锌冶炼系统处理炼铅含镉烟尘的生产实践

狄聚才

(河南豫光金铅股份有限公司，河南济源454650)

锌冶炼系统处理炼铅含镉烟尘的生产实践

狄聚才

(河南豫光金铅股份有限公司，河南济源454650)

介绍了铅精矿氧气底吹炉熔炼产出的含镉烟尘在锌冶炼系统回收镉的生产实践。含镉烟尘与回转窑烟尘一起稀酸浸出，酸浸渣送铅系统回收铅，酸浸液并入锌冶炼系统的焙砂浸出液，在锌冶炼系统采用常规工艺回收镉，产出镉锭。

铅精矿；氧气底吹；烟尘；镉；锌冶炼

0 前言

目前各铅锌冶炼企业处理的含镉高的小矿山原料不断增加，随原料进入生产系统的镉量也在不断增加。豫光金铅股份有限公司2002年新上了一套氧气底吹炉系统处理铅精矿，采用氧气底吹氧化－鼓风炉还原炼铅新工艺。该系统自投产以来，电收尘烟灰一直是返回原料系统配料，镉未曾开路，在系统中不断富集，恶性循环，烟灰含镉达到20%以上，对熔炼造成一定影响。2005年公司新上的第二套底吹炉系统也存在类似问题。公司将铅精矿氧气底吹炉熔炼产出的含镉烟尘并入锌冶炼系统回收镉，取得了较好的效果。

1 炼铅含镉烟尘的化学组成

含镉烟尘主要为豫光金铅股份有限公司熔炼分厂所产的电收尘烟灰，其化学成分及镉的物相组成如表1、表2所示。

表1 烟尘的化学成分（质量分数）%

由表2可见，镉物相中主要是易溶于水的CdSO4，其余为易溶于硫酸的CdO。

表2 烟尘中镉物相分布%

2 锌冶炼系统镉的回收

河南豫光锌业有限公司第一套锌冶炼系统建成投产于2005年初，采用常规湿法工艺，硫化锌精矿中的镉经过如下工序最终以精镉的形式回收。

2.1 硫化锌精矿焙烧

硫化锌精矿的化学成分见表3。

表3 硫化锌精矿的化学成分（质量分数）%

镉在锌精矿中主要以硫化镉形态存在，锌精矿经过配料后进入沸腾炉焙烧，焙烧过程中Zn、Pb、Cd等硫化物氧化为氧化物及硫酸盐进入焙砂。Cd的主要反应为：

2.2 焙砂浸出及浸出渣的处理

湿法炼锌的浸出过程，主要是以稀硫酸或电积过程的废电积液作为溶剂，使原料中的有价金属溶解进入溶液的过程。浸出过程中，除锌外，焙砂中的CdO及CdSO4也进入溶液，主要反应为:

CdSO4直接进入溶液。此过程产生的浸出液进入净化工序净化除杂质，浸出渣主要含有Zn、Pb及贵金属等，需要进入回转窑处理。

回转窑处理过程中产生的烟尘主要含氧化铅和氧化锌，经过多膛炉除F、Cl后，再经稀硫酸浸出。浸出后溶液中主要含硫酸锌，并入焙砂浸出液进入净化工序。浸出渣再经高酸浸出，得到的浸出液进入铟、锗回收工序回收铟、锗，高酸浸出渣主要含有硫酸铅，返回铅冶炼系统回收铅。

2.3 浸出液净化

湿法炼锌中性浸出过程中，铁、砷、锑、铟、锗等杂质大部分中和水解从溶液中除去，但仍残留有铜、镉、钴、镍及少量砷、锑、锗等杂质，必须净化除去，以提高硫酸锌溶液的质量，综合回收有价金属。

中性浸出液中镉的浓度约在600～1 000mg/L,而电积液要求镉浓度为1～2mg/L，故需要除镉。铜、镉等杂质主要通过锌粉置换方法除去。置换过程中，铜、镉等进入置换渣（铜镉渣），铜镉渣进入镉回收工序回收镉。

2.4 铜镉渣浸出

硫酸锌溶液净化产出的铜镉渣一般含镉6%～10%、铜1.5%～4.5%、锌30%～50%。湿法炼镉是目前镉生产中较为完善的方法。用稀硫酸或锌电积液直接浸出铜镉渣，浸出温度控制在70～90℃之间。浸出过程镉发生的主要反应如下：

浸出终点pH值控制在5.2～5.4左右。浸出完成后，浸出液中的主要成分为硫酸锌、硫酸镉及少量硫酸铜等。

2.5 铜镉渣浸出液锌粉置换

铜镉渣浸出液含镉较少，含杂质较多，必须进一步净化，一般用锌粉置换溶液中的镉。置换分为两步，一次置换时锌粉加入量为理论量的85%，得到品位较高的海绵镉，一般含镉为70%～80%。一次置换完成后，得到粗海绵镉及置换后液。置换后液进行二次置换，二次置换锌粉加入量为理论量的1.2～1.3倍，置换后得到品位低的镉绵，堆放氧化后返回铜镉渣浸出槽处理回收。

2.6 粗海绵镉熔析除杂

海绵镉在熔融状态下加入NaOH除杂质得到粗镉，品位在90%左右。得到的粗镉通过精馏的方法产出品位在99.99以上的精镉。

3 炼铅含镉烟尘的回收

3.1 工艺流程

铅冶炼含镉烟尘锌系统回收工艺流程见图1。

图1 铅冶炼含镉烟尘锌系统回收工艺流程图

炼铅含镉烟尘中的镉主要以易溶于水的CdSO4和易溶于硫酸的CdO形式存在。其在锌系统中与回转窑产出并经过多膛炉脱F、Cl后得到的烟尘一块浸出。浸出过程中，CdO和硫酸反应进入溶液，CdSO4直接进入溶液。

含镉烟尘中的铅主要以PbO、PbSO4形式存在，浸出过程中，PbO和硫酸反应生成硫酸铅进入浸出渣，PbSO4直接进入浸出渣。

该浸出液主要含硫酸锌及硫酸镉，与焙砂浸出液一起进入净化工序。浸出渣主要含有硫酸铅，经过高酸浸出，其中的铟锗等进入溶液进一步回收，渣主要为硫酸铅返回铅冶炼系统回收铅。

3.2 工艺运行情况

工艺2008年6月开始运行，每月由铅系统转入锌系统的含镉烟灰平均50 t左右，对锌系统自身的循环无影响，每月可多产精镉7～8 t。

该工艺解决了长期以来铅冶炼系统镉金属无开路的问题，可使铅冶炼系统更好地运行，实现了铅冶炼系统镉的回收，在回收镉的同时也回收了烟尘中的锌，提高了企业金属综合回收能力，增加了企业效益。回收烟尘中镉、锌的同时，产出的浸出渣返回铅冶炼系统回收铅，对锌冶炼系统的铅进行了回收，使铅、锌冶炼系统得到较好的互补。该工艺运行，基本不增加新的设备，比新建设一套镉回收系统节省工程建设费用。

4 结束语

经过近一年多的生产实践，本工艺在与锌冶炼系统工艺衔接方面基本无问题，说明本工艺是可行的。在镉回收过程中主要消耗的材料为锌粉，目前锌价格低迷，精镉价格在3.5万元/t左右，远远超于锌的价格，因此工艺在经济上也是可行的。

[1]梅光贵，王德润，周敬元，王辉.湿法炼锌学[M].长沙：中南大学出版社，2001.

Practice of treating cadm ium-containing dust p roduced by lead sm elting in zinc sm elting system

DIJu-cai

The cadmium of cadmium-containing dustwas recovered in the zinc smelting system,which was produced by lead concentrate melting in oxygen bottom-blown furnace.The cadmium-containing dust was neutral-acid leaching together with dust from rotary kiln.The acid leaching slag was delivered to lead system to recovery lead,and the acid leaching solution entered into the main zinc circuit incorporated with the calcine leaching solution of zinc system.The cadmium was recovered by conventional process of zinc smelting system, and the cadmium ingotwas produced.

lead concentrate；oxygen bottom blown；dust；cadmium；zinc smelting

TF819.2

B

1672-6103（2010）05-0025-03

狄聚才(1978-)，男，山西翼城县人，毕业于郑州工业大学化工工艺专业，学士学位，同年进入河南豫光金铅股份有限公司工作。

2010-05-11