淺析電鋅廠廢渣綜合回收的產(chǎn)業(yè)化

王康柱, 寇文利, 丁 波

(陜西鋅業(yè)有限公司， 陜西 商洛 726007)

淺析電鋅廠廢渣綜合回收的產(chǎn)業(yè)化

王康柱, 寇文利, 丁 波

(陜西鋅業(yè)有限公司， 陜西 商洛 726007)

通過(guò)不斷的技術(shù)研發(fā)和升級(jí)改造，對(duì)鋅冶煉過(guò)程產(chǎn)生的大量廢渣進(jìn)行綜合回收鉛、鎘、銦、鍺、金、銀、銅、鐵、鈷、鎳等元素，解決了企業(yè)廢渣堆存對(duì)環(huán)境污染的威脅，變廢為寶。

電鋅； 廢渣； 綜合回收

陜西鋅業(yè)有限公司150 kt/a鋅冶煉規(guī)模采用標(biāo)準(zhǔn)濕法流程，生產(chǎn)過(guò)程中每年產(chǎn)生20萬(wàn)t廢渣，這些廢渣含有鋅、鉛、銅、鎘、銦、鍺、金、銀、鐵、鈷、鎳等元素，如不回收利用將造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)，近幾年該企業(yè)對(duì)外積極與科研院所合作攻關(guān)，對(duì)內(nèi)加強(qiáng)自主研發(fā)，先后突破多項(xiàng)技術(shù)難題，開(kāi)發(fā)了鋅粉、精鎘、精銦、電鉛、金、銀、高純氧化鋅、納米氧化鋅、鐵粉、鋅合金、陰極銅等十多個(gè)產(chǎn)品，并建成了生產(chǎn)線；對(duì)聚合硫酸亞鐵、氧化鈷、鎳、二氧化鍺、硫酸銅等進(jìn)行了深入的技術(shù)研究，達(dá)到項(xiàng)目?jī)?chǔ)備的條件要求；對(duì)鎳鈷渣真空精餾技術(shù)、鍺的吸附技術(shù)、回轉(zhuǎn)窯處理浸出渣產(chǎn)生的窯渣濕法選鐵技術(shù)等做了大量實(shí)驗(yàn)研究也取得可喜成果。企業(yè)通過(guò)不斷的技術(shù)研發(fā)和升級(jí)改造，現(xiàn)在達(dá)到無(wú)廢渣、廢棄物外排，成為國(guó)內(nèi)煉鋅同行業(yè)產(chǎn)能前十和綜合回收能力較強(qiáng)的企業(yè)之一，綜合回收的10多個(gè)小產(chǎn)品年產(chǎn)值達(dá)到10億元，利潤(rùn)率達(dá)到20%，利潤(rùn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于主業(yè)產(chǎn)品，有力的促進(jìn)了企業(yè)技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展，為企業(yè)走資源節(jié)約、可持續(xù)發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

1 電鋅廠廢渣綜合回收工藝

電鋅廠廢渣綜合回收工藝示意圖如圖1：

圖1 電鋅廠廢渣綜合回收工藝示意圖

銦回收工藝流程如圖2，鉛回收工藝流程如圖3，銀、金回收工藝流程如圖4，銅、鎘、鈷回收工藝流程如圖5。

圖2 銦回收工藝流程示意圖

圖3 鉛回收工藝流程示意圖

圖4 銀金回收工藝流程示意圖

圖5 鎘、鈷回收工藝流程示意圖

2 關(guān)鍵技術(shù)

(1)銦回收關(guān)鍵技術(shù)是解決萃取乳化現(xiàn)象，將酸浸液用氧化鋅先中和后加鋅粉置換，控制終點(diǎn)酸度避免硅、鐵的水解，系統(tǒng)用軟水凈化除鈣鎂，能夠解決萃取乳化頻繁問(wèn)題。系統(tǒng)銦回收率～65%。

(2)鉛回收關(guān)鍵技術(shù)是解決含鉛氧化物、硫酸鹽物料的燒結(jié)難題，將其與粉煤以一定比例搭配，加入粘合劑壓制成團(tuán)，巧妙解決了成團(tuán)和燒結(jié)，實(shí)現(xiàn)了用鉛泥生產(chǎn)粗鉛。另外熔鉛除銅鍋應(yīng)用大噸位高功率工頻無(wú)芯感應(yīng)電爐，自動(dòng)化程度高，改善了操作環(huán)境，開(kāi)創(chuàng)了焊接干鍋應(yīng)用于火法精煉的先河，大噸位高功率工頻無(wú)芯感應(yīng)電爐熔鉛除銅技術(shù)已申請(qǐng)國(guó)家專利。

(3)回收銀的關(guān)鍵技術(shù)是對(duì)浮選銀精礦的化學(xué)法浸出，選用LN浸出試劑，在一定的條件下將精礦中銀從0.25%富集到50%，再將富集后的銀綿加入火法系統(tǒng)與鉛電解陽(yáng)極泥一并處理，或用硝酸浸出氨水溶解水合肼還原回收銀，該技術(shù)是企業(yè)自主研發(fā)，已產(chǎn)業(yè)化并申報(bào)了國(guó)家專利，系統(tǒng)中銀的回收率～50%。

(4)銅渣回收陰極銅的關(guān)鍵技術(shù)是電解陰陽(yáng)極材料的選擇，企業(yè)通過(guò)試驗(yàn)摸索選擇永久型耐腐蝕材料做始極，電解液用硫酸銅和硫酸混合液，電解陰極銅質(zhì)量達(dá)到二級(jí)銅質(zhì)量要求，過(guò)程中鋅可返回大系統(tǒng)，渣中富集銀、鉛可分別回收，過(guò)程銅的回收率達(dá)97%以上。

(5)精鎘生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝是鎘的精餾，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，對(duì)粗鎘常壓精餾改為連續(xù)真空精餾，加熱方式為電阻式加熱，PID調(diào)節(jié)自動(dòng)控溫，密閉收塵，自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，工作環(huán)境大大改善，產(chǎn)品質(zhì)量高，過(guò)程鎘的回收率達(dá)～95%。

(6) 鎳鈷渣真空精餾研究取得了突破性進(jìn)展，真空蒸餾技術(shù)是二十世紀(jì)八十年代才開(kāi)始應(yīng)用到有色冶金行業(yè)的新技術(shù)，鋅冶煉過(guò)程采用兩段凈化工藝，二段銻鹽凈化渣主要含有鋅銅鎘鎳鈷銻鐵等金屬及部分硫酸鹽，運(yùn)用真空蒸餾技術(shù)，鋅鎘及部分鉛銻屬低沸點(diǎn)組分進(jìn)入餾出相，經(jīng)冷卻成煙塵回收利用，銅鈷鐵鎳屬高沸點(diǎn)組分在殘留渣中富集，殘留渣金屬含量提高，價(jià)值提升，為此進(jìn)行了真空蒸餾試驗(yàn)處理二凈渣。試驗(yàn)經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)，調(diào)整溫度，殘留渣率平均達(dá)到4.17%，殘留渣中有價(jià)金屬銅鈷鐵鎳品位平均達(dá)到5.89%、7.38%、7.1%、1.35%，富集比分別達(dá)到21.82、25.63、29.58、18.84倍；煙塵中鋅鎘富集，含量分別達(dá)到58%、1.98%以上，試驗(yàn)基本達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，對(duì)今后產(chǎn)業(yè)化有重要意義。

3 窯渣選鐵試驗(yàn)

試驗(yàn)中采用多級(jí)干式磁選和濕式磁選回收回轉(zhuǎn)窯渣中的鐵渣生產(chǎn)鐵精粉，選后廢棄物為含碳低鐵渣和尾渣。含碳低鐵渣銷售給水泥廠作為生產(chǎn)水泥的原料；尾渣作為制磚廠添加劑使用。工藝流程如下:

窯渣經(jīng)過(guò)料倉(cāng)均勻布料，由輸送機(jī)送給振動(dòng)篩，粒徑小于25 mm的渣料直進(jìn)入一級(jí)分離輸送機(jī)，粒徑大于25 mm的渣料進(jìn)入鄂式破碎機(jī)破碎后進(jìn)入一級(jí)分離輸送機(jī)。

經(jīng)一級(jí)分選后，分離出來(lái)的鐵粒經(jīng)振動(dòng)篩、對(duì)輥破碎機(jī)，鐵粒經(jīng)二級(jí)輸送機(jī)磁選和三級(jí)、四級(jí)、五級(jí)上吸式磁選。經(jīng)多級(jí)分離后，含鐵物料完全分離，得到含量高的鐵粒進(jìn)濕式球磨機(jī)濕選。分離出來(lái)的含碳低鐵渣用輸送機(jī)送至指定點(diǎn)堆存外售。

含鐵顆粒與水混合進(jìn)入濕式球磨機(jī)，在球磨機(jī)內(nèi)不同級(jí)配鋼球破碎、研磨后經(jīng)過(guò)篩網(wǎng)，達(dá)到入一定細(xì)度的物料流入一級(jí)濕式磁選機(jī)。不合格的物料返回球磨機(jī)內(nèi)研磨。鐵精礦粉由精礦區(qū)磁化出來(lái)，尾礦由底部流出。鐵精礦粉流入二級(jí)濕式磁選機(jī)，鐵精礦經(jīng)二次提純后流入鐵精礦沉淀池中。

3.1 硫酸亞鐵工藝流程

所選的鐵精粉經(jīng)工業(yè)硫酸浸出、液固分離，壓濾渣為富貴渣；而酸性液體用鐵粉預(yù)中和到pH值4～4.5，與中和渣返回再浸出；而液體再用石灰乳中和到pH值5.2～5.4，液固分離得合格硫酸亞鐵溶液，壓濾渣送回轉(zhuǎn)窯處理。

3.2 聚合硫酸鐵工藝流程

聚合硫酸鐵是以硫酸亞鐵為原料，用硝酸或高效氧化劑為催化氧化劑或直接氧化劑，同時(shí)輔以反應(yīng)助劑，以增強(qiáng)產(chǎn)品性能、加快反應(yīng)速度。在生產(chǎn)過(guò)程中只需經(jīng)過(guò)催化氧化或直接氧化、水解、聚合和熟化等工藝，即可制備滿足用戶需要的不同等級(jí)的聚合硫酸鐵凈水劑產(chǎn)品。液體聚合硫酸鐵經(jīng)熱風(fēng)爐變成固體粉末產(chǎn)品。

4 總結(jié)

陜西鋅業(yè)電鋅廢渣綜合回收項(xiàng)目已建成的生產(chǎn)線包括: 10 t/a精銦、1k t/a精鎘、15 kt/a電鉛、40 kg/a金、40 t/a銀、10 kt/a鋅粉、10 kt/a高純氧化鋅、500 t/a陰極銅、2 kt/a鐵粉生產(chǎn)線, 50 kt/a聚合硫酸亞鐵由于市場(chǎng)原因暫時(shí)緩建，計(jì)劃建設(shè)項(xiàng)目還有500 kg/a二氧化鍺。隨著綜合回收項(xiàng)目的相繼建成和運(yùn)行，有價(jià)金屬回收種類和數(shù)量不斷增多，鋅銅鎘鉛金銀銦鈷收率不斷提高，不但實(shí)現(xiàn)了企業(yè)效益最大化，而且環(huán)保效益顯著，每年減排廢渣20萬(wàn)t，減排廢水17萬(wàn)t，達(dá)到資源的循環(huán)利用，減少了環(huán)境污染，企業(yè)發(fā)展走上了健康可持續(xù)發(fā)展的良性軌道，綜合回收利用技術(shù)已成為國(guó)內(nèi)濕法煉鋅循環(huán)經(jīng)濟(jì)的示范企業(yè)之一，綜合回收的效益與電鋅主業(yè)發(fā)展優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，前景燦爛，可為鋅冶煉行業(yè)提供有益的借鑒。

Discussiononindustrializationofcomprehensiverecoveryofslaginelectrolyticzincplant

WANG Kang-zhu, KOU Wen-li, DING Bo

Through the technology R&D and upgrading in comprehensive recovery of lead, cadmium, indium, germanium, gold, silver, copper, iron, cobalt, nickel and other elements containing in a large amounts of slag produced in the process of zinc smelting, the environmental pollution caused by storage of slag was solved, turning trash into treasure.

electrolytic zinc; slag; comprehensive recovery

王康柱(1968—)，男，陜西商洛人，有色冶煉工程師。

TF813

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