曹凱琪 陳子波 張蓬朝

華北理工大學(xué)冶金與能源學(xué)院

前言：鋅窯渣是含鋅的浸出渣在經(jīng)過(guò)威爾茲回轉(zhuǎn)窯法后，高溫下還原來(lái)回收Z(yǔ)n、Pb等金屬后，窯內(nèi)產(chǎn)生的殘余物［1］。由于煉鋅時(shí)加入的焦炭在回轉(zhuǎn)窯中未充分燃燒，有些焦炭仍殘留在鋅窯渣中［2］，同時(shí)，大部分尾渣并未能得到有效的回收利用，既造成了大量的固體廢棄物，又對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染［3］。窯渣是具有極高價(jià)值的二次資源，但是其成分以及物相十分復(fù)雜，且有價(jià)金屬大多以固溶體或者網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的細(xì)粒嵌布形式分布［4］，對(duì)窯渣進(jìn)行綜合回收利用，既能回收有價(jià)金屬元素，又能保護(hù)環(huán)境不受污染。

一、回收工藝

（一）選礦工藝

利用窯渣中各個(gè)有價(jià)金屬元素所在礦物的性質(zhì)之間的差異，可以采用磁選、浮選和重選等方法回收窯渣［5-6］。馬嬌［7］發(fā)明的CG2型干法永磁輥式磁選機(jī)，采用干法，磁選對(duì)窯渣中的Fe和C進(jìn)行回收利用，得到了品位達(dá)和回收率較高的鐵粉以及焦炭。干法磁選工藝流程簡(jiǎn)潔，操作方便且生產(chǎn)周期短。但是，干選法不能有效分離磁性、非磁性物料，影響選別效果。易武平［8］采用選C一次粗選；Ag、Cu一次粗選、三次精選、二次掃選的浮選流程。他在閉路試驗(yàn)中，取得顯著效果，選礦標(biāo)準(zhǔn)良好。董方［9］進(jìn)行浮選--磁選工藝后，得到了12.86%的銅精礦，銅的品位8.13%、回收率78.61%，銀品位1890g/t、回收率82.67%；鐵精礦產(chǎn)率為27.07%，鐵品位66.02%、回收率76.33%。但未能回收窯渣中的Zn、Pb等金屬，且可能會(huì)帶來(lái)二次污染。蔣豐祥采用的浮選流程為“一粗一精一掃”，選出銅、銀，然后采用磁選法回收浮選尾礦中的鐵礦物，得到的鐵精礦中，鐵的品位以及回收率分別為82.61%和63.91%。但鐵精礦中含有較多的S、As，且不易脫除，造成環(huán)境污染。李永華利用綜合回收工藝得到的還原鐵粉中的金屬鐵品位為89.23%，碳粉中碳含量為82.34%，對(duì)窯渣中Fe和C進(jìn)行高效回收，對(duì)鋅窯渣的綜合回收利用具有一定的指導(dǎo)意義。

（二）濕法工藝

濕法工藝中，酸浸是常見用H2SO4、HCl、HNO3等無(wú)機(jī)酸，使用這些酸的水溶液作為浸出劑的礦物浸出工藝。截至目前，酸浸工藝處理窯渣研究中所使用的浸出劑主要是硫酸和鹽酸。張帆研究發(fā)現(xiàn)，采用硫化鋅精礦作為還原劑不僅能高效浸出渣中的有價(jià)金屬，而且能夠還原溶液中Fe2+/Fe3+。同時(shí)幾乎完全浸出鐵。王紅軍則是提出并研究鹽酸浸出-鐵粉置換-硫化沉淀-噴霧熱解新工藝，實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)e的浸出率達(dá)到了99.25%。

（三）聯(lián)合工藝

把傳統(tǒng)選礦方法與冶金方法結(jié)合起來(lái)，采用選冶聯(lián)合的方式從窯渣中回收有價(jià)元素是目前聯(lián)合工藝的主要思路。陳龍采用的聯(lián)合工藝流程為“脫碳浮選―銅浮選―銅精礦浸出”，得到銅精礦Cu、Ag品位分別為11.83%、2616g/t，綜合回收率分別達(dá)到了72.03%和75.06%，該聯(lián)合工藝極大地提高了銅精礦的品位。陳國(guó)蘭則采用“水蒸氣―空氣兩段焙燒脫砷硫、硫酸預(yù)浸―酸性硫脲浸銀”的聯(lián)合工藝，不僅得到較高品位的有價(jià)元素，同時(shí)提高對(duì)硫和砷的總脫除率，減輕了環(huán)境污染。另外，王立麗在分析某鋅窯渣性質(zhì)后，采用浮選脫碳進(jìn)而脫碳尾礦氰化選銀的工藝流程，在窯渣銀含量為524g/t、C含量為9.26%的條件下，脫除掉95.07%碳、銀氰化浸出率為86.39%的選礦指標(biāo)，對(duì)銀等金屬進(jìn)行回收，為鋅窯渣的綜合回收利用提供了參考思路。

二、結(jié)語(yǔ)

隨著人們對(duì)資源再利用以及環(huán)保的不斷重視，鋅窯渣作為一種具有很大價(jià)值的二次資源，對(duì)其進(jìn)行綜合回收利用能夠提高資源再利用，已成為研究者的重點(diǎn)之一。目前的研究雖取得了一定效果，但是由于窯渣的復(fù)雜性，還存在工藝流程單一，回收效果低，二次污染等問(wèn)題。系統(tǒng)地了解清楚鋅窯渣的礦物學(xué)特性，對(duì)其所含的有價(jià)金屬元素針對(duì)性地采用有效的回收方式，是對(duì)鋅窯渣綜合回收利用的先決條件，同時(shí)也會(huì)再進(jìn)一步回收分離有價(jià)金屬，減小對(duì)環(huán)境的二次污染，實(shí)現(xiàn)有價(jià)金屬的回收利用，取得更高的經(jīng)濟(jì)效益。