湿法炼锌浸出渣和净化渣的综合回收

杜荣珍

摘 要：对湿法炼锌浸出渣和净化渣进行有效处理，综合回收其中的有价金属，提高了对矿产资源的合理利用，同时低排放、低污染，减少了对环境的危害。

关键词：湿法炼锌 浸出渣 净化渣 综合回收

中图分类号：X758 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（c）-0119-01

云南金鼎锌业有限公司二冶炼厂100 kt/a电解锌项目采用湿式球磨上料，氧硫分段联合浸出，三段深度连续净化和中酸中电流密度电积的生产工艺。该工艺畅通，生产运转平稳，但由于日益严格的“节能减排、三废”治理等高标准环保要求以及矿产资源日趋短缺的现状，需要对各种冶炼渣进行综合处理，回收其中的有价金属，充分有效利用二次资源，减少废弃物排放，减少对环境的污染。

二冶炼厂的浸出原料主要是公司采矿厂开采的品位较低的氧化锌原矿（占原料总量的70%以上），以及开采的硫化锌矿经选矿富集后沸腾焙烧所得的少量锌焙烧矿（占原料总量的30%以下）。锌焙烧矿球磨制浆后进行中温中酸浸出，浸出后液进入浓密机，浓密底流再进行高温高酸浸出，高温高酸浸出矿浆直接和氧化锌原矿矿浆混合后进行联合中性浸出，不设脱硅、沉铁工序，不消耗中和剂，因此锌焙烧矿浸出后没有产生酸浸压滤渣。二冶炼厂生产流程主要产生浸出尾渣和净化铜镉渣，这两种渣的回收利用现状综述如下。

1 尾渣

高温高酸浸出矿浆和氧化锌原矿矿浆联合进行中性连续浸出作业，浸出矿浆进入浓密机，合格上清供净化，浓密底流再进行二段酸性浸出，浸出液进行全矿浆压滤，压滤液送球磨制浆工序做调浆，压滤尾渣中渣含锌在6%～9%之间，其中可溶锌在5%～8%之间，水溶锌在4%～6%之间，渣含水在30%左右。由此可见，尾渣中有效锌的含量仍然较大，还需要解决渣中锌资源的回收问题，因此公司组织相关技术人员组成试验小组，从不同技术条件对尾渣进行试验，目的降低渣含锌，回收渣中有价金属锌。考虑到火法处理浸出渣能耗大并污染环境，流程复杂等缺点，结合渣中水溶锌含量偏高的实际情况，经讨论研究决定用湿法来处理浸出尾渣。经过多次试验攻关，完成了尾渣浆化浸出洗涤试验、水解沉锌试验以及沉锌渣浆化试验，试验取得了较好的效果，将尾渣渣含锌降低了2个百分点以上，可溶锌、水溶鋅都有不同程度的降低。经过认真分析比对，决定试验中和沉锌原料采用石灰；浆化技术条件为：作业温度60 ℃～70 ℃，作业时间30～60 min，液固比2.5～3.5∶1，终酸pH2.5～4.0；沉锌条件为：作业温度60 ℃～75 ℃，沉淀时间2 h，石灰加入量为理论量的1.6～2.0倍，溶液pH值8.0～11.0；沉锌渣用主流程调浆液浆化，液固比2.5～4.0∶1，浆化液送球磨制浆。尾渣处理生产工艺为：尾渣浆化洗涤后进行压滤，压滤渣送渣场堆存，压滤液加石灰进行中和水解沉锌作业，经压滤后压滤液返回浆化尾渣，压滤渣即沉锌渣用主流程调浆液进行浆化，浆化液送球磨制浆工序，返回主流程使用。

目前已将试验成果应用于生产，增设了相应的锌回收系统，年回收锌金属约10 kt。经过对尾渣的有效处理，最终将渣中有价金属锌充分回收，浸出渣率减少，降低对环境的污染。

2 铜镉渣

二冶炼厂净化工序采用的是三段深度连续净化作业。一段为中温净化，三段压滤渣返一段，本段净化作业不再添加辅料，主要利用三段渣中未反应完的锌粉除去中性上清液中的部分镉等杂质及悬浮物，在一段进行一个初步的除镉，减轻二段净化的作业压力（生产实践证明，一段前液含镉4～6 g/L，通过返三段渣后一段压滤液同比减少约1 g/L），一段压滤液进入二段高温作业，加锌粉和锑盐，主要脱除溶液中的钴和铜，二段压滤液进入三段低温作业，加锌粉主要处理溶液中的残镉，三段净化液压滤后合格新液经沉降后送电积工序。净化所产一、二段渣进入镉段作业，进行浸出、压滤、置换沉镉。经过一段时间的生产实践表明，净化锌粉单耗居高不下，净化渣含锌高。介于此，二冶炼厂组织相关技术人员组成试验小组，经过认真分析，提出二段净化渣返一段净化作业的思路，随即取新鲜二段净化渣生产样化验分析，成分含量见表1。

从分析数据得知：二段净化渣含锌高，且大部分为可溶锌，进一步证实了思路的可行性。为了充分利用二段渣中的有效锌，减少净化锌粉单耗，小组做了二段净化渣返一段净化作业试验。考虑到若净化渣放置几天后使用，则渣中有效锌、镉、钴等被空气氧化，则返一段作业后净化后液含镉、钴高，增加作业锌粉耗用量，因此试验取用新鲜二段净化渣生产样。经过试验并和生产现状作比较，得出如下结论：二段净化渣现卸现返一段净化作业则净化后液含镉、钴和三段净化渣返一段净化作业没太大差别，这说明二段净化渣可以和三段净化渣一样返一段净化作业。将试验结果应用于生产中，经过一段时间的生产表明：二段净化渣可以返一段净化作业，但应严格控制中上清的杂质含量及一段净化作业的工艺控制条件。

二、三段净化渣返一段净化作业后，净化只产生一段渣，减少了净化渣率，减轻镉段作业压力，降低了锌粉单耗。由于进入生产的原、辅料中钴含量低，因此净化渣主要成分是镉、铜和少量的反应不完全的金属锌，此净化渣也叫铜镉渣。

铜镉渣进入镉系统作业，进行浸出、压滤、置换沉镉。先进行浸出作业，由于铜的电极电位（0.2 V）较锌电极电位（-0.7 V）和镉电极电位（-0.2 V）的正，因此浸出过程中，控制适当的技术条件，铜是不会被浸出的，进行的是选择性浸出，即渣中的锌和镉浸出进入溶液中，而铜则留在渣中，浸出渣主要是铜渣，浸出后液采用锌粉置换法沉淀出镉，压滤得镉渣。对铜镉渣的处理工艺流程为：先将铜镉渣进行浆化，然后加废液和硫酸浸出，浸出后液压滤，得铜渣出售，压滤液加锌粉置换沉镉，压滤得镉渣出售，压滤液（贫镉液）返主流程浸出工序。

通过对铜镉渣的处理，铜、镉得到了有效分离，提高了铜渣和镉渣的品位，为进一步金属提纯提供了有利条件。

3 结语

湿法炼锌无论采用何种生产工艺，最终都会产出相当数量的浸出渣和净化渣，这些渣中含有一定量的锌以及铜、镉等伴生有价金属，这部分渣如果得不到有效地回收处理，将会造成严重的环境污染和资源浪费。二冶炼厂通过对浸出尾渣和净化铜镉渣的合理有效地处理，回收渣中有价金属，减少了废弃物排放，降低了环境污染，实现了社会、经济与环境的可持续发展。

参考文献

[1] 徐鑫坤，魏昶.锌冶金学[M].云南昆明：云南科技出版社，1996.