濕法煉鋅凈液渣綜合利用探討

1、.56 .中Bl雨色治金口綜合利用與環(huán)保濕法煉鋅凈液渣綜合利用探討濕法煉鋅生產(chǎn)過程凈液工序中產(chǎn)生大量的凈液渣，含鋅平均40%左右，其中含大量未反應(yīng)的過剩鋅粉。 為回收凈液渣中的鋅，提高鋅回收率，企業(yè) 通常會對凈液渣中的鋅進(jìn)行回收，方法是:凈化渣硫 酸浸出， 產(chǎn)出凈液銅渣和浸出液，浸出液鋅粉置換后，產(chǎn)出凈液鎘渣和置換后液，置換后液經(jīng)除鉆后進(jìn)入煉鋅車間 浸出工段中浸槽或綜合回收生產(chǎn)硫酸鋅。對于凈液渣中鋅回收工藝產(chǎn)生的凈液銅渣、凈液鎘渣和除鉆渣， 大的有色冶金綜合企業(yè)都能做到綜合回收有價金屬。而對于小規(guī)模鋅冶煉企業(yè)，過去由于有色金屬市場低 迷，生產(chǎn)規(guī)模小，許多企業(yè)沒有對凈液銅渣、凈液鎘渣和除鉆渣中的

2、有價金屬進(jìn)行綜合回收，而是以中間 渣的形式對外銷售。赤峰中色庫博紅蟬鋅業(yè)有限公司煉鋅工藝采 用國際先進(jìn)、國內(nèi)首創(chuàng)、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高酸 浸出- 低污染沉磯濕法煉鋅工藝，煉鋅凈液工序采用神鹽三段連續(xù)凈液工藝。三期擴建工程巳于2007年5月投產(chǎn)， 年生產(chǎn)能力達(dá)到鋅錠11萬t,硫酸20萬t。隨著企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大,凈液銅渣和凈 液鎘渣的產(chǎn)生量越 來越大。同時，國內(nèi)有色金屬市場旺盛，價格上漲，以中間渣的形式對外銷售存在以下兩點不足：凈液銅渣和凈液鎘渣對外銷售，市場價格低，經(jīng)濟效益差。對于購買凈液銅渣和凈液鎘渣的企業(yè)大多是小企業(yè)，技術(shù)水平低，回收品種單一，造成有價金屬浪費、流失，廢渣排放還可能對環(huán)

3、境帶來二次污 染。為了提高經(jīng)濟效益減少渣外銷可能帶來的二次污染企業(yè)根據(jù)凈液銅渣和凈液鎘渣中有價金屬含量、 種類的不同，以及企業(yè)的實際情況，選擇經(jīng) 濟、可行的回收工藝，對渣中有價金屬進(jìn)行必要的 綜合回收, 下面對回收工藝進(jìn)行討論。1國內(nèi)大型企業(yè)凈液渣處理現(xiàn)狀目前，我國許多大型鋅冶煉廠都對渣中的鋅、銅、鎘、鉆進(jìn)行回收。株洲冶煉廠和西北鉛鋅冶煉廠凈 液渣化學(xué)成分如表lo株洲冶煉廠凈化工序產(chǎn)生的未經(jīng)除鋅處理的凈液渣分為銅鎘渣和鉆渣,銅鎘渣經(jīng)過低酸浸出、置換等 處理,置換出的海棉鎘經(jīng)硫酸浸出、電解，最終 生產(chǎn)成電鎘，回收的鋅液返回?zé)掍\系統(tǒng)，銅渣摻入 銅精礦 煉銅。鉆渣經(jīng)浮選富集后再經(jīng)浸出、沉鉆等工序進(jìn)一

4、步深加工成氧化鉆，回收的鋅液返回?zé)掍\系統(tǒng)。西北鉛鋅冶煉廠凈化工序產(chǎn)生的未經(jīng)除鋅處理的凈液渣分為銅鎘渣和鐐鉆渣，銅鎘渣和鐐鉆渣經(jīng)過低 酸浸出、置換等處理，回收的鋅液返回?zé)掍\系統(tǒng);產(chǎn)出銅渣、海棉鎘和高鉆渣，銅渣送入銅廠摻入銅精礦 煉銅，海棉鎘和高鉆渣對外出售。2原材料根據(jù)本企業(yè)2007年企業(yè)生產(chǎn)統(tǒng)計，年產(chǎn)7萬噸鋅規(guī)模情況下，凈液銅渣產(chǎn)量3 743 t/a，凈液鎘渣注:表中數(shù)值系平均值，銅鎘渣系凈液渣酸浸后渣表1渣化學(xué)成分表%企業(yè)名稱渣類型ZurCuCdCoAsNiSbGe株洲冶煉廠銅鋸渣40.265.6414.310.0210.2780.0670.0880.0029鉆渣16.084.172.311

5、.670.230.0020.10.0021西北鉛鋅冶煉廠銅鎘渣27.5710.9213.980.02鐐鉆渣61.690.23.30.200.0370.110.30.0021749 t/a，如果換算成企業(yè)達(dá)到設(shè)計產(chǎn)能11萬t/a鋅規(guī)模，將年產(chǎn)凈液銅渣5 883t，凈液鎘渣1 177 t （以上均為 濕渣）。凈液銅渣和凈液鎘渣中的Cu、Zn、Cd、Co等元素主要以金屬態(tài)存在，少量以硫酸鹽形態(tài)及氧化物形態(tài) 存在。根據(jù)赤峰中色庫博紅炸鋅業(yè)有限公司2007年所產(chǎn)凈液銅渣和凈液鎘渣年化學(xué)成分統(tǒng)計平均值數(shù)據(jù), 凈液銅渣和凈液鎘渣化學(xué)成分如表2。表2凈液銅渣和凈液鎘渣化學(xué)成分表（年平均值）渣類型 Z% Pb

6、Ag（g/t） Fer HjOCuCd CoAs凈液 18.48 0.71 37.89 221 24.38 2.89 22.77 0.28 0.09鎘渣凈液 20.16 2.11 93.95 1.19 22.31 23.28 5.53 0.77 0.17銅渣根據(jù)企業(yè)目前年產(chǎn)凈液銅渣和凈液鎘渣的渣量和化學(xué)成分，經(jīng)過計算，每年產(chǎn)生凈液銅渣、凈液鎘渣 中含 Cu 1090t,Zn 1084t,Cd455t,Co 37 t 3 工藝 3.1冶煉工藝選擇通過凈液銅渣和凈液鎘渣年化學(xué)成份分析，渣中的鋅、銅、鎘、鉆都具有綜合回收價值。目前，我國 許多大型鋅冶煉廠都對渣中的鋅、銅、鎘、鉆進(jìn)行回收，普遍采用成熟

7、的濕法冶金工藝：凈液銅渣、凈液鎘 渣硫酸浸出Zn、Co、Fe、Cd等，從溶液中回收鋅、鎘、鉆，渣中銅得到富集，為銅的回收創(chuàng)造條件。銅的冶煉根據(jù)原料不同應(yīng)選擇適宜的流程，富集銅渣冶煉工藝分為火法冶金及濕法冶金流程?；鸱ㄒ?金適用大規(guī)模生產(chǎn)，投資較高。濕法冶金適合小規(guī)模生產(chǎn),投資少，且對環(huán)境無污染。目前大的綜合有色 企業(yè)將富集的銅渣配入銅精礦中回收銅，而對于沒有銅冶煉項目的企業(yè)，根據(jù)渣量、渣中銅的形態(tài)、渣中 鋅的含量狀況和提高鋅回收率考慮，采用濕法冶金工藝回收渣中的銅是經(jīng)濟合理的。目前國內(nèi)外濕法冶金工藝對于含銅較低的銅 浸出溶液,普遍采用浸出、萃取、電解流程。而對于 含銅 較高的溶液，采用萃取工藝

8、，萃取率低、成本高；如果直接電解，由于銅浸出溶液雜質(zhì)高，電解液雜質(zhì)積 累，影響銅的電解過程及電積銅的質(zhì)量。3.2含銅溶液電積沉銅的理論分析銅廢電解液在浸出和電解之間循環(huán)往復(fù)的進(jìn)行，溶液中的Z/+、CcP、Fe2+、As，*、Pb2+、如+等雜子離子 會逐漸提高。圍繞含銅溶液雜質(zhì)對電解影響、雜質(zhì)含量控制及高雜質(zhì)電解液處理的問題，我們在理論上進(jìn) 行了分析，并提出了相應(yīng)的措施。雜質(zhì)對電積銅質(zhì)量的影響（四含銅溶液中含有一定量的Zrf+CdFeZ+及少量的PbLCoFs%雜質(zhì)離子，在25乞酸性溶液中這些離子的電 極電位為：4Zn2+/Zn: -0.763 ,Fe+/Fe: -0.440、|）Cd2VCd

9、: -0.403 As2+/As: 0.247、4Cu%/Cu: 0.337，溶液中雜質(zhì)電極電 位均低于銅的電極電位，只有As霽電極電位與Ci?+接近，因此 控制溶液中雜質(zhì)，特別是As%含量及適宜的電積條件，生產(chǎn)出合格的電積銅，在理論上是可行的。溶液中雜質(zhì)含量控制措施隨著銅廢電解液在浸出和電解之間循環(huán)往復(fù)的進(jìn)行，電解液中雜質(zhì)逐漸積累，雜質(zhì)達(dá)到一定程度會影 響電積銅的質(zhì)量及電耗。因此，必須定期將雜質(zhì)含量高的電解液排出銅電解系統(tǒng)，同時補充新的含銅溶液。如果采取將高雜質(zhì)銅廢電解液排出銅電解循環(huán)體系，送入凈液銅渣、凈液鎘渣的酸性浸出工序，既充 分利用了電解產(chǎn)生的硫酸，又控制了電解液中 雜質(zhì)含量，還回收

10、了銅廢電解液中的金屬鋅、鎘。同 時，用 工業(yè)硫酸加水配成的溶液浸出富集銅渣，得到含雜質(zhì)低的含銅溶液補充到銅電解系統(tǒng)中。高雜質(zhì)電解液處理電解系統(tǒng)廢電解液中主要含Cu八Zn八Cd2及少量的C2,、A戶，將廢電解液加入酸浸渣、置換渣酸性浸出槽作 浸出劑，由于凈液銅渣、凈液鎘渣中含有大量未反應(yīng)鋅粉，產(chǎn)生C+Zn=Zn2+C u反應(yīng)，銅重新進(jìn)入富集銅渣 中，廢電解液中的鋅和 鎘又返回到凈液銅渣、凈液鎘渣的酸性浸出工序，實 現(xiàn)良性循環(huán)。通過以上分析，含銅溶液電積沉銅工藝在理論火空盞庠-火空盞庠-Tft增I圖1工藝流程圖上是可行的。33工藝流程圍繞高含銅溶液直接電解問題,我們對溶液雜質(zhì)成分、雜質(zhì)含量控制、高

11、雜質(zhì)含量溶液處理方法進(jìn)行了 分析，如果采取相應(yīng)的措施，高含銅溶液直接電解是可行的。工藝流程圖如圖103.4生產(chǎn)工藝3.4. 1鎘、鉆、鋅的回收工藝我國許多大型新建冶煉廠都對凈液渣中鎘、鉆、鋅進(jìn)行回收，普遍采用成熟的濕法冶金工藝。主要過 程如下：凈液渣的浸出與固液分離。用一定濃度的稀硫酸對渣進(jìn)行浸出，渣中的Zn、Cd、Co、Fe及少量的 As進(jìn)入溶液，然后固液分離，溶液進(jìn)入除Fe、As工序,渣作為煉銅的原料。中和除鐵、碑。向浸出液加石灰、高鎰酸鉀中和除Fe、As,過濾，濾液進(jìn)入鎘置換工序；Fe、入、進(jìn)入 中和渣中。鋅粉置換除鎘、鉆。將中和除鐵、伸后的溶液加熱到75Y,加入鋅粉,置換出海綿鎘，用壓

12、濾機壓濾， 渣(海綿鎘)進(jìn)入壓團工序；溶液經(jīng)過下一道工序，加鋅粉、鐐鹽除鉆后，經(jīng)壓濾機壓濾，溶液經(jīng)管道送入 煉鋅分廠，渣（高鉆渣）外售。 海綿鎘壓團及熔煉。置換工序產(chǎn)生的海綿鎘用高壓液壓機壓制成塊狀，除去其水分，利于熔煉及 防止鎘氧化，之后將液壓成型的海綿鎘干燥。熔煉過程中，加入氫氧化鈉作為熔劑，在400 Y的溫度下熔煉 成粗鎘。 粗鎘的真空蒸偕。將粗鎘在真空蒸璃爐中蒸儲，產(chǎn)出精鎘，鑄成鎘錠。3.4. 2銅回收工藝 銅渣的氧化。富集銅渣散開堆放自然氧化。 氧化銅渣浸出及固液分離。自然氧化的富 集銅渣在浸出槽中加硫酸及廢電解液進(jìn)行浸出，浸出過 程中向浸出槽中逐漸加入雙氧水，以利于銅的浸出，壓濾機壓濾后，濾液送電積工序，渣再氧化、浸出。 浸出液的電積】。浸出液在槽電壓2 V、電流密度200A/m2、溫度小于45 Y的條件下電積