周沖沖， 侯 劍， 郭 寧, 寇文利， 陳艷艷

(陜西鋅業(yè)有限公司， 陜西 商洛 726007)

氯鹽濕法處理高鉛渣的研究

周沖沖， 侯 劍， 郭 寧, 寇文利， 陳艷艷

(陜西鋅業(yè)有限公司， 陜西 商洛 726007)

濕法煉鋅產(chǎn)出的高鉛浸出渣先通過(guò)NaCl- CaCl2體系進(jìn)行兩段浸出，渣中的鉛、銀浸出進(jìn)入溶液；浸出液用鋅粉兩段置換，鉛、銀進(jìn)入置換渣，即鉛綿；置換后液用NaOH中和，回收其中的鋅。采用該工藝處理含鉛30%左右的鉛渣，得到的鉛綿含鉛80%左右，含銀560 g/t左右；鉛渣中的鋅和置換過(guò)程帶入的鋅進(jìn)入中和渣，火法處理后返回?zé)掍\系統(tǒng)。

濕法煉鋅； 高鉛渣； 氯鹽浸出； 鉛綿

0 前言

某公司濕法煉鋅氧化鋅焙砂浸出過(guò)程中有大量的鉛渣(鉛泥)產(chǎn)生，該鉛泥含鉛約30%，直接外售，經(jīng)濟(jì)價(jià)值較低。為了挖潛增效，技術(shù)人員研究出一種適合該鉛泥的處理方法：高氯體系浸出鉛泥，其中的鉛進(jìn)入溶液，再用鋅粉置換溶液中的鉛。此方法得到的鉛綿含鉛80%左右，外售價(jià)格較高，經(jīng)濟(jì)效益較好。另外，鉛泥中的鋅和置換過(guò)程進(jìn)入溶液的鋅，最終通過(guò)中和沉積進(jìn)入中和渣，火法處理后返回?zé)掍\系統(tǒng)，不會(huì)造成鋅的浪費(fèi)。該方法處理鉛泥經(jīng)濟(jì)、高效、便捷，為含鉛廢渣的處理提供了新的思路。

1 試驗(yàn)原理與工藝流程

圖1 鉛泥氯鹽浸出工藝流程圖

2 試驗(yàn)

2.1 原料與試劑

試驗(yàn)原料為鉛泥，成分見表1。試劑：分析純CaCl2、工業(yè)NaCl、分析純鹽酸、工業(yè)NaOH。

表1 鉛泥的主要成分 %

2.2 試驗(yàn)方法

2.2.1 兩段浸出

探索了反應(yīng)時(shí)間對(duì)鉛銀浸出率的影響。在5 L燒杯中加4 L水，攪拌加入1 200 g的NaCl、100 g的CaCl2，加鹽酸調(diào)pH值到1.0～1.5，加熱至85 ℃,加入鉛泥600 g，在85～95 ℃條件下攪拌一定時(shí)間后過(guò)濾[1]。過(guò)濾渣加4 L水，攪拌加入 NaCl、CaCl2，使NaCl、CaCl2濃度分別為300 g/L、25 g/L。加鹽酸調(diào)pH值1.0～1.5，加熱至85～95 ℃，攪拌一定時(shí)間進(jìn)行二段浸出，然后過(guò)濾。過(guò)濾渣加2 L水，加鹽酸調(diào)pH值1.5～2.0，水洗30 min過(guò)濾，樣渣送分析。二段浸出液返回一段浸出，一段浸出液再進(jìn)行二段置換。

這一步的目的是使鉛泥中的鉛銀盡可能地浸出到溶液中。

2.2.2 兩段置換

兩段置換的目的是使鉛銀盡可能地還原入渣中，得到高品位的鉛綿，同時(shí)富集銀。兩段置換試驗(yàn)考察還原劑的選擇以及還原劑的用量。

由于物流技術(shù)的廣泛應(yīng)用，不僅對(duì)制造業(yè)企業(yè)的物流設(shè)施產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，其次，也使得物流設(shè)施向著標(biāo)準(zhǔn)化的方向去發(fā)展。另外，在生產(chǎn)線的一些流動(dòng)環(huán)節(jié)上，比如：物料的運(yùn)輸、采購(gòu)、儲(chǔ)存、發(fā)料。這些環(huán)節(jié)的物流活動(dòng)變得更加高效率，也變得更加順暢。

一段浸出液加熱到80 ℃, 攪拌加入還原劑，在溫度80～85 ℃條件下置換1.0 h，過(guò)濾，得到鉛綿。一段置換后液加熱到80 ℃，攪拌加入還原劑，在溫度80～85 ℃條件下置換1.0 h，過(guò)濾[2]。為提高還原劑的利用率，二段置換渣返回一段置換。兩次置換還原劑按總鉛量的一定倍率添加，一次置換和二次置換加入量分別為總添加量的一半。

2.2.3 中和沉鋅

二次置換后液用NaOH中和沉鋅，目的是回收其中的鋅。將二次置換后液加熱到60～65 ℃，攪拌加入NaOH中和至pH值8.0，過(guò)濾[3]。濾渣加2 L水水洗30 min，過(guò)濾。

2.3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.3.1 兩段浸出

兩段浸出試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 兩段浸出反應(yīng)時(shí)間對(duì)浸出率的影響

從表2可看出，二段浸出液中仍有大量的鉛，說(shuō)明兩段浸出完全必要。反應(yīng)3 h基本可以達(dá)到最佳浸出效果，鉛銀的浸出率可在95%以上。因此浸出反應(yīng)時(shí)間選擇3 h。

2.3.2 兩段置換

分別采用鐵粉或鋅粉作為還原劑置換一次浸出液中的鉛、銀，并考察了還原劑的最佳用量。試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

由表3中數(shù)據(jù)可看出，采用鐵粉鉛銀置換率為60%左右，采用鋅粉鉛銀置換率可達(dá)95%左右，并且鐵粉置換后，溶液中的鋅、鐵不易分離，增加了回收鋅的難度，并造成鐵的浪費(fèi)。所以，置換劑選用鋅粉。

此外，當(dāng)鋅粉的用量達(dá)到總鉛量的1.5倍后，用量再增加鉛銀置換率提高不明顯。因此，選擇還原劑的加入量為總鉛量的1.5倍。

用鋅粉作還原劑，加入量為總鉛量1.5倍時(shí)，一次置換渣(鉛綿)含鉛達(dá)80%以上，鉛的置換率達(dá)95%以上，銀的置換率接近95%。

2.3.3 中和沉鋅

經(jīng)過(guò)二段浸出，鉛泥中的鋅進(jìn)入溶液；鋅粉二段置換后，又有大量的鋅進(jìn)入溶液。為了對(duì)浸出和置換過(guò)程中的鋅回收利用，故進(jìn)行中和沉鋅試驗(yàn)，結(jié)果見表4。

由表4可看出，二段置換后液中的鋅99%進(jìn)入中和沉鋅渣中，渣含鋅達(dá)40%以上。中和沉鋅渣經(jīng)現(xiàn)有的火法工藝脫Cl后，渣含氯可由1%降至0.03%。脫氯后的渣可直接進(jìn)入濕法煉鋅系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)鋅的回收利用。

表3 不同還原劑及加入量對(duì)置換效果的影響

表4 中和沉鋅試驗(yàn)結(jié)果

3 擴(kuò)大試驗(yàn)

按前述流程進(jìn)行擴(kuò)大試驗(yàn)，向40 m3PVC材質(zhì)塑料罐中泵入30 m3水， NaCl、CaCl2、HCl的加入量按比例增大，進(jìn)行了一個(gè)月的生產(chǎn)中試，結(jié)果與小型試驗(yàn)基本吻合，鉛銀的回收率可達(dá)90%以上，鋅的回收率可達(dá)99%。

4 結(jié)論

(1) 采用NaCl- CaCl2體系二次浸出鉛泥，每段浸出時(shí)間3 h，鉛銀的浸出率可達(dá)95%以上。

(2)一段置換渣即鉛綿，含鉛80%以上，含銀560 g/t，可高價(jià)售給煉鉛廠生產(chǎn)粗鉛和銀錠。

(3) 鉛銀的總回收率可達(dá)90%以上。

(4) 濕法提鉛系統(tǒng)中的鋅，經(jīng)過(guò)中和沉鋅富集于中和渣中，中和渣火法脫氯后，進(jìn)入煉鋅系統(tǒng)回收鋅。

(5)為盡可能降低中和沉鋅渣中的氯，中和沉鋅渣洗水用量較大，可能有部分高氯洗液外排，這部分溶液可以NaCl的形式回收利用，直接用于污水處理工序。

[1] 孫紅燕，森維，孔馨，劉貴陽(yáng). 用氯鹽從鉛銀渣中浸出鉛[J]. 濕法冶金，2016(2):110-112.

[2] 李元坤.某含銀高鉛復(fù)雜多金屬礦的分離提取[J]. 礦產(chǎn)綜合利用，2003(5):3-8.

[3] 趙劍波，王成彥，尹飛等. 含鋅銅溶液萃取分離及鋅的回收研究[J]. 2014，23(5)：35-38.

Researchofhighleadresiduetreatmentwithchlorinesalthydrometallurgicalprocess

ZHOU Chong-chong, HOU Jian, GUO Ning, KOU Wen-li, CHEN Yan-yan

The high lead leaching residue from hydrometallurgical zinc smelting first is subject to two-stage leaching with NaCl-CaCl2system, and Pb and Ag in the residue are leached out entering the solution, the leachate is replaced with zinc powder in two stages, and Pb and Ag enter replacement residue (viz. lead wool), the solution after replacement is neutralized by NaOH to recover Zn in it. This process is used to handle the lead residue with 30% Pb, and the obtained lead wool contains Pb around 80% and Ag around 560 g/t. The Zn in the lead residue and Zn brought in with replacement will enter neutralization residue, which is returned to zinc smelting system after pyrometallurgical process.

hydrometallurgical zinc smelting; high lead residue; chlorine salt leaching； lead wool

TF813

B

1672-6103(2017)05-0072-03

周沖沖(1987—)，男，陜西商洛人，本科學(xué)歷，助理工程師，從事有色金屬冶煉工作。

2017-03-14

2017-06-16