鋅冶煉系統(tǒng)處理煉鉛含鎘煙塵的生產(chǎn)實(shí)踐

狄聚才

(河南豫光金鉛股份有限公司，河南濟(jì)源454650)

鋅冶煉系統(tǒng)處理煉鉛含鎘煙塵的生產(chǎn)實(shí)踐

狄聚才

(河南豫光金鉛股份有限公司，河南濟(jì)源454650)

介紹了鉛精礦氧氣底吹爐熔煉產(chǎn)出的含鎘煙塵在鋅冶煉系統(tǒng)回收鎘的生產(chǎn)實(shí)踐。含鎘煙塵與回轉(zhuǎn)窯煙塵一起稀酸浸出，酸浸渣送鉛系統(tǒng)回收鉛，酸浸液并入鋅冶煉系統(tǒng)的焙砂浸出液，在鋅冶煉系統(tǒng)采用常規(guī)工藝回收鎘，產(chǎn)出鎘錠。

鉛精礦；氧氣底吹；煙塵；鎘；鋅冶煉

0 前言

目前各鉛鋅冶煉企業(yè)處理的含鎘高的小礦山原料不斷增加，隨原料進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)的鎘量也在不斷增加。豫光金鉛股份有限公司2002年新上了一套氧氣底吹爐系統(tǒng)處理鉛精礦，采用氧氣底吹氧化－鼓風(fēng)爐還原煉鉛新工藝。該系統(tǒng)自投產(chǎn)以來，電收塵煙灰一直是返回原料系統(tǒng)配料，鎘未曾開路，在系統(tǒng)中不斷富集，惡性循環(huán)，煙灰含鎘達(dá)到20%以上，對(duì)熔煉造成一定影響。2005年公司新上的第二套底吹爐系統(tǒng)也存在類似問題。公司將鉛精礦氧氣底吹爐熔煉產(chǎn)出的含鎘煙塵并入鋅冶煉系統(tǒng)回收鎘，取得了較好的效果。

1 煉鉛含鎘煙塵的化學(xué)組成

含鎘煙塵主要為豫光金鉛股份有限公司熔煉分廠所產(chǎn)的電收塵煙灰，其化學(xué)成分及鎘的物相組成如表1、表2所示。

表1 煙塵的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）%

由表2可見，鎘物相中主要是易溶于水的CdSO4，其余為易溶于硫酸的CdO。

表2 煙塵中鎘物相分布%

2 鋅冶煉系統(tǒng)鎘的回收

河南豫光鋅業(yè)有限公司第一套鋅冶煉系統(tǒng)建成投產(chǎn)于2005年初，采用常規(guī)濕法工藝，硫化鋅精礦中的鎘經(jīng)過如下工序最終以精鎘的形式回收。

2.1 硫化鋅精礦焙燒

硫化鋅精礦的化學(xué)成分見表3。

表3 硫化鋅精礦的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）%

鎘在鋅精礦中主要以硫化鎘形態(tài)存在，鋅精礦經(jīng)過配料后進(jìn)入沸騰爐焙燒，焙燒過程中Zn、Pb、Cd等硫化物氧化為氧化物及硫酸鹽進(jìn)入焙砂。Cd的主要反應(yīng)為：

2.2 焙砂浸出及浸出渣的處理

濕法煉鋅的浸出過程，主要是以稀硫酸或電積過程的廢電積液作為溶劑，使原料中的有價(jià)金屬溶解進(jìn)入溶液的過程。浸出過程中，除鋅外，焙砂中的CdO及CdSO4也進(jìn)入溶液，主要反應(yīng)為:

CdSO4直接進(jìn)入溶液。此過程產(chǎn)生的浸出液進(jìn)入凈化工序凈化除雜質(zhì)，浸出渣主要含有Zn、Pb及貴金屬等，需要進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯處理。

回轉(zhuǎn)窯處理過程中產(chǎn)生的煙塵主要含氧化鉛和氧化鋅，經(jīng)過多膛爐除F、Cl后，再經(jīng)稀硫酸浸出。浸出后溶液中主要含硫酸鋅，并入焙砂浸出液進(jìn)入凈化工序。浸出渣再經(jīng)高酸浸出，得到的浸出液進(jìn)入銦、鍺回收工序回收銦、鍺，高酸浸出渣主要含有硫酸鉛，返回鉛冶煉系統(tǒng)回收鉛。

2.3 浸出液凈化

濕法煉鋅中性浸出過程中，鐵、砷、銻、銦、鍺等雜質(zhì)大部分中和水解從溶液中除去，但仍殘留有銅、鎘、鈷、鎳及少量砷、銻、鍺等雜質(zhì)，必須凈化除去，以提高硫酸鋅溶液的質(zhì)量，綜合回收有價(jià)金屬。

中性浸出液中鎘的濃度約在600～1 000mg/L,而電積液要求鎘濃度為1～2mg/L，故需要除鎘。銅、鎘等雜質(zhì)主要通過鋅粉置換方法除去。置換過程中，銅、鎘等進(jìn)入置換渣（銅鎘渣），銅鎘渣進(jìn)入鎘回收工序回收鎘。

2.4 銅鎘渣浸出

硫酸鋅溶液凈化產(chǎn)出的銅鎘渣一般含鎘6%～10%、銅1.5%～4.5%、鋅30%～50%。濕法煉鎘是目前鎘生產(chǎn)中較為完善的方法。用稀硫酸或鋅電積液直接浸出銅鎘渣，浸出溫度控制在70～90℃之間。浸出過程鎘發(fā)生的主要反應(yīng)如下：

浸出終點(diǎn)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為硫酸鋅、硫酸鎘及少量硫酸銅等。

2.5 銅鎘渣浸出液鋅粉置換

銅鎘渣浸出液含鎘較少，含雜質(zhì)較多，必須進(jìn)一步凈化，一般用鋅粉置換溶液中的鎘。置換分為兩步，一次置換時(shí)鋅粉加入量為理論量的85%，得到品位較高的海綿鎘，一般含鎘為70%～80%。一次置換完成后，得到粗海綿鎘及置換后液。置換后液進(jìn)行二次置換，二次置換鋅粉加入量為理論量的1.2～1.3倍，置換后得到品位低的鎘綿，堆放氧化后返回銅鎘渣浸出槽處理回收。

2.6 粗海綿鎘熔析除雜

海綿鎘在熔融狀態(tài)下加入NaOH除雜質(zhì)得到粗鎘，品位在90%左右。得到的粗鎘通過精餾的方法產(chǎn)出品位在99.99以上的精鎘。

3 煉鉛含鎘煙塵的回收

3.1 工藝流程

鉛冶煉含鎘煙塵鋅系統(tǒng)回收工藝流程見圖1。

圖1 鉛冶煉含鎘煙塵鋅系統(tǒng)回收工藝流程圖

煉鉛含鎘煙塵中的鎘主要以易溶于水的CdSO4和易溶于硫酸的CdO形式存在。其在鋅系統(tǒng)中與回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)出并經(jīng)過多膛爐脫F、Cl后得到的煙塵一塊浸出。浸出過程中，CdO和硫酸反應(yīng)進(jìn)入溶液，CdSO4直接進(jìn)入溶液。

含鎘煙塵中的鉛主要以PbO、PbSO4形式存在，浸出過程中，PbO和硫酸反應(yīng)生成硫酸鉛進(jìn)入浸出渣，PbSO4直接進(jìn)入浸出渣。

該浸出液主要含硫酸鋅及硫酸鎘，與焙砂浸出液一起進(jìn)入凈化工序。浸出渣主要含有硫酸鉛，經(jīng)過高酸浸出，其中的銦鍺等進(jìn)入溶液進(jìn)一步回收，渣主要為硫酸鉛返回鉛冶煉系統(tǒng)回收鉛。

3.2 工藝運(yùn)行情況

工藝2008年6月開始運(yùn)行，每月由鉛系統(tǒng)轉(zhuǎn)入鋅系統(tǒng)的含鎘煙灰平均50 t左右，對(duì)鋅系統(tǒng)自身的循環(huán)無影響，每月可多產(chǎn)精鎘7～8 t。

該工藝解決了長(zhǎng)期以來鉛冶煉系統(tǒng)鎘金屬無開路的問題，可使鉛冶煉系統(tǒng)更好地運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了鉛冶煉系統(tǒng)鎘的回收，在回收鎘的同時(shí)也回收了煙塵中的鋅，提高了企業(yè)金屬綜合回收能力，增加了企業(yè)效益。回收煙塵中鎘、鋅的同時(shí)，產(chǎn)出的浸出渣返回鉛冶煉系統(tǒng)回收鉛，對(duì)鋅冶煉系統(tǒng)的鉛進(jìn)行了回收，使鉛、鋅冶煉系統(tǒng)得到較好的互補(bǔ)。該工藝運(yùn)行，基本不增加新的設(shè)備，比新建設(shè)一套鎘回收系統(tǒng)節(jié)省工程建設(shè)費(fèi)用。

4 結(jié)束語

經(jīng)過近一年多的生產(chǎn)實(shí)踐，本工藝在與鋅冶煉系統(tǒng)工藝銜接方面基本無問題，說明本工藝是可行的。在鎘回收過程中主要消耗的材料為鋅粉，目前鋅價(jià)格低迷，精鎘價(jià)格在3.5萬元/t左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超于鋅的價(jià)格，因此工藝在經(jīng)濟(jì)上也是可行的。

[1]梅光貴，王德潤(rùn)，周敬元，王輝.濕法煉鋅學(xué)[M].長(zhǎng)沙：中南大學(xué)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，山西翼城縣人，畢業(yè)于鄭州工業(yè)大學(xué)化工工藝專業(yè)，學(xué)士學(xué)位，同年進(jìn)入河南豫光金鉛股份有限公司工作。

2010-05-11