废酸与中性底流。在浸出过程中过大流量不仅压缩了浸出时间，过低的温度和初始酸度，还随之降低了铜、锌内有价金属的浸出率，过大流量加大了浓缩澄清压力，极易导致浓缩槽的上清液过于浑浊，增高含固量，导致对后续的净化生产造成严重影响。酸上清浑浊还会导致系统内部的浸出渣恶性循环，对生产渣平衡性有所突破，严重情况下甚至会无法维持浸出过程。

1.2浸出过程温度低

该厂就降低锌湿法冶炼过程浸出渣含锌的合理与科学性做了大量的试验论证工作，运用了热焙砂冲矿、蒸汽加热这两种升温方法。因为较大的浸出流量所致未能达到充足的升温时间，过低的浸出温度，在中性浸出时上清温度在65℃以内，酸性进出槽的温度在80℃以内。尤其秋冬季节气温骤降，对蒸汽需求量的增加所致降低了蒸汽压力，进一步无法保障浸出过程温度。过低的浸出过程温度对铜、锌内有价金属浸出率降低，并且中上清过低温，也会影响后续的杂质去除率。

1.3球磨分级效果差

该厂在浸出处理过程中锌精矿粒度较稳定，并且浸出系统还搭配部分外购沸腾炉焙砂，所致生产中分级机底流口通常被大块未浸溶杂物、物料堵塞，对此需要工人经常挫底流口，增加了口径所致底流流量逐渐增加，降低了球磨效果，在球磨后烘焙基本无法达到超过100μm以上的粒度要求。在进入后续酸性浸出工艺之后，对液固反应的表面积有所降低，随之降低了铜、锌内有价金属浸出率，浸出过程中粗粒度焙砂过快沉降，更易所致浸出死槽，对生产造成很大影响。

2锌湿法冶炼处理工艺

2.1回转窑挥发法处理浸出渣

回转窑挥发法处理常规浸出渣是通过碳热还原回收氧化锌粉。铅、铟、镉、锗、镓等有价金属的氧化物被还原为单质，从熔融渣中挥发出来与窑尾鼓入的空气反应生成金属氧化物，在烟气中回收。锌的挥发率在90%以上，浸出渣中Fe、SiO2及杂质几乎都进入窑渣，窑渣中含Zn1.5%、Fe20%~25%、Pb2.0%、In0.02%、S2.0%、Ag150g/t，部分稀散金属富集于氧化锌中，可进一步利用。但该法流程长，设备的建造和维修费用高，工作环境差;金、银、铜等不易挥发的有价金属无法得到回收，进入窑渣弃置;氧化锌粉进入浸出流程前需经多膛炉脱氟、氯;产生的烟尘量大，SO2浓度低，须脱硫处理。广西南方有色采用的富氧挥发锌浸出渣技术，可有效降低燃料消耗并保持高的锌回收率。

2.2热酸浸出法处理氧化锌焙烧烟尘

焙烧烟尘为高温氧化焙烧电尘及二次焙烧的旋涡尘、电尘的混合，含Zn35%、Pd15%、Fe10%、Cd5%，葫芦岛锌厂将硫酸化焙烧-中性浸出烟尘处理工艺进行改造，处理焙烧过程中富集锌、镉、铅等的次级氧化锌烟尘。生产中采用复浸出流程，第一段中性浸出是将氧化锌浸出;第二段为热酸浸出，镉的浸出率比锌的浸出率低，铅以硫化铅和硫酸铅的形态存在于渣中。为使锌、镉浸出时能保持较高的浸出率，需加入适量的铁渣来调整。综合回收的最终产品为七水硫酸锌、精镉、和铅泥（富集铅40%以上的硫酸铅），送铅系统中以提取铅、银，此工艺可从氧化焙烧的烟尘中回收了锌、镉、铅、银。

2.3火法处理技术

（1）回转窑挥发法

类似于常规浸出渣处理，在1200℃左右将铁矾渣与焦粉在回转窑中还原挥发，回收其中的铅、锌。此法产生的窑渣中铅锌含量低，但能耗高。利用真空碳还原法对铁矾渣进行还原蒸馏，在1000℃下保温90min，加入一定量的煤粉和脱硫剂，铅、锌的回收率均达到99.4%。还原后渣经湿式磁选，得到含铁62.43%的铁精矿，铁矾渣中铁的直收率达到78.2%。

（2）焙烧-浸出法

经过试验探究出中低温焙烧-NH4Cl浸出-碱浸黄钾铁矾渣的新工艺。将铁矾渣在650℃下焙烧后分解为Fe2O3、ZnSO4和PbSO4，再用NH4Cl浸出，Zn、Pb、Cd的浸出率均达95%以上，可进一步回收。分离后用NaOH溶液浸出，将As和Si脱除，最终铁以Fe2O3的形式留在渣中，渣含铁量达54%左右，可作为铁精矿或配矿，铁的总得率在90%以上。

（3）富氧侧吹熔炼法

富氧侧吹熔炼法通过两台富氧侧吹炉来处理锌浸出渣:第一台炉内将浸出渣进行干燥、熔化并造渣，生成的热渣进入第二台炉内使锌挥发进入烟尘，通过调节炉内气氛，形成含金银的粗铅相或冰铜相。两台炉采用碎煤作燃料和还原剂，处理热酸浸出中产出的铁渣时需加入石灰石和石英石作熔剂。此法节能环保，有价金属回收率高，未来可以取代传统回转窑处理浸出渣工艺。

3改进处理工艺效益分析

3.1浸出温度影响含锌量

根据试验结果发现浸出温度的逐渐提升，两段合并前及合并后在浸出渣含锌量均呈下降所趋，主要因为锌焙砂酸浸中，所受物质化学反应和扩散速率的主要影响。在75℃以内浸出温度试验条件时，随着温度的逐渐升高浸出渣的含锌量逐渐降低，在超过75℃时，浸出渣含锌量逐渐接近水平，表示75℃浸出温度比较合适，有助于浸出过程。

3.2浸出时间影响含锌量

根据试验结果发现随着浸出时间的不断增加，浸出渣内的含锌量呈现逐渐下降趋势，表示经本次处理改进工艺延长了浸出时间至4h，处于4h这一浸出时间条件下，浸出渣的含锌量能够达到最低，并且两段处理工艺合并之后，浸出渣的含锌量较处理之前明显降低，表示浸出时间为4h时有助于浸出锌焙砂。

3.3酸度影响含锌量

根据试验结果发现随着溶液内pH值逐渐增加，浸出渣的含锌量随之增高，在本次改进处理工艺后两段合并后，降低了浸出渣的含锌量。这一现象主要由于降低了溶液酸度，在锌焙砂内含锌化合物并不能够完全反应，或是无法稳定存在所致浸出渣的含锌量增高，根据试验结果发现浸出溶液1.5~2.0pH值比较合适。

结束语

随着我国生态、环保要求的提高，绿色、经济的方法处理湿法炼锌过程中的冶炼渣，已成为制约企业可持续发展的共性问题，也是今后湿法炼锌新技术研究的重要课题。本文在降低锌湿法冶炼过程浸出渣含锌的处理工艺上进行积极探索，根据某厂现有工艺问题提出改进思路，在试验过程中发现通过加强对浸出磨矿粒度、生产工艺、现场操作等方面的检查和跟进，从而提高浸出率，达到提高锌精矿有效利用的目的。

参考文献

[1]董高峰,杨腾蛟,孔金换.降低锌冶炼中浸出渣水含量的研究与应用[J].硫酸工业,2019,No.295(04):31-34.

[2]何启贤,周裕高,覃毅力,等.锌浸出渣回转窑富氧烟化工艺研究[J].中国有色冶金,2017,46(3):49-54.