锌氧压浸出有机物来源与脱除方法的研究

王李娟，何 磊

（中金岭南有色金属股份有限公司丹霞冶炼厂，广东 韶关 512325）

丹霞冶炼厂锌氧压浸出工艺已稳定经运行10多年，主要采用木质素磺酸钙作为氧压浸出分散剂防止液态硫包裹锌精矿，ZPL液有机物70mg/l～80mg/l，溶液经过针铁矿出铁、净化除杂到电解新液有机物降至10mg/l～20mg/l，维持在一个比较低的水平，一直以来都未得到高度关注。

镓锗综合回收车间使用有机溶剂进行萃取及萃余液中和除油后送入湿法炼锌系统，以上两者效应叠加后主系统溶液中有机物升高至100mg/l～120mg/l甚至更高，对锌电解的影响问题日趋凸显，解决有机物升高影响电解烧板、锌片质量变差、颜色变暗成为首要问题。

1 有机物脱除方法研究

湿法炼锌脱除有机物的方法主要有气浮、活性炭吸附、高温高压氧化、波长小于500nm光线照射等方法。

1.1 高压、高温氧化脱除有机物

探寻木质素磺酸钙在氧压浸出分解情况，成为降低ZPL中的有机物至关重要。锌精矿氧压浸出试验，加入矿浆250g，矿浆浓度63.35%，1500ml的电解废液。电解废液有机物含量70mg/l，配入不同厂家木质素磺酸钙，电解废液中的有机物含量上升至385mg/l，在温度145℃～155℃、压力1.4MPa、反应时间2小时，使用A厂家的木质素磺酸钙作为分散剂的氧压浸出ZPL液有机物降至126mg/l，氧压浸出过程中有机物分解率82.2%，使用B厂家的木质素磺酸钙作为分散剂氧压浸出ZPL液有机物降至116mg/l，氧压浸出过程中有机物分解率85.4%；

木质素磺酸钙有高糖和低糖两种，使用B厂家提供的这两种类型的木质素进行试验，氧压浸出试验条件、配入木质素磺酸钙后废液含有机物的量与上相同。低糖木质素磺酸钙氧压浸出过程中有机物分解率88.2%，高糖木质素磺酸钙氧压浸出过程中有机物的分解率79.7%。

以上实验不能排除电解废液中的有机物在氧化环境高温、高压条件下也分解，需要使用电解废液在高温、高压氧化环境下进行实验，考察废液中的有机物含量是否分解。废液1500ml，温度160℃～170℃，压力1.5MPa，反应时间2小时，反应过程中通入氧气，废液初始有机物63mg/l，反应后废液有机物含量68mg/l，结果说明废液中的有机物未分解。

氧压浸出过程中木质素磺酸钙中有机物分解率79%以上。

1.2 活性炭脱除TOC

活性炭是一种很细小的炭粒，有很大的表面积，而且炭粒中还有更细小的孔——毛细管。这种毛细管具有很强的吸附能力，由于炭粒的表面积很大，所以能与气体（杂质）充分接触。当这些气体（杂质）碰到毛细管被吸附，起净化作用。镓锗综合回收萃余液中含大量的有机物，在进入此种溶液进入有机物前脱除大部分的有机物，所以对不同碘吸附值、不同原料制备的活性炭脱除有机物进行实验。

1.2.1 不同碘值活性碳脱除萃余液中有机物

萃余液含有机物148mg/l，分别加入碘吸附值669、777、858、945及竹制活性炭2g，反应后依据化验结果计算有机物脱除率。碘吸附值669、777、858、945活性碳的脱除有机物的脱除率分别为17.57%、5.41%、36.49%、47.30%、4.05%。

1.2.2 不同原料制备活性碳脱除有机物效果

使用低铁上清液含有机物98mg/l，使用碘吸附值大于1000、果壳制、煤制活性碳脱除有机物脱除试验，有机物脱除率分别为2.38%、2.38%、0.00%，有机物脱除效果都比较差。

新液1000ml，温度60℃，活性炭加入量，2g/l，反应时间1小时；电解锌液含有机物96mg/l，反应后溶液有机物92mg/l。

实验过程中显示碘吸附值高活性炭有机物的脱除率高，竹制、煤制活性炭有机物脱出率比较低。整个实验过程中发现氧压浸出ZPL液、萃余液和低铁液、新液使用活性炭吸附有机物，溶液中的有机物降低至一定的值就很难再脱除。通过活性炭加入量的对比实验研究也表明，活性炭脱除溶液中的有机物出现相类似的情况。

1.3 紫外灯照射

镓锗综合回收使用的萃取剂中有一部分萃取剂10%～15%溶解性，这部分有机物进入溶液系统后使用高温、高压氧化、活性炭吸附两种方法脱除很困难，溶液中有机物降至一定值后不在发生变化，因此对这部分的有机物的脱除需要寻找新的方法。

光催化氧化法是通过氧化剂在光的激发催化作用下产生的·OH氧化分解有机物。紫外吸收光谱中，电子 的 跃 迁 有σ→σ＊、n→σ＊、π→π＊和n→π＊四种类型，各种跃迁类型所需要的能量依下列次序减小：σ→σ＊gt;n→σ＊gt;π→π＊gt;n→π＊。在有机化合物分子中有形成单键的σ电子、有形成双键的π电子、有未成键的孤对n电子。当分子吸收一定能量的辐射能时，这些电子就会跃迁到较高的能级，此时电子所占的轨道称为反键轨道，而这种电子跃迁同内部的结构有密切的关系[1]。

不同功率的紫外灯[2]照射：

低铁液含有机物106mg/l，使用50ml低铁液与30ml双氧水混合，溶液有机物含量66.25mg/l。混合的液体使用紫外线灯（功率4W）照射4小时，静置两小时后，溶液有机物含量58mg/l，使用紫外灯（功率800W）照射2小时，静置两小时，溶液有机物含量26mg/l，脱除率60.7%。功率为4W的紫外灯照射低铁液脱除有机物效果不明显，然而随着紫外灯的功率增大后照射溶液，有机物的脱除率升高。

2 总结

木质素磺酸钙含中的有机物在氧压浸出过程中大部分已经分解，经过后续的工艺出处理，新液中含的有机物不会增加，而湿法炼锌系统有机物增加的部分主要是可溶性萃取剂，所以有必要对有机物种类进行区分，分别采用不同的方法脱除。气浮、高压高温氧化、活性炭法对油类、脂肪类有机物脱除效果非常好，而对水溶性的活性炭吸附效果就相对较差。使用氧化法紫外灯照射低铁液中活性炭不能脱除有机物与紫外线灯的功率、氧化剂、光的催化剂有关，以上实验中由于加入双氧水的量比较大，运行的成本比较高，再寻找经济的脱除方式成为研究的方向。