湿法炼锌渣综合利用工艺现状及分析
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摘要:湿法炼锌在世界范围内已占锌冶炼总量的80 %以上, 所以湿法炼锌浸出渣的处理工艺就备受关注。
文章将具体分析湿法炼锌浸出渣处理工艺的现状、原理,以及对一些具体处理方式进行分析和研究。
关键词:湿法炼锌;浸出渣;工艺;技术;组合中国的电锌冶炼居世界第一,湿法炼锌工艺生产的锌占世界锌产量的80%以上,而湿法炼锌不论采用何种工艺,都会产生大量的浸出渣,对环境污染相当严重,所以对湿法炼锌浸出渣的处理变得日益重要。
一、湿法炼锌浸出渣处理的重要性湿法炼锌工艺已成为世界的主要炼锌工艺,根据炼锌方法不同包括常规湿法炼锌工艺、高温热酸浸出工艺和硫化锌精矿氧压直接浸出工艺,不管哪一种工艺,都会产生数量可观的浸出渣。
据统计,每生产1吨电锌,会产出1.0~1.2吨的浸出渣以及其他挥发窑渣、铜铬渣等废渣。
对湿法炼锌浸出渣处理是环境保护的要求,也是提高资源回收利用率的需要。
(一)湿法炼锌的浸出渣属于危险废弃物,含有锌、银、铟、铅、铜、隔等大量的重金属,侵入土壤中,会造成土壤污染,致使农作物产量下降,或者浸入农作物中人类食用后威胁人类健康;(二)浸出渣的重金属如若被雨水冲刷流入河流,会造成严重的水污染;(三)浸出渣如果处理不当进入地下水,会造成Zn、Cd、Pb等重金属超标,污染水源,;(四)浸出渣中含有铅、锌、金、银、铜、铟、锗等有价金属,是可以回收利用获取经济效益的。
二、湿法炼锌浸出渣处理工艺现状我国的湿法炼锌浸出渣处理工艺存在很多漏洞。
(一)技术落后。
我国的湿法炼锌浸出渣处理工艺,目前常用的主要有两种:回转窑挥发法 、热酸浸出法。
两种处理工艺程序冗长、工作量大、能耗高、重金属回收利用率低,存在很多缺陷。
回转窑挥发法已被国家列入淘汰工艺名单。
(二)设备不足。
湿法炼锌浸出渣产生的重金属是有很多种的,而现在很多企业的浸出渣处理设备大多只能对其中一种或两三种重金属粗提取,铅、锌的回收力度不够。
(三)规模小、处理效率低,浸出渣回收场设置不合理,很多浸出渣没有及时得到处理。
湿法炼锌渣的无害化处理及资源综合回收长沙有色冶金设计研究院有限公司- 张乐如 -CONTENTS 目录概述1湿法炼锌工艺及其渣的种类2国内外湿法炼锌渣的处理方法3我国湿法炼锌渣处理的现状4湿法炼锌渣无害化处理方法选择5第一部分概述•由于环境保护意识日益增强,国家的环保政策日益严格,渣处理已经成为制约湿法炼锌的瓶颈;•湿法炼锌有多种不同工艺,产出的渣有多种,其化学成分和化学性质各不相同。
因为湿法炼锌渣属于危险废物的范围,这类危险废物产出量大,不可能也不允许长期堆存,必须进行无害化处理;•无害化处理的方法主要有两大类,一类是火法处理,另一类是填埋。
现在对危险废物填埋也作出了非常严格的规定,不仅对填埋设施提出了很高的要求,对危险废物的化学成分提出了严格的控制限值。
浸出渣即使进行预处理也无法达到控制限值的要求,例如浸出渣中的锌及其化合物(以总锌计)的控制限值为75mg/L是不可能达到的,即使反复洗涤和压滤,也只能达到1g/L左右。
危险废物允许进入填埋区的控制限值序号项目稳定化控制限值(mg/L)1 有机汞0.0012 汞及其化合物(以总汞计)0.253 铅(以总铅计) 54 镉(以总镉计)0.505 总铬126 六价铬 2.507 铜及其化合物(以总铜计)758 锌及其化合物(以总铍计)759 铍及其化合物(以总铍计)0.2010 钡及其化合物(以总钡计)15011 镍及其化合物(以总镍计)1512 砷及其化合物(以总砷计) 2.513 无机氟化物(不包括氟化钙)10014 氰化物物(以CN计) 5 危险废物填埋场要求防渗漏、防腐蚀,还需设有预处理站,建设投资很大,预处理的运行成本很高,这就增加了湿法炼锌的投资和运行成本。
因此研究湿法炼锌渣的无害化处理及综合回收是非常重要的课题。
第二部分湿法炼锌工艺及其渣的种类湿法炼锌工艺方法 热酸浸出 黄钾铁矾法 常规浸出法 热酸浸出 针铁矿法 加压氧气 浸出工艺目前常规浸出一般采用两段连续浸出,只产生一种浸出渣,其成分如下:成分Zn Pb Cu Fe CaO+MgO Al2O3SiO2S Ag(g/t) In(g/t)% 18-22 3-5 0.2-0.6 20-26 2-3 3-5 8-10 4-6 100-150 100-150 常规浸出法这种常规浸出渣具有回收价值,一般用回转窑回收其中的锌、铅和铟,产出次氧化锌烟尘,在其单独浸出过程中产生一种氧化锌浸出渣,由于该浸出渣含铅高,又称为“铅渣”或“铅泥”。
有色金属冶炼废渣有价金属湿法回收技术及现状摘要:有色金属冶炼行业发展中,会产生大量的有色金属冶炼废渣,有色技术冶炼废渣的产生,会严重污染环境。
为此需站在科学发展视角,更好的应用现代化的有色金属废渣处理技术,以清除相关污染物质。
还应根据当前有色金属冶炼废渣的有关处理情况,有效研究有色金属冶炼废渣湿法回收技术原理。
本文针对有色金属冶炼废渣湿法回收技术进行了深层次的有效探究,希望本文的论述能够为我国有色金属冶炼废渣良好回收,提供一些帮助和借鉴。
关键词:有色金属冶炼;有价金属;湿法回收前言:近年来,随着中国经济水平的不断提高,中国的有色金属冶炼行业的发展也一直如火如荼。
目前,冶炼的方法以火法为主,产生了大量的废物和废渣。
但是却一直没有对经济和环境双方都有好的回收技术来处理这些废物废渣,导致大量废渣只能闲置在一边。
而这些废渣经过冶炼后汉以后大量的例如As,Cu等迁移性的有毒重金属,长期堆在某处很可能对环境造成影响,例如污染土壤和地下水,也会让有价金属流失。
1废渣回收技术现状1.1矿物冶炼及方法矿物冶炼工艺主要是用于尾矿的回收。
由于尾矿中有色金属含量相对较少,粗精矿回收率较低,尾矿中有色金属的提取效果不理想,经济效益很小,不能调动矿山企业的积极性。
上述问题通过矿山冶金应用可以有效解决。
例如有色金属冶炼厂采用浮选+重选+磁选回收有色金属尾矿中的金属。
根据尾矿地质调查资料,主要有色金属为铜、银和钨。
该采矿制备方法回收的精矿中铜、银、钨的浓度分别为13.41%、23.64%。
回收率分别为83.88%、41.16%。
应用该冶炼方法显著提高冶炼厂的经济效益。
以浮选尾矿为例,镍含量浓度为0.3%~0.5%。
该厂采用尾矿螺旋溜槽回收镍金属尾矿,以提高回收率,增加回收率。
重选过程共配置14套设备,对效率提升和经济效益都有明显的好处。
1.2湿冶法该技术是中国有色冶金渣回收最常用、最有效的方法之一。
电解水溶液。
该回收技术具有工况低、无高温、无粉尘危害、金属回收效率高、毒性小等特点废气排放。
湿法炼锌高温净化渣资源化利用的研究摘要:随着工业化进程的加快,炼锌产生的高温净化渣被大量排放,
给环境带来了严重的污染问题。
本文通过对湿法炼锌高温净化渣的资源化
利用进行研究,并探讨了其潜在的经济和环境效益。
实验结果表明,湿法
炼锌高温净化渣可以通过一系列工艺步骤得到高附加值的产品,如硫化锌、氧化锌等。
资源化利用不仅可以减少渣渣排放量,还可以实现废弃物资源
化和循环利用,具有重要的经济和环境效益。
关键词:湿法炼锌;高温净化渣;资源化利用;经济效益;环境效益第一章引言
1.1研究背景
1.2研究目的
1.3研究意义
第二章湿法炼锌高温净化渣的性质分析
2.1渣渣成分分析
2.2物理化学性质分析
2.3粒度分布分析
第三章热处理工艺对湿法炼锌高温净化渣的影响
3.1热处理温度对渣渣性质的影响
3.2热处理时间对渣渣性质的影响
3.3热处理工艺对渣渣资源化利用的效果
第四章渣渣资源化利用的工艺流程
4.1渣渣预处理工艺
4.2渣渣高温处理工艺
4.3产品分离与提纯工艺
第五章渣渣资源化利用的实验研究
5.1实验材料与方法
5.2实验结果与分析
第六章经济效益与环境效益分析
6.1渣渣资源化利用的经济效益
6.2渣渣资源化利用的环境效益
6.3经济效益与环境效益的综合评价
第七章结论与展望
7.1主要研究结论
7.2研究局限性与展望
附录A.实验数据表格
附录B.实验设备和仪器介绍
附录C.代码和算法
注:以上仅为文档的大纲,详细内容可以根据实际研究情况进行补充。
湿法炼锌热酸浸出渣熔池熔炼处理工艺研究及设计湿法炼锌热酸浸出渣熔池熔炼处理工艺研究及设计一、引言湿法炼锌是一种常用的炼锌方法,它通过将锌矿石浸入热酸中,使锌与酸反应生成氯化锌,并将其溶解在酸中。
而浸出渣则是在湿法炼锌过程中产生的一种固体废料,其中富含氯化铁、氯化铅等有害物质,需要进行处理和熔炼,以回收其中的有价值金属物质。
本文对湿法炼锌热酸浸出渣熔池熔炼处理工艺进行研究和设计。
二、研究方法1. 实验设备和材料本次研究使用的实验设备包括熔炼炉、电子天平、恒温槽等,实验材料包括湿法炼锌热酸浸出渣、助熔剂、还原剂等。
2. 实验步骤(1) 排列实验组合:根据实验需要,选择不同的助熔剂和还原剂,排列不同的实验组合。
(2) 准备实验样品:将湿法炼锌热酸浸出渣进行干燥、研磨等预处理工序,得到均匀的实验样品。
(3) 熔炼处理:将实验样品、助熔剂和还原剂按照一定比例放入熔炼炉中,设置合适的熔炼温度和时间,进行熔炼处理。
(4) 分离和回收:熔炼结束后,将熔炼产物进行分离,通过物理和化学方法回收其中的有价值金属物质。
(5) 实验分析:对熔炼产物进行化学分析、物理性质测试等实验分析,评估熔炼处理效果。
三、实验结果与讨论经过多次实验排列组合和分析,得到以下主要结果:1. 影响熔炼效果的因素有很多,包括熔炼温度、熔炼时间、助熔剂和还原剂的种类和用量等。
不同组合条件下,熔炼产物的成份和性质有较大差异。
2. 在实验中尝试了多种助熔剂和还原剂的组合,发现锂盐类助熔剂和C/S体系还原剂能够明显提高熔炼产物的分离效果和回收率。
3. 通过化学分析,熔炼产物中的氯化铁、氯化铅等有害物质得到有效回收和净化,其中富含的锌元素也得到了较高的回收率。
四、结论与展望湿法炼锌热酸浸出渣熔池熔炼处理是一种有效的废渣处理方法,通过适当的熔炼工艺设计,能够回收其中的有价值金属物质,并净化有害物质。
本次实验通过进行排列组合和分析,确定了适宜的助熔剂和还原剂组合,提高了熔炼产物的回收率和分离效果。
湿法炼锌除铁工艺的现状与展望报告湿法炼锌除铁工艺是一种将冶炼废渣中的锌与铁分离并分别回收的技术,近年来在炼锌行业得到了广泛应用。
本报告旨在对湿法炼锌除铁工艺的现状进行调研和分析,并展望其未来的发展前景。
一、现状分析1. 工艺原理湿法炼锌除铁工艺主要是通过浸出、凝固沉淀、离心分离等工艺步骤,将炼锌废渣中的锌和铁分别提取出来。
首先,将废渣经过浸出处理,得到含铁的浸出液和含锌的滤饼。
其次,通过添加凝固剂,将含铁浸出液中的铁与水结晶体分离,得到铁的粉末状产品。
最后,通过离心分离,可将含锌滤饼的干粉与固液分离,再进行进一步的处理,以提取出纯净的锌产品。
2. 应用现状目前,湿法炼锌除铁工艺已被广泛应用于国内外的炼锌行业。
如中国,炼锌企业基本都采用该工艺进行炼锌废渣的处理;欧洲、北美等地区的炼锌企业也开始大量使用该工艺。
3. 优势与不足湿法炼锌除铁工艺具有多项优势。
首先,废渣经过该工艺处理后,将得到更高质量的纯净锌产品,且能有效回收一定数量的铁资源;其次,该工艺具有灵活性,不受原料成分等不可控因素的影响,且能够适应不同规模的炼锌企业需求。
然而,湿法炼锌除铁工艺也存在一些不足。
例如,该工艺需要大量的水资源,同时在处理过程中也会产生大量的废水,对环境造成一定的影响;此外,该工艺也需要一定的能源消耗。
二、发展展望1. 在工艺优化方面,可尝试采用新型材料、新型凝固剂等技术,提高工艺的效率和产品质量,并减少对环境的影响。
2. 在应用方面,未来湿法炼锌除铁工艺有望进一步扩大应用范围,涉及更多领域,如冶金、化工等行业。
同时,在国际市场更加竞争激烈的背景下,该工艺也面临更多的挑战,需要加强品牌建设和市场拓展。
3. 在科技创新方面,可适应新型锌矿资源的开发和应用,研发出更适合不同类型锌矿的湿法炼锌除铁工艺。
三、小结湿法炼锌除铁工艺是一种有效地解决炼锌废渣资源化问题的技术,已被广泛应用于炼锌行业。
未来,该工艺有望通过不断的工艺优化、应用扩大和科技创新,为炼锌企业和环保事业带来更大的价值。
分析湿法炼锌净化钴渣新处理工艺摘要:湿法炼锌为常用锌生产模式,但是此种方式具有渣含锌量高及渣钴品位低等问题。
传统三段逆锑锌粉除钴工艺缺点明显,如高成本、性能稳定性差、深度净化无法实现及易生成有害气体等,导致其应用价值受到影响,同时也使得此种工艺应用受限。
现阶段,我国部分湿法炼锌企业采用新型试剂除钴工艺进行钴渣净化,能够取得理想的除钴效果。
当前,新型试剂出库过程中所生成的钴渣为有机渣,含锌量较高且钴含量较少,但是此种生产方式可生成有机渣,会加大回收难度,若不及时处理可造成钴渣长时间堆积,容易污染环境并损失有价金属或者加重经济损失,因此采用新的钴渣处理和净化工艺很有必要,同时也可提高经济效益与环境效益。
关键词:湿法炼锌;钴渣净化;处理新工艺;环境效益;经济效益作为我国重要的战略性矿产资源,锌在有色金属工业中占据着非常重要的地位,在合金铸造、黄铜制造以及镀锌等工艺中均有着非常广泛的应用。
但是我国锌资源存在储采比低、需求量大及锌资源供不应求等的特点。
湿法炼锌属于炼锌常用工艺,其应用价值已经大量研究及生产实践证实,具有中性浸出、净化以及电解工艺等日趋成熟,行业技术发展已经向综合回收有价金属过程中转移[1]。
1湿法炼锌净化钴渣现存问题分析锌在我国的生产量和消费量均较高,而湿法炼锌属于中国锌冶炼企业最为常用的冶炼方法。
如硫化锌精矿焙烧可获得锌焙砂,浸出后中性上清液不但含有锌,同时还含有少量的镍、钴、铜等杂质,无论对锌电解亦或对锌产出品质均会产生不良影响,故而在实施电解前必须净化上清液,净化过程中会造成锌大量残留,现阶段常用的净化工艺所产生的净化渣主要包括铜镉渣和钴渣等,故而对净化渣资源进行提炼和综合利用具有非常重要的价值。
钴为湿法炼锌过程中生成的主要有害杂质,若溶液中钴含量>1mg/L时,钴电积过程中阴极可生成锌、钴,导致锌反溶析出,不但会造成锌电解电流效率下降,还会造成锌片出现烧板等现象,净化过程中钴主要来源包括钴渣酸洗溶液、贫镉液中的钴以及锌精矿中的钴。
锌湿法冶炼渣处理工艺研究摘要:有色金属冶炼的环境保护和资源高效利用已成为制约行业可持续发展的关键因素,湿法炼锌生产的浸出渣开路问题是企业面临的难题之一。
本文针对我国湿法炼锌采用的主流工艺,基于生产过程的产生的各种浸出渣、净化渣、烟尘、污泥等含锌物料的来源、组成和污染物进行分析,较系统地总结了目前各类锌冶炼渣的综合利用及无害化处理技术。
关键词:湿法炼锌;锌冶炼渣;处理工艺1冶炼渣的来源与组成1.1常规浸出冶炼渣常规浸出过程为中性浸出和酸性浸出两段。
中性浸出液的净化采用置换或化学沉淀,一般加入锌粉去除铜镉,然后将溶液升温加锌粉和活化剂锑盐或砷盐去除钴镍,最后加锌粉去除复溶镉,分别得到铜镉渣和镍钴渣,也可采用黄药除钴生成黄酸钴渣。
添加铜渣或石灰乳去除氟、氯,分别得到氯化亚铜和氟化钙沉淀。
通过控制酸性浸出液的pH值,Fe2+被氧化成Fe3+后水解去除,酸性浸出渣含锌约20%,Fe约25%,铅约5%,烟尘中含有少量的氧化锌尘和SO2。
常规浸出冶炼渣为有害渣,含有价金属多,回收利用技术相对成熟。
1.2热酸浸出冶炼渣热酸浸出与常规浸出不同的是中性浸出渣采用二段高温高酸浸出,使渣中难溶于稀硫酸的铁酸锌溶解进入酸性浸出液。
富集于热酸浸出渣中的铅、银等称为铅银渣,其中锌主要以ZnS和ZnFe2O4形式存在,铁主要以Fe2O3和FeO形式存在,铅主要以PbS和PbSO4形式存在,银主要以Ag2S和AgCl形式存在。
热酸浸出液除铁后返回中性浸出流程,除铁工艺主要有:黄钾铁矾法、针铁矿法、赤铁矿法,使浸出液中的Fe以黄钾铁矾、针铁矿、赤铁矿的形式与溶液分离。
1.3高压氧浸浸出渣氧压浸出是在高压釜内直接高温氧压浸出硫化锌精矿,可避免副产硫酸,浸出液的处理过程与常规流程一致。
此工艺反应速度快,提高了原料中镓、锗、铟等稀散金属的回收率和铜、镉的浸出率和回收率,利于铅、银等贵金属的富集。
氧压浸出废渣含20%~25%的水份和12%~15%的元素硫,根据精矿原料的不同及后续渣处理工艺的差异,氧压浸出渣分为高银渣和低银渣,高银渣又分成高铁渣和低铁渣。
湿法炼锌除杂技术研究现状发布时间:2022-02-25T08:00:35.473Z 来源:《中国科技信息》2021年11月中32期作者:吴军[导读] 湿法炼锌工艺产生的含锌浸出渣,一般采用回转窑还原挥发技术处理,回收其中的锌。
将浸出渣配以50%的碎焦,在(900~1000)℃温度下,渣中的锌被还原并以蒸气形式逸出,并在气相中再被氧化为氧化锌,在收尘器中回收。
广西誉升锗业高新技术有限公司吴军广西河池市 547000摘要:湿法炼锌工艺产生的含锌浸出渣,一般采用回转窑还原挥发技术处理,回收其中的锌。
将浸出渣配以50%的碎焦,在(900~1000)℃温度下,渣中的锌被还原并以蒸气形式逸出,并在气相中再被氧化为氧化锌,在收尘器中回收。
目前,湿法冶炼锌工艺除杂技术在生产企业运营过程中被广泛运用的还是传统锌粉置换法,不仅锌粉消耗量大,产生的净化渣含锌量也较高,有价金属回收率低,造成资源浪费,且固体金属废物处理成本高,在环境介质中难降解,可迁移转化,环境污染健康风险将长期存在。
下面分别介绍湿法炼锌除杂技术的研究现状,并进行经济效益评估,并对未来发展节能环保技术进行展望。
关键词:锌;硫酸锌溶液;净化技术;资源回收;节能环保引言中国乃至世界上约90%以上的锌冶炼企业采用湿法炼锌技术,而湿法炼锌比较重要的工序之一是硫酸锌溶液净化工序,即脱除影响锌电积过程的杂质元素。
1湿法炼锌工艺除杂技术湿法炼锌工艺,传统的锌粉置换以标准电位低的金属从溶液中置换出标准电位高的金属而产生置换沉淀,置换法正常采用二段净化工艺,即二段净化,一段除Cu、Cd,二段除Co、Ni,也有会增加三段除残Cd。
溶液中含钴通常为(10~45)mg/L,置换除钴法中锌粉用量高达理论量的(20~200)倍,且金属钴不稳定,镉受到温度、反应时间、压滤时间等因素的影响,容易发生复溶的情况,增加锌粉消耗,经济技术指标不佳,因此需开发低成本除钴的新工艺。
1)砷盐、锑盐、合金锌粉、高锰合金粉净化除钴法是基于传统锌粉置换除钴法过程,加入砷盐、锑盐、合金锌粉以及高锰合金粉使形成稳定的合金,由于微电池及电化学的作用达到去除效果。
技术与装备 | Technology & Equipment目前,湿法炼锌工艺主要包括:常规湿法炼锌工艺、高温热酸浸出工艺、硫化锌精矿富氧常压直接浸出工艺以及硫化锌精矿直接加压浸出工艺。
尽管富氧常压直接浸出与加压直接浸出是目前湿法炼锌的新技术,也是发展趋势,但由于历史原因,国内目前主流还是常规浸出工艺和高温热酸浸出工艺,其工艺流程如图1、图2所示[1]。
高温热酸浸出工艺的实质就是将中性浸出渣进行高温高酸浸出,使在低酸中难以溶解的铁酸锌以及少量其他未溶解的锌化合物得到溶解,从而进一步提高锌的浸出率。
无论采用常规湿法炼锌工艺还是高温热酸浸出工艺,最终均产出相当数量的浸出渣。
如焙烧矿常规两段浸出工艺,其渣率高,—般高达40%~50%,渣中锌、铅、铜、镉、银、铟等有价金属含量较高,这些有价金属主要以金属氧化物、硫化物、硫酸盐等形式存在,需采用挥发法将渣中的锌等有价金属进行回收。
采用热酸浸出,尽管流程缩短了,但仍然产出大量的废渣(铅银渣、铁渣)。
据某个产能为20万t/a 的电锌冶炼厂统计,年产出铅银渣约78.4万t (干量),其化学成分见表1。
近年来,国内铅锌企业产能扩张较快,资源供给矛盾日趋紧张,国内有色行业竞争的焦点将转移到对资源的占有和资源综合回收利用技术上来。
因此,对湿法炼锌渣中有价金属进行综合回收利用已是一项刻不容缓的工作。
国内外铅银渣综合利用现状铅银渣综合回收方式分为两类:湿法浸出富集和火法富集。
浸出富集是利用适当的溶剂将原料中的有用成分转入溶液,主要有硫化-浮选浸出、硫脲浸出、氯盐浸出、氰化浸出、硫酸化焙烧-浸出;在热酸浸出-铁矾(或针铁矿,赤铁矿)沉铁方法问世以前,国内外厂家大都采用火法处理湿法锌渣,以回收其中的有价金属,主要有回转窑挥发工艺、烟化工艺、浸没熔炼、奥斯麦特(Ausmelt )、基夫赛特炼铅工艺、氧气底吹工艺。
其中,硫化-浮选浸出、硫脲浸出、氯盐浸出、回转窑挥发、烟化、浸没熔炼在实际中运用得最多。
1.湿法浸出富集(1) 硫化-浮选工艺硫化-浮选工艺处理铅银渣,主要目的是综合回收渣中的银,但其回收率仅为60%左右。
湿法炼锌浸出渣中大约80%的银以硫化物和单体形态存在,且90%以上的银分布在-200目可浮选粒级范围内,因此浸出渣可采用直接浮选法或预处理后再浮选的方法回收银。
湿法炼锌渣综合利用工艺现状及分析锌渣综合利用的工艺方法选择主要取决于锌渣的性质,应根据浸出渣的具体性质,结合各个工厂的生产特点来选择合适的生产方法。
本文重点阐述了锌湿法冶炼产出的铅银渣的处理工艺,提出了湿法炼锌渣综合利用回收有价金属的工艺选择应注意和考虑的问题。
图1 锌焙砂浸出的常规工艺流程图2 锌焙砂的热酸浸出流程成分CaO Zn Zn 水Fe In Cu Pb SiO 2Ag/g·t -1铅银渣13.137.553.057.630.010.285.0418.68513.12表1 某厂铅银渣化学成分表(%)文|杨建军1 丁 朝2,3 李永祥1 谢克强2,3 黄孟阳1 王侠前2,3世界有色金属 2011年 第6期44自1979年开始,株洲冶炼厂[2]就开始采用“一粗二精三扫”的浮选工艺回收锌渣中的银,回收率达65%~70%,精矿含银约6000 g/t,尾矿含银约100 g/t。
黄开国[3]发现一种可以在不腐蚀设备的中性条件下进行浮选的工艺,以Na2S作调整剂,丁基黄药和辅助捕收剂XY混合作捕收剂,RB为起泡剂,采用一次粗选、一次精选、一次扫选的闭路试验就可获得回收率79.44%的银精矿。
国外许多锌厂也采用浮选法从高温酸浸出渣中回收银、铅等金属获得成功。
比利时巴伦电锌厂[4]的浮选法中有一步有效的热酸进出,可能会导致存在的铁钒化合物分解而释放出银,因此,该厂能生产含银24 kg/t的银精矿,银的回收率超过92%。
铁酸盐中浸渣经酸分解后,铁矾渣和赤铁矿渣中Pb、Ag和Au都以分离的颗粒形式存在,芬兰赫尔辛基工业大学的J.Rastas等[5]用含水硫化物将它们转化成各自的硫化物,通过泡沫浮选,与铁及脉石分离,从而富集,进一步提高了银的回收率。
浮选法工艺流程短、生产费用低,不足之处是锌离子浓度高时导致浮选指标恶化,而且银的回收率与浸出渣的性质和生产厂家的特点有密切关系,如中浸渣中铁酸盐、铁矾化合物的大量存在,严重包裹银,使银回收率大幅度降低,且这种工艺方案只有在同时具备湿法炼锌与火法炼铅两种工艺流程的工厂中才能实现,回收成本比较高。
(2)硫脲浸出工艺在弱氧化性条件下,银能溶解在含Fe3+和硫脲的稀酸中,形成可溶性阳离子络合物。
硫脲法一般在pH=l~2,Fe3+或H2O2等氧化剂存在下浸出原料中的金、银。
多数学者认为,Fe3+在浸出中起着Technology & Equipment| 技术与装备重要的作用[6]。
缺少Fe3+,银便不能溶解其中,卡可夫斯基等[7]的专门研究表明,用硫脲从辉银矿中提取银是完全可能的,比氰化法更有效、更迅速。
从银精矿、烟尘及一些二次资源(含银废料)中回收银是有应用前景的[6]。
硫脲溶液浸出锌渣,浮选后的银精矿最早见于上世纪70年代的比利时专利[8],银浸出率达85.8%,然后用铝置换该溶液可得含90.5% Ag的粗银。
比利时老山公司[9]和加拿大专利[10]都采用类似方法处理锌浸出渣。
加拿大电锌公司[9]发现,在硫脲浓度低时便可以直接从未经水洗的渣中浸出银,硫脲消耗量大大降低。
最后用活性炭吸附法提取浸出液中的银,回收率可达84%。
中南工业大学黄开国[11]在实验过程中发现,铜离子会与硫脲结合形成络合物,而且硫脲自身具有氧化性,会导致硫脲的实际消耗量大于理论消耗量。
硫脲浸出工艺浸出锌的浸出渣中银有诸多优点,工艺简单,银提取率高,而且,可以用锌、铁、铝等金属及活性炭等方法从浸出液中回收银。
但是硫脲自身价格昂贵,不如氰化物稳定,而且消耗量大,成本过高等因素使利用该法回收银难以达到工业规模。
(3)氯盐浸出工艺氯盐法原理是在酸性条件及氧化剂存在下,使浸出渣中硫化银氧化。
银离子进人溶液并与溶液中的氯离子络合。
英国的J. Vinals[12]用HC1-CaCl2溶液从含铅铁矾的赤铁矿尾矿中浸出回收金、银及铅,其浸出率都可达到90%~95%。
美国专利报道[13],CaCl2溶液浸出需预先经H2SO4浸出类似锌渣的铁酸盐废料,可回收93% Zn和98%Ag。
可见,用氯盐浸出锌渣,回收银的同时也可回收铅,且回收率相当高,但因为该反应要求介质的酸性强,氯盐浓度高,反应温度高等,会严重腐蚀设备,其经济上是否合理还有待考察。
2.火法富集(1)回转窑挥发工艺回转窑挥发工艺的侧重点是锌、铅、铟的回收。
在1000℃~1050℃条件下,对铅银渣进行氧化挥发,使Zn、Pb离解氧化成ZnO、PbO 烟尘,所得烟尘返回浸出工序,达到回收锌的目的。
国内除云南驰宏锌锗股份公司采用烟化炉挥发工艺回收渣中有价金属外,多数冶炼厂,如广西华锡集团来宾冶炼厂、温州冶炼厂等都采用回转窑挥发其残锌。
内蒙古赤峰松山区安凯有限公司[14]采取回转窑挥发处理赤峰中色库博红烨锌冶炼有限公司湿法炼锌工艺所产生的铅银渣,Zn、Pb、In的回收率在80%~90%,Ag的回收率在35%左右。
回转窑挥发工艺的最大缺点是,窑壁粘结造成窑龄短,耐火材料消耗大,一般半年到1年换1次窑砖,费用不菲。
其次,该工艺能耗高,作为回转窑燃料的焦炭价格昂贵,投资太大,导致企业运行困难。
(2)烟化工艺烟化炉处理湿法炼锌过程产生的浸出渣工艺实质是还原挥发过程,原理和回转窑挥发工艺基本相同,不同的是烟某厂浮选处理车间某厂浸出处理车间某厂回转窑处理车间某厂烟化炉处理车间45 2011年 第6期世界有色金属技术与装备 | Technology & Equipment化法是在液相中(熔融状态)进行,而回转窑挥发工艺则是在固态下还原挥发锌。
作为烟化工艺还原剂和炉燃料的煤是廉价消耗品,工艺所产出的金属氧化物也易处理,因此,相比起来,烟化工艺最易产出环保型渣,烟化工艺流程图见图3。
据报道,韩国温山冶炼厂采用此工艺处理浸出渣。
(3)浸没熔炼工艺前苏联的[15]熔池熔炼法是通过熔池两侧的风口向熔体喷入富氧空气,炉子操作复杂,而且产生的熔渣可能堵塞风口。
澳大利亚研究人员[16]吸取熔池熔炼的优点,改进炉子,简单操作,提出浸没熔炼法。
该法通过垂直插入渣层的喷枪向耐火材料砌筑的熔池中的熔体直接吹入空气、燃料和其他物质,同时产生强烈的搅动,在熔体中发生硫化、氧化,还原、造渣等物理化学变化的冶金过程,避免因停风而产生堵塞风口,其基本原理与熔池熔炼相同,将银及铜、铅等富集于冰铜或粗金属相中,使其与渣分离。
由于浸没熔炼法处理锌浸出渣具有更高的金属挥发率,如果配套后续处理烟尘、冰铜及粗金属等的设施,浸没熔炼法完全可以代替回转窑和浮选的方法。
3.其他工艺表3为国内某冶炼企业炼锌所产生的铅银渣,物相检测表明:74.9% Pb 、50% Zn 及71% S 以硫酸盐形式存在,50.5% Ag 以硫化物形态存在。
根据铅银渣物料成分及物相组成,白银公司[17]研究所开发出一种新工艺,以纳米级ZnO 形态回收Zn ,以红丹形式回收Pb ,其工艺流程如图4所示。
这种新的氯化工艺可综合回收铅银渣中的Pb 、Zn 、Fe 、Ag 四种金属元素,经济效益显著。
总结冶金渣中有价金属的回收,是当今环保的一大主题。
近10年来,我国锌工业发展迅速,生产能力和产量持续大幅度增长,锌的产量和消费量已经跃居世界第一。
锌冶炼厂每年都要产出大量的铅银渣。
过去由于有价金属价格低迷,再加上缺乏经济、可行的回收途径,这些铅银渣未能得到有效处理,不仅浪费了大量资源,对环境也有一定污染,而且影响企业的经济效益。
随着经济发展对有色金属需求的增长,一方面,由于铅锌矿原料供应困难、价格大幅上涨,导致铅锌冶炼企业产品价格与精矿价格差越来越小,竞争加剧,促使企业进一步挖掘铅银渣中银、铟、铅、锌等有价金属潜力,为综合回收金属提供了驱动力。
另一方面,有价金属价格上涨,使铅银渣中银、铅等有价金属价值大幅提高,提高了铅银渣中有价金属综合回收的经济性。
本文所阐述的多种从锌浸出渣中回收有价金属的工艺方法各有优点与不足,各个企业应根据浸出渣中有价金属的含量、种类的不同,结合生产特点,选择合适的经济可行的综合回收工艺,实现清洁生产和可持续发展。
世图3 浸出渣熔化烟化工艺流程图[作者单位: 1 云南铜业(集团)有限公司; 2昆明理工大学冶金与能源工程学院; 3真空冶金国家工程实验室]成分Zn 总Zn 水Pb Fe SO 42-Cu CaO MgO SiO 2S Ag 铅银渣(%)7.53.068.55.829.950.023.690.1418.7813.940.02表3 某厂铅银渣化学成分表图4 铅银渣综合回收利用新工艺流程参考文献[1] 华一新.有色冶金概论[M].北京:冶金工业出版社.2007,112-113.[2] 株冶科技.1982,(2):1-12.[3] 黄开国.从锌浸出渣中浮选回收银[J].中南工业大学学报,1997,28(6):530-532.[4] J. E. Dutrizac, T. T. Chem. MineralProcessing and Extractive Metallurgy, 1988, (97)180.[5] 周洪武,徐子平.有色金属(冶炼部分),1991,(6):18.[6] Kakovskii I .A .et al. Thiocarbamide-Solvent for Gold and Silver, Fiz. Khim. Osn. Pererab. Miner. Syrya. 1982, 148.[7] D. M. Wyslouzil, R. S. Salter, Lead-Zn ’90,Pro. Wold Symp. Metal .Environ. Control ll9th Tms Annu. Meet,1990. 87.[8] 比利时专利.NO .847441.[9] 株冶科技.1990,18 (3~4),29.[10] 加拿大专利.CA .1090141.[11] 黄开国.硫脲法从锌的酸浸渣中回收银[J].中南工业大学学报.1998,29(6) :538-541.[12] J. Vinals et al. Hydrometallurgy. 1991,26(2), 179.[13] 美国专利.US .6602477.[14] 马永涛,王凤朝.铅银渣综合利用探讨[J].中国有色冶金.2008,6(3):44-49.[15] BeTHble. Metal. 1985 (9), 7~13.[16] 傅作健.有色金属(冶炼部分).1988(1),41.[17] 赵宏.铅银渣综合利用新工艺探讨[J].有色金属(冶炼部分),2001,(4):16-17.世界有色金属 2011年 第6期46。