还原挥发的次氧化锌综合利用
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·１６·有色金属（冶炼部分）２０１０年４期
还原挥发的次氧化锌综合利用
马华菊１，何航军２，李浩铭２
（１．桂林理工大学南宁校区，南宁５３０００１；２．广西冶金研究院，南宁５３００２３）
摘要：以高炉瓦斯泥还原挥发的次氧化锌为原料，研究从次氧化锌粉综合回收锌、铟、铅的工艺，采用中性浸锌、酸性浸铟、酸浸液直接萃铟、中浸液净化浓缩的工艺流程，试验产出七水硫酸锌、海绵铟及铅精矿。主要有价元素都得到了回收利用，锌、铟、铅的回收率分别达９６．５２％，８６．４９％。９７．４％。关键词：次氧化锌；七水硫酸锌；海绵铟；铅精矿，综合利用中圈分类号：ＴＦ８１３文献标识码：Ａ文章编号：１００７－－７５４５１２０１０）０４－－００１６－－０３
ＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＲｅｓｔｏｒｉｎｇＶｏｌａｔｉｌｉｚａｂｌｅ
ＳｅｃｏｎｄａｒｙＺｉｎｃＯｘｉｄｅ
ＭＡＨｕａ－ｊｕｌ，ＨＥＨａｎｇ－ｊｕｎ２，ＬＩＨａｏ－ｍｉｎ９２（１．ＧｕｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮａｎｎｉｎｇＢｒａｎｃｈ，Ｎａｎｎｉｎｇ５３０００１，Ｃｈｉｎａ；２．ＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａＩＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｕａｎｇｘｉ，Ｎａｎｎｉｎｇ５３００２３。Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｕｂ—ｚｉｎｃｏｘｉｄｅｒｅｓｔｏｒｅｄａｎｄｖｏｌａｔｉｌｉｚｅｄｂｙｂｌａｓｔｆｕｒｎａｃｅｇａｓｍｕｄｉｓｕｓｅｄａｓｒａｗｍａｔｅｒｉａｌ，ｔｈｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅｏｆｒｅｃｙｃｌｉｎｇＺｎ，ＩｎａｎｄＰｂｆｒｏｍｓｕｂ－ｚｉｎｃｏｘｉｄｅｐｏｗｄｅｒｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ，ｕｓｉｎｇｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐｕｒｉｆ－ｙｉｎｇａｎｄｃｏｎｄｅｎｓｉｎｇｎｅｕｔｒａｌｚｉｎｃｉｍｐｒｅｇｎａｔｉｏｎ，ａｃｉｄｉｎｄｉｕｍｉｍｐｒｅｇｎａｔｉｏｎ．ｉｎｄｉｕｍｄｉｒｅｃｔｌｙｃｏｌｌｅｃｔｅｄｆｒｏｍｐｉｃｋｌｅ１ｉｑｕｏｒａｎｄｎｅｕｔｒａｌｓｔｅｅｐ，ｔｈｅｆｉｎａｌｏｕｔｐｕｔｉｓｚｉｎｃｓｕｌｆａｔｅｈｅｐｔａｈｙｄｒａｔｅ，ｓｐｏｎｇｅｉｎｄｉｕｍａｎｄｌｅａｄｃｏｎ－ｃｅｎｔｒａｔｅｓ，ａｓａｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｅｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅｏｆｚｉｎｃ，ｉｎｄｉｕｍａｎｄｌｃａｄｒｅａｃｈｅｓ９６．５２％，８６．４９％，９７．４％ｒｅ—
ｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｕｂ—ｚｉｎｃｏｘｉｄｅ；Ｈｅｐｔａｈｙｄｒａｔｅ；Ｓｐｏｎｇｅｉｎｄｉｕｍ；Ｌｅａｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｓ；Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
随着我国经济的高速发展，对金属材料的需求不断扩大，丙高品位资源随着不断的开发日趋减少，一些低含量的资源得到越来越普遍的使用。对于低含锌、高杂质的锌物料，如高炉瓦斯泥（灰）、低品位氧化锌矿、锌浸出渣等，还原挥发法（维尔兹法）无疑是目前行之有效且广泛应用的一种回收锌的方法［１］。次氧化锌是还原挥发的产物，其除了富集锌以外，还含有可观的铅、铟等有价金属，综合回收价值很高。本文介绍用高炉瓦斯泥经回转窑挥发产出的次氧化锌综合回收锌、铟、铅的研究试验情况。
１原料
高炉瓦斯泥（灰）是高炉冶炼过程中随高炉煤气
作者简介：马华菊（１９７０一），女。壮族，广西田阳县人．讲师．携带出的原料粉尘及高温区激烈反应而产生的微粒经湿式（干式）除尘而得到产物，主要成分是氧化铁和炭，也含有少量锌、铋、铟和铅等有回收价值的有色金属［２］。采用维尔兹法处理时，物料中的金属化合物与碳质燃料充分接触，被碳和一氧化碳还原为金属挥发而进入气相，在气相中又被氧化成氧化物（ＺｎＯ、ＰｂＯ、Ｉｎ２０。等），炉气经冷却后导人收尘系统，以次氧化锌烟尘形式被收集。实验原料来自福建某厂的高炉瓦斯泥经维氏炉处理产出的次氧化锌粉，含Ａｇ８９．５ｇ／ｔ、Ｃ０．２４％，其余主要元素含量（％）：Ｚｎ４４．４１、Ｉｎ０．２４、Ｐｂ１８．９５、ＣＡ０．３３、Ｂｉ０．６５、Ｆｅ０．７０、Ｓｎ２．１３、Ｓｂ０．２０、Ｆ１．２、Ｃｌ
５。原料中最有价值的是铟
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和锌，其次为铅，锡、铋、银也有些价值。其中铟的价值甚至超过了主体金属锌，具有很高的回收价值。
２综合回收方案
从原料的有价金属组成考虑主要回收铟、锌、铅三种元素，根据这三种元素的性质，锌、铟的氧化物易溶于硫酸，而铅的氧化物与硫酸反应则形成不溶的硫酸铅。因此，采用硫酸作为浸出剂来浸出该原料达到铟、锌与铅分离的目的。而锌铟的分离则利用二者水解ｐＨ的差异，控制浸出的终点酸度来实现。具体的工艺方案为：首先采用中性浸出浸锌，使锌大部分进入中浸液中，铟在中浸渣中得到富集，再采用酸性浸出铟，铟进入酸浸液中，铅富集在酸浸渣中。酸浸液中的铟采用萃取、反萃、置换的工艺回收。同时原料中氟、氯的含量也很高，氟、氯在电解锌时是很有害的杂质且目前的技术难以完全除去，因此，该种物料不适宜用电解法产出金属锌。基于此，产品方案选择锌制成硫酸锌，铟制成金属铟，铅以铅精矿回收，锡、铋、银进入铅精矿中。工艺流程示于图１。
图１工艺流程图
Ｆｉｇ．１Ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｆｌｏｗｓｈｅｅｔ３试验设备及材料
试验使用常规的湿法冶金实验室设备：搅拌器，温度控制器，真空泵，排风机，布氏漏斗，电阻丝炉，马弗炉，电烘箱，粗天平，分析天平，量筒，烧杯等。硫酸（ＡＲ），锌粉（９９．９％），双氧水（ＡＲ），高锰酸钾（ＡＲ），紫铜片（９９．５％），纯铝板（９９．７％），盐酸（ＡＲ），草酸（ＡＲ），Ｐ２０４（工业），煤油（工业），碳酸钠（ＡＲ），氢氧化钠（ＡＲ）等。
４试验条件及结果
试验在容积为１～５Ｌ的烧杯中进行。经过多次试验，筛选获得了各工序适宜的操作条件和技术指标，其结果列于表１。由表１可知，锌总浸出率９９．５％，铟总浸出率９１．６５％。整个流程锌的回收率经计算为９６．５２％，铟回收率为８６．４９％。
５试验产品
（１）七水硫酸锌试验制得的七水硫酸锌化学成分（％）：Ｚｎ
２２．３、Ａｓ０．０００１、Ｐｂ０．０００６、Ｃｄ０．００１４、Ｆｅ０．００１７、Ｍｎ０．０００２、Ｃ１０．３３、Ｃｕ０．０００２。可知，试验样品质量符合饲料级硫酸锌Ⅱ类（ＨＧ２９３４—２０００）、农业用硫酸锌优等品（ＨＧ３２７７—２０００）、工业硫酸锌一等品（ＨＧ／Ｔ２３２６—２００５）的标准。（２）海绵铟试验制得的海绵铟的主要成分为：Ｉｎ９７．９％、Ｆｅ０．３６％、ＡＩ１．６５％。由于样品数量较少故未进行熔炼实验。海绵铟中的杂质主要是置换残余的铝，由于铟熔炼的温度只有３２０～３５０℃，且以氢氧化钠作为覆盖剂，铝会进入渣中，可以获得Ｉｎ≥９９％的粗铟［引。（３）铅精矿试验制得的铅精矿（高酸浸出渣）的主要成分为（％）：Ｐｂ５３．８８，Ｓｎ５．６０，Ｂｉ２．５０，Ｓｂ０．００６７、Ｓｉ０２１．２８，Ｃａ０．２９，Ｍｇ０．０５６。铅富集了２．８倍，回收率９７．４％。锡、铋分别富集了２．６及３．８倍，可随铅精矿在铅冶炼过程中回收。
６结论
炼铁高炉瓦斯灰还原挥发的次氧化锌只须用常规的湿法冶金工艺与设备便可综合回收其中的锌铟铅，锌以符合国家标准的硫酸锌产品回收，回收率达
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３结论
（１）加入一定量的焦碳，使残渣在还原性气氛中焙烧脱砷；焦碳配入量是影响脱砷率的主要因素。随着焦碳配入量增加，脱砷率增加；但加入过量的焦碳，则使ＡｓｚＯ。还原为不易挥发的元素砷，使砷不能从残渣中脱除，合适的焦碳配人量为１２％。（２）还原焙烧脱砷的较优条件为：焦碳配人量１２％。温度１０００１１００℃，焙烧时间３０ｒａｉｎ，脱砷率能达到９０％以上。
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（上接第１７页）到９６％；铟以约９８％品位的粗铟得到回收，回收率回收率达到９７％。达到８６％，铅以品位５０％以上的铅精矿得到回收，袭１工艺条件及技术指标Ｔａｂｌｅ１Ｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｉｎｄｅｘ
参考文献
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２００５：１４６７—１４６８．
万方数据还原挥发的次氧化锌综合利用
作者：马华菊， 何航军， 李浩铭， MA Hua-ju， HE Hang-jun， LI Hao-ming作者单位：马华菊,MA Hua-ju(桂林理工大学南宁校区,南宁,530001)， 何航军,李浩铭,HE Hang-jun,LI Hao-ming(广西冶金研究院,南宁,530023)刊名：有色金属（冶炼部分）英文刊名：NONFERROUS METALS(EXTRACTIVE METALLURGY)年，卷(期)：2010(4)
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