陳勝進(jìn)，曹建成，錢冬枝，潘芝華

（銅陵有色金屬集團(tuán)銅冠有色池州公司，安徽 池州 247000）

鐵礬渣是有色金屬濕法冶金除鐵過(guò)程中形成的一種固體廢棄渣，目前國(guó)內(nèi)20幾家鋅冶煉企業(yè)多采用熱酸浸出-黃鉀鐵礬工藝[1]，產(chǎn)出的鐵礬渣一般含鐵25%～30%，鋅3%～6%，鉛0.1%～0.5%，還有銅、鎘、銦、鍺等金屬元素，其物相主要是六方晶系銨鐵礬、鈉鐵礬或鉛鋅鐵礬等混合鐵礬，鐵酸鋅，硫酸鋅等。因無(wú)經(jīng)濟(jì)有效的處理手段，現(xiàn)階段各廠家的鐵礬渣堆存居多。根據(jù)《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》（2016年版）規(guī)定，鐵礬渣屬危險(xiǎn)廢物，不能長(zhǎng)期堆存。

目前處理鐵礬渣的方法主要有熱分解、堿分解、酸分解及水泥固化處理[2]，但熱分解和水泥固化成本較高，堿分解和酸分解工藝復(fù)雜、易造成二次污染，鮮有工程應(yīng)用實(shí)例。本文根據(jù)對(duì)鐵礬渣主要浸出毒性特點(diǎn)的研究，采用“酸浸+水洗”[3]脫除毒性因子的方法實(shí)現(xiàn)鐵礬渣無(wú)害化，并能綜合回收鐵礬渣中的有價(jià)金屬。

1 鐵礬渣浸出毒性鑒別

1.1 原料與方法

試驗(yàn)以安徽某冶煉企業(yè)庫(kù)存的自產(chǎn)鐵礬渣為原料，含鐵28.3%，含鋅3.74%，水分21.13%

浸出毒性鑒別實(shí)驗(yàn)（HJ/T299-2007）：量取2000mL蒸餾水于3000mL的燒杯中，用質(zhì)量比2：1的硫酸-硝酸混合液調(diào)節(jié)液體PH值為3.20(正負(fù)誤差0.05)；向混合液中加入200g（干量）鐵礬渣，在室溫條件下攪拌18h（正負(fù)誤差2h）；停止攪拌澄清0.5h，取上清液檢測(cè)分析。

圖1 鐵礬渣“酸浸—水洗”處理工藝流程圖

1.2 結(jié)果與討論

由檢測(cè)結(jié)果可以看出，鐵礬渣直接進(jìn)行浸出毒性檢測(cè)時(shí)超標(biāo)的毒性因子只有Zn和Cd離子，是主要的毒性因子，只要將這兩種毒性因子脫除，就可以達(dá)到鐵礬渣無(wú)害化的目的。根據(jù)鑒別實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)條件，這兩種毒性因子應(yīng)該是可溶于稀酸的，理論上可以通過(guò)酸浸法進(jìn)行脫除。兩種主要毒性因子中，Zn超標(biāo)最高，達(dá)標(biāo)準(zhǔn)值得35倍，為保證脫除效果，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)采用酸浸+水洗兩步處理，水洗渣進(jìn)行浸出毒性鑒別以檢測(cè)處理效果。

2 無(wú)害化處理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)方法

取鐵礬渣8Kg，加40L水漿化后加入反應(yīng)釜，加入濃硫酸100ml調(diào)節(jié)PH 值，控制反應(yīng)溫度60℃，攪拌時(shí)間60分鐘，反應(yīng)時(shí)間達(dá)到后停止攪拌，抽濾。抽濾渣再入反應(yīng)釜配水40L，控制反應(yīng)溫度60℃，攪拌60分鐘后進(jìn)行抽濾取樣分析。水洗渣進(jìn)行浸出毒性檢測(cè)（參照HJ/T299-2007）

表1 鐵礬渣成分分析及浸出毒性檢測(cè)結(jié)果（單位：mg/l）

表2 水洗渣成分分析及浸出毒性檢測(cè)結(jié)果（表中單位：mg/L）

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

結(jié)果分析：水洗渣浸出毒性檢測(cè)各指標(biāo)均遠(yuǎn)低于鑒別標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明酸浸+水洗處理完全可以達(dá)到無(wú)害化處理的目的；經(jīng)處理后，水洗渣中鋅、銅、鎘等有價(jià)金屬大幅減少，進(jìn)入到溶液中，其中鋅約84%的、銅約59%的、鎘約86%，這部分有價(jià)金屬可以通過(guò)加堿沉淀的方法進(jìn)行回收[4]。

3 結(jié)論

（1）鐵礬渣浸出毒性鑒別主要毒性因子為鋅、鎘，其中鋅超標(biāo)達(dá)35倍；

（2）“酸浸—水洗”處理后，鐵礬渣浸出毒性鑒別為無(wú)害渣；

（3）“酸浸—水洗”處理工藝簡(jiǎn)單、可靠性強(qiáng)，并可綜合回收鋅、銅、鎘等有價(jià)金屬，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。

（4）鐵礬渣“酸浸—水洗”處理工業(yè)化應(yīng)用工藝流程如下。