濕法煉鋅渣綜合利用工藝現狀及分析

1、技術與裝備 lT e c h n o l o g y ＆E q u i p m e n t濕法煉鋅渣綜合利用工藝現狀及分析 鋅渣綜合利用的工藝方 法選擇主要取決于鋅渣的性 質 ，應根據 浸出渣的具體 性質 ，結合各個工廠的生產特點來選擇合適的生產方法。本文重點闡述 了鋅濕法 冶煉產出的鉛銀渣的處理工藝 ，提出了濕法煉鋅渣綜合利用 回收有價金屬的工藝 選擇應注意和考慮 的問題。文 I 楊建軍 丁 朝 -李永祥 謝克強 黃孟陽 王俠前

2、目前 ， 濕 法 煉 鋅 工 藝 主 要 包 括 ：常 規(guī) 濕 法 煉 鋅 工 藝 、 高 溫 熱 酸浸 出 工 藝、 硫 化 鋅 精礦 富 氧 常 壓直 接浸 出工藝 以及 硫化 鋅精礦 直 接加壓浸 出工藝。盡管富氧常壓 直接浸 出 與加壓 直接 浸出 是 目前濕法 煉鋅 的 新技術 ，也是 發(fā)展趨 勢 ， 但 由于歷史原 因 ， 國 內 目前 主 流還 是 常規(guī) 浸 出 工 藝 和 高溫熱酸浸 出工藝 ， 其工藝流程如圖 1 、圖

3、 2 所 示 】 。高 溫熱酸 浸 出工藝 的實質 就 是將 中性浸 出渣進行 高溫高酸浸 出， 使在低 酸 中 難 以 溶 解 的 鐵 酸 鋅 以 及 少 量 其 他 未溶解的鋅化合物得到溶解 ， 從而進一 步 提 高 鋅 的浸 出率 。無 論 采 用 常 規(guī) 濕 法 煉鋅工藝還是高溫熱酸浸出工藝 ， 最終 均產出相當數量 的浸出渣。 如焙燒 礦常 規(guī)兩段浸 出工藝， 其渣 率高 ， 一 般高達 4 0 ％ ～ 5 0 ％，渣 中

4、鋅 、鉛 、銅 、鎘 、銀 、銦等有價金屬 含量 較高， 這些有價金屬 主要以金屬氧化物、 硫化物、 硫酸鹽等形 式存 在 ， 需 采 用 揮 發(fā) 法 將 渣 中的 鋅 等 有 價 金屬 進行 回收 。采用熱 酸浸 出， 盡 管流程 縮短 了，但仍然產出大量 的廢渣 ( 鉛銀渣、 鐵渣) 。據某個產 能為 2 O 萬 t ／ a 的電鋅冶煉廠統 計， 年產出鉛銀渣約 7 8 ． 4 萬 t ( 干量 ) ， 其 化學成分見表 1 。近

5、年 來 ， 國 內鉛 鋅 企 業(yè) 產 能擴 張較 快 ， 資源 供 給矛盾 1 3 趨 緊 張 ， 國 內有 色行 業(yè)競爭的焦點將轉移到對資源的占有和 資源綜合回收利用技術上來。 因此， 對濕 法煉鋅渣 中有價金屬進行綜合 回收利用 已是 一項 刻不容 緩 的工 作 。4 4 世 界有 色金 屬 2 0 1 1 年 第 6 期國 內外 鉛 銀 渣綜 合 利用現 狀 鉛 銀 渣 綜合 回收 方式分為兩類 ： 濕法浸 出 富集 和 火法 富

6、集 。浸 出富集是利用適當的溶 劑 將 原料 中 的有 用成 分 轉 入 溶 液 ， 主 要有 硫 化 一 浮 選 浸 出 、 硫 脲 浸 出、氯 鹽 浸 出、氰 化 浸 出、 硫酸化焙燒 - 浸出 ；在熱 酸浸 出． 鐵礬 ( 或 針鐵礦，赤鐵礦 ) 沉鐵 方法 問世以前， 國內外 廠家 大都 采用 火法 處理 濕法 鋅 渣 ，以回 收 其 中的有 價 金屬 ， 主要 有 回轉窯揮發(fā)工藝、 煙化工 藝、浸沒熔煉、奧斯麥 特 ( Au

7、s me l t ) 、基 夫 賽 特 煉 鉛 工藝 、 氧氣 底 吹 工 藝 。其 中，硫 化 一 浮 選 浸 出、 硫 脲 浸 出 、 氯 鹽 浸 出 、回 轉 窯 揮 發(fā) 、煙化、浸沒熔煉在實 際 中運用 得最 多 。1 ． 濕 法 浸 出富集 圖 1鋅焙 砂浸 出的常規(guī)工藝流程 度電解液 圖2鋅焙砂 的熱酸 浸出流程 ( 1 ) 硫化 一 浮選工藝 硫 化 · 浮 選 工 藝 處 理 鉛 銀 渣 ， 主 要 目的是綜合

8、 回收渣 中的銀 ， 但其回收率 表 1某廠鋁銀渣化學成分表 ( ％ )僅為 6 0 ％左右。 濕法煉鋅浸 出渣 中大約 8 0 ％ 的 銀 以硫 化 物 和 單體 形 態(tài) 存在 ， 且 9 0 ％ 以 上 的銀 分 布 在 一 2 0 0目可 浮選 粒 級 范圍內，因此浸 出渣可采用直接浮選法 或預處理后再浮選的方法 回收銀。成分 ca 0Z nZ n水 FeI nC uP bS i O2Ag ／ g- t鉛銀 渣 1 3 ．

9、1 37 ． 5 53 ． 0 S7 ． 6 30 ． 01O． 2 85 ． 0 41 8 ． 6 85 1 3 ． 1 2技術與裝備 lT e c h n o l o g y ＆E q u i p m e n t圖 3 浸 出渣熔化煙化 工藝流程圖 婦氣矗 l 磕 化法是在液相中 ( 熔融狀態(tài) ) 進行 ， 而回 轉窯揮發(fā)工藝則是在固態(tài)下還原揮發(fā)鋅。作為煙化工藝還 原劑和爐燃料 的煤是廉 價消耗 品， 工藝所產出的金屬氧化物也 易處

10、理 ， 因此， 相比起來 ， 煙化工藝最易 產 出環(huán)保型渣， 煙化工藝流程圖見圖3 。據報道 ， 韓國溫山冶煉廠采用此工藝處 理 浸 出渣 。( 3 ) 浸沒熔煉工藝 前蘇聯的 熔 池熔煉法是通過熔池 兩側的風 口向熔體噴入富氧空氣， 爐子 操作復雜 ， 而且產生的熔渣可 能堵塞風 I ： I 。 澳大利亞研究人員 吸取熔池熔煉 的優(yōu)點 ， 改進爐子 ， 簡單操作， 提出浸沒 熔煉法 。 該法通過垂直插入渣層的噴槍 向耐火材料砌筑 的熔

11、池 中的熔 體直接吹 入空氣 、 燃料和其他物質， 同時產生強烈 的攪動 ， 在熔體中發(fā)生硫化 。 氧化 ， 還原 造渣等物理化學變化的冶金過程， 避 免 因停風而產生堵塞風 口， 其基本原理與 熔池熔煉相同， 將銀及銅 、 鉛等富集于冰 銅或粗金屬相 中， 使其與渣分離。由于浸沒熔煉法處理鋅浸出渣具有 更高的金屬揮發(fā)率， 如果配套后續(xù)處理 煙塵、 冰銅及粗金屬等的設施 ， 浸沒熔煉 法完全可以代替回轉窯和浮選的方法。3 ． 其他工藝

12、表 3 為 國 內某 冶煉 企 業(yè) 煉 鋅 所 產 生 表 3 某廠鉛銀渣化 學成 分表 的鉛 銀 渣 ， 物 相檢 測表 明 ： 7 4 ． 9 ％ P b 、 5 0 ％ Z n及 7 1 ％ S以硫酸 鹽 形 式 存 在 ， 5 0 ． 5 ％ A g以硫 化 物形態(tài)存在。根 據 鉛 銀 渣 物 料 成分及物相組成，白銀 公 司 研 究 所 開 發(fā) 出一 種新工藝，以納米級 Z n O 形 態(tài) 回收 Z n ，以紅 丹 形 式 回

13、收 P b ， 其 工藝 流程 如 圖 4 所示 。這種新的氯化 工藝 可綜合回收鉛銀渣 中的 P b 、 Z n 、 F e 、 Ag 四 種 金 屬 元素 ， 經濟效 益顯 著 ?？偨Y 冶 金 渣 中有 價 金 屬 的 回收 ，是 當 今 環(huán)保的一大主題。近 l O 年來， 我 國鋅 工 業(yè)發(fā)展 迅速， 生產 能力和產量持續(xù)大 幅 度增長， 鋅 的產量和消費量 已經躍居世 界第一。 鋅冶煉廠每年都要產 出大量 的 鉛銀渣。 過去 由

14、于有價金屬價格低迷 ， 再 加 上 缺乏 經濟 ， 可行 的 回收途 徑 ， 這些 鉛 銀渣未 能得 到有效處理 ， 不僅浪費了大 量資源 ， 對環(huán)境也有一定污染 ， 而且影響 企業(yè)的經濟效益。隨著 經濟 發(fā)展對有 色 金 屬需 求 的增 長 ， 一方 面 ，由于 鉛鋅 礦 原 料供應困難、 價格大幅上漲 ， 導致鉛鋅冶 煉企業(yè)產品價格與精礦價格差越來越小 ，競 爭加劇， 促使企業(yè)進一步挖掘鉛銀渣 中 銀 、 銦 、 鉛 、 鋅 等有

15、價 金 屬 潛 力 ， 為 綜 合回收金屬提供了驅動力 。 另一方面 ， 有 價金屬價格上漲， 使鉛銀渣中銀、 鉛等有 價金屬價值大 幅提高 ， 提高 了鉛銀渣 中有價金屬綜合回收的經濟性。本 文所闡述的多種從鋅 浸出渣 中回 收 有 價金 屬的 工藝 方法 各 有優(yōu) 點與 不足 ，各 個 企 業(yè) 應根 據 浸 出渣 中有 價 金 屬 的 含 量、 種類的不同， 結合生產特點 ， 選擇合 適的經濟可行的綜合 回收工藝 ， 實現清 潔生產

16、和可持續(xù)發(fā)展。 固 成分 Z n EZ nP bF es o ： 一C uC a OMg oS i O 2SAg鉛 銀渣 ( ％ )7 ． 53 ． o 68 ． 55 ． 82 9 ． 9 50 ． O 236 90 ． 1 41 8 ． 7 81 3 ． 9 4O ． 0 24 6 世 界 有 色 金 屬 2 0 1 1 年 第 6 期重置E量 。圖4 鉛銀渣綜合回收利用新工藝流程 【 作者單位 ： 1云南銅業(yè)( 集團 ) 有限公

17、司 2 昆明理工大學冶金與能源工程學院； 3 真空 冶金國家工程實驗室 】■圃÷?！?I 】 華一新 ． 有色冶金概論 【 M】 ． 北京 ： 冶金工 業(yè)出版社 ． 2 0 0 7 ，l 1 2 ． 1 】 3 ．【 2 】 株冶科技 ． 1 9 8 2 ， ( 2 ) ： 1 - 1 2 ．【 3 1 黃 開國． 從鋅 浸 出渣 中浮選 回收銀 【 J 】 ． 中南工業(yè)大學學報 ， 1 9 9 7 ， 2 8 ( 6 ) ；

18、 5 3 0 ． 5 3 2 ．【 4 】J ． E ． Du t r i z a c ，T ．TCh e m． M i n e r a lPr o c e s s i n ga n dEx t r a c t i v eM e t a l l u r g y ，1 9 8 8 ， ( 9 7 ) 1 8 0 ．[ 5 ] 周 洪武 ，徐子 平．有色 金 屬 ( 冶煉 部分 ) ，1 9 91 ，( 6 ) ： 1 8 ．【 6 ]K

19、a k o v s k i iI． A ． e ta 1 ． T h i o c a r b a mi d e —S o l v e n tf o rGo l da n dS i l v e r ,Fi z ． Kh i m ．Os n ． P e r e r a b． M i n e r ． S y r y a ． 1 9 9 2 ． 1 4 g ．[ 7 3D． M ． Wy s i o u z i l ， R． S ． S a l

20、 t e r ， L e a d - Z n9 0 ，P r o ．W o l dS y r u p ． M e t a 1 ．En v i r o n ． Co n t r o ll l 9 t hT m s An n u ． M e e t ， 1 9 9 0 ． 8 7 ．【 8 】 比利 時專利 ． NO． 8 4 7 4 4 1 ．f 9 】 株冶科技 ． 1 9 9 0 ，1 8( 3～ 4 ) ， 2 9f 1 o ]加拿

21、大專利 ． C A． 1 0 9 0 1 4 1 ．【 1 1 】 黃 開 國 ． 硫 脲 法 從 鋅 的 酸 浸 渣 中 回 收 銀 [ J ]中 南 工 業(yè) 大 學 學 報．1 9 9 8 ， 2 9 ( 6 ) ： 5 3 8 -5 4 1 ．【 l2 ] J ． V i n a l se ta 1 ． Hy d r o me t a l l u r g y ．19 91 ，2 6 ( 2 ) ． 1 7 9 ．[ 1 3 】美國

22、專利． U S ． 6 6 0 2 4 7 7 ．[ 1 4 ]馬永濤 ， 王風 朝． 鉛銀渣綜 合利用探討 【 J ] ．中國有 色冶金 ． 2 0 0 8 ， 6 ( 3 ) ； 4 4 ． 4 9 ．[ 1 5 】 B e T H b l e ． M e t a 1 ． 1 9 8 5 ( 9 ) ， 7 ～ 1 3 ．( 1 6 1 傅 作健 ． 有 色金 屬 ( 冶煉 部分 ) ．1 9 8 8 ( 1 ) ，4I．[ 1 7