濕法煉鋅凈化渣中鋅金屬回收的工藝研究

邱文庭

（深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司丹霞冶煉廠，廣東 韶關(guān) 512325）

國(guó)內(nèi)某廠采用鋅氧壓浸出工藝，凈化工序在使用鋅粉除銅、鎘過程中會(huì)產(chǎn)出大量含有銅、鋅、鎘的凈化渣，一部分返回中和置換工序使用，一部分洗滌、壓濾后得堆存外賣處置。凈化渣一般Zn含量為20%～50%、Cu含量為0.5%～5%、Cd含量為5%～10%[1]，具有較大的綜合回收價(jià)值。

凈化渣中有價(jià)金屬的濕法綜合回收的常見方法有常規(guī)酸浸法[1，2]、氧化酸浸法[3，4]、加壓酸浸法[5]、氨浸法[6，7]和微生物浸出法[8]。

1 實(shí)驗(yàn)原料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

實(shí)驗(yàn)原料為國(guó)內(nèi)某廠采用鋅氧壓浸出工藝濕法煉鋅企業(yè)凈化工序產(chǎn)出的凈化渣、電解工序產(chǎn)出的廢液、熔鑄工序產(chǎn)出的鋅粉，其主要化學(xué)組成分析結(jié)果見表1、表2、表3。

表1 凈化渣的主要化學(xué)成分分析

表2 廢液的主要化學(xué)成分分析

表3 鋅粉的主要化學(xué)成分分析

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

取凈化渣和廢液在可控溫、調(diào)速、定時(shí)的磁力攪拌器上進(jìn)行浸出實(shí)驗(yàn)，得到的浸出渣和浸出液，分析其中Zn、Cd、Co的含量，用對(duì)比實(shí)驗(yàn)方法對(duì)始酸、液固比、溫度、時(shí)間等條件進(jìn)行研究，得出最佳的浸出參數(shù)。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 常規(guī)酸浸出

取同樣重量的凈化渣，控制始酸、液固比和溫度變化，保持浸出時(shí)間不變，分別進(jìn)行浸出實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4、表5。

表4 浸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表5 浸出渣成分

（1）：取凈化渣樣品200g，水200ml，廢液450ml，控制溫度80℃、時(shí)間60min進(jìn)行浸出實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)終酸為pH5.0；

（2）：取凈化渣樣品200g，水200ml，廢液460ml，控制溫度80℃、時(shí)間60min進(jìn)行浸出實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)終酸為pH4.8；

（3）：取凈化渣樣品200g，水200ml，廢液500ml，控制溫度55℃、時(shí)間60min進(jìn)行浸出實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)終酸為pH1.0；

從表4、表5結(jié)果可見，隨著廢液的增加、始酸增高，鋅、鎘、鈷、鎳等元素的浸出率也提高。但是，在實(shí)驗(yàn)（3）的過程中，濾液的結(jié)晶速度很快，所以，在浸出的過程中不能全部使用廢液，即始酸不能太高。

2.2 兩段逆流浸出

實(shí)驗(yàn)一段低溫、二段高溫浸出鋅、鎘、鈷的浸出率，浸出渣和浸出液的分析結(jié)果見表6、表7。

表6 實(shí)驗(yàn)浸出渣分析結(jié)果

表7 實(shí)驗(yàn)浸出液分析結(jié)果

（4）：取凈化渣樣品800g，水2000ml，廢液1800ml，控制溫度55℃、時(shí)間60min進(jìn)行浸出實(shí)驗(yàn)，浸出終酸為pH5.0；過濾后的浸出渣加廢液1800ml，水1800ml，控制溫度80℃、時(shí)間120min進(jìn)行浸出實(shí)驗(yàn)。

（5）：取凈化渣樣品800g，水1000ml，廢液900ml，控制溫度55℃、時(shí)間60min進(jìn)行浸出實(shí)驗(yàn)，浸出終酸為pH5.0；過濾后的浸出渣加廢液1000ml，水1000ml，控制溫度80℃、時(shí)間120min進(jìn)行浸出實(shí)驗(yàn)。

通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，兩段逆流浸出鋅的浸出率達(dá)到97.69%以上，比一段直接浸出高4.03%，鎘、鈷浸出率偏低，預(yù)計(jì)是凈化渣的有效鋅太高，浸出后的鎘、鈷被還原了。

企業(yè)的長(zhǎng)期持續(xù)經(jīng)營(yíng)離不開風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，企業(yè)在當(dāng)今激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中也必須時(shí)刻提高自身的風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)?，F(xiàn)在一些企業(yè)為了占據(jù)市場(chǎng)，提高自己的競(jìng)爭(zhēng)力，將產(chǎn)品賒銷，沒有充分的考慮大量賒銷將帶來的風(fēng)險(xiǎn)，一部分資金無法收回，企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)困難，甚至走向破產(chǎn)。因此，企業(yè)必須樹立風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，不能盲目賒銷，必須結(jié)合客戶的資信狀況，嚴(yán)格估計(jì)每筆賒銷將帶來的財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)及危害，當(dāng)應(yīng)收賬款收回的可能性極大時(shí)再進(jìn)行賒銷，降低企業(yè)的財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)，維護(hù)企業(yè)正常的生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.3 除鎘

2.3.1 浸出過濾液兩段除鎘

試驗(yàn)條件：取試驗(yàn)（1）和試驗(yàn)（2）浸出液各550ml混合，加入鋅粉4g，控制溫度55℃、時(shí)間60min進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。完成試驗(yàn)后，取一段除隔液1000ml，加入鋅粉3g，控制溫度55℃、時(shí)間60min進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果見表8。

表8 兩段除鎘實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果

從表8實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果可見，兩段除鎘有效果，除鎘后液隔含量不斷減少，但是效果不夠理想，達(dá)不到除鎘的要求。

2.3.2 凈化渣浸出后直接沉鎘

（6）取凈化渣樣品200g，水500ml，廢液450ml，控制溫度55℃、時(shí)間60min進(jìn)行浸出實(shí)驗(yàn)，加入10g凈化渣調(diào)節(jié)終酸為pH5.0，浸出結(jié)束后直接加入3g鋅粉，控制溫度55℃、時(shí)間30min反應(yīng)后過濾。

（7）取凈化渣樣品200g，水500ml，廢液450ml，控制溫度55℃、時(shí)間60min進(jìn)行浸出實(shí)驗(yàn)，加入10g凈化渣調(diào)節(jié)終酸為pH5.0，浸出結(jié)束后直接加入3g鋅粉，控制溫度55℃、時(shí)間40min反應(yīng)后過濾。

以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)后的濾液和渣分析結(jié)果見表9。

表9 實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果

2.3.3 兩段逆流浸出過濾液一段除鎘

（8）取實(shí)驗(yàn)（4）的浸出液3800ml，加入鋅粉34g，控制溫度55℃、時(shí)間60min進(jìn)行除鎘；

（9）取實(shí)驗(yàn)（5）的浸出液3800ml，加入鋅粉34g，控制溫度55℃、時(shí)間60min進(jìn)行除鎘；

以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)后的濾液和渣分析結(jié)果見表10。

表10 實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果

從實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果可見，兩段逆流浸出液除鎘效果很好，液體和渣含鎘都低。

2.4 除鎘液除鈷

實(shí)驗(yàn)條件：取實(shí)驗(yàn)（8）和實(shí)驗(yàn)（9）的除鎘后液各1000ml，分別加入鋅粉6.25g和3.33g，控制溫度85℃、每30min取樣一次，然后過濾化驗(yàn)，結(jié)果見表11、表12。

表11 除鈷實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果（實(shí)驗(yàn)（8）除鎘液）

表12 除鈷實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果（實(shí)驗(yàn)（9）除鎘液）

從表11、表12可見，除鈷后液中鎘、鈷明顯降低，除鈷時(shí)間以60min為宜，超過60min后鈷、鎘會(huì)復(fù)溶。

3 結(jié)論

凈化渣采用兩段逆流浸出效果好，鋅的浸出率達(dá)到97.69%以上，同時(shí)浸出液除鎘、鈷效果較好，除鈷時(shí)間以60min為宜，超過60min后鈷、鎘會(huì)復(fù)溶。

浸出條件：凈化渣一段進(jìn)出條件：液固比5:1，始酸100g/l，溫度55℃，反應(yīng)時(shí)間60min；二段浸出始酸100g/l，溫度85℃，反應(yīng)時(shí)間120min。除鎘溫度55℃，反應(yīng)時(shí)間60min；除鈷溫度85℃，反應(yīng)時(shí)間60min。