周昱賢

（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）

生產(chǎn)鋅時(shí)會(huì)產(chǎn)生各種類型的渣，而且絕大多數(shù)都屬于危險(xiǎn)的固體廢棄物[1]。雖然大部分都可以返回到主流程當(dāng)中，將含有的有價(jià)金屬提取出來(lái)，但是仍然會(huì)存在一些冶煉渣，沒(méi)有辦法有效利用，存在環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，這成為了行業(yè)發(fā)展當(dāng)中急需解決的技術(shù)和共性問(wèn)題。

1 冶煉渣的主要來(lái)源和構(gòu)成情況

濕法煉鋅所包含的具體工序有浸出、凈化以及電積和熔鑄等程序[2]。在采用浸出方法處理之后，會(huì)得到硫酸鋅溶液，這其中包含了鈷、銅、鎘、鎳等物質(zhì)。

1.1 常規(guī)浸出方法冶煉渣方法

常規(guī)浸出方法的過(guò)程包含了兩個(gè)階段，分別為中性和酸性[3]。其中中性階段的凈化過(guò)程需要使用到化學(xué)沉淀方法和置換方法，將鋅粉加入硫酸鋅浸出上清液中達(dá)到銅鎘去除的目標(biāo)。通過(guò)對(duì)酸性浸出液的PH值進(jìn)行控制，鐵三價(jià)離子在經(jīng)過(guò)水解之后去除。采用常規(guī)浸出冶煉渣所得到的渣屬于有害的，其中含有的金屬成分比較多，現(xiàn)有的相關(guān)回收技術(shù)也比較成熟。

1.2 熱酸浸出冶煉渣方法

此種浸出方法的中性浸出階段和常規(guī)浸出方法存在著一定的差異。在熱酸浸出渣當(dāng)中包含了比較豐富的銀、鉛成分，這些成本合起來(lái)被稱作是鉛銀渣。鉛、銀以及少量鋅、鐵這幾種成分都是以不同的形式存在。在熱酸浸出液將鐵成分去除掉之后，會(huì)重新返回到中性浸出流程當(dāng)中[4]。

1.3 常壓富氧浸出渣方法

常壓富氧方式所得到的浸出渣，浸出率比較高，操作比較簡(jiǎn)單，設(shè)備所需要的維護(hù)費(fèi)用也比較低。但此種方式也有一定的缺點(diǎn)，即：所需要的試劑成本比較好，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程耗費(fèi)的時(shí)間比較長(zhǎng)，能量損失率較高。產(chǎn)生的廢渣產(chǎn)出多，廢渣成份復(fù)雜不利于綜合利用[5]。

1.4 高壓氧浸浸出渣方法

在高壓釜內(nèi)直接采用高溫氧壓浸出方式，實(shí)現(xiàn)硫化鋅精礦浸出，這樣可以避免出現(xiàn)副產(chǎn)品硫酸的情況。針對(duì)浸出液的處理，整個(gè)過(guò)程和常規(guī)浸出液一致。高壓氧浸出過(guò)程當(dāng)中，結(jié)合所選精礦原料的差異，通過(guò)高壓氧浸得到浸出渣可以分為低銀渣和高銀渣兩種不同類型。

2 富氧浸出工序工藝綜合利用技術(shù)應(yīng)用分析

本次研究所開(kāi)展的關(guān)于富氧浸出工藝的實(shí)際應(yīng)用，所選擇的是某廠綜合回收的富氧浸出工藝應(yīng)用流程和取得的結(jié)果。具體的流程及應(yīng)用結(jié)果如下所示。

2.1 基本原理

鎵鍺綜合回收系統(tǒng)當(dāng)中采取的富氧浸出工藝，所采用的原材料為置換渣，采用浸出的方式來(lái)回收置換渣原料當(dāng)中的鋅、銅、鎵和鍺。經(jīng)過(guò)第一段和第二段的逆流加壓之后浸出，一段浸出液經(jīng)過(guò)換熱、冷卻、濃密和壓濾、中和、過(guò)濾，送除雜萃取。二段浸出渣采用常壓高濃稀硫酸來(lái)完成加溫浸出。經(jīng)過(guò)機(jī)械攪拌的方式，溶解渣料當(dāng)中的殘余有價(jià)金屬，促進(jìn)這些金屬和溶液的融合。這整個(gè)過(guò)程當(dāng)中涉及到的化學(xué)反應(yīng)方程式主要有：

2.2 原料要求和輸出產(chǎn)品要求

在富氧浸出工序?qū)嶋H應(yīng)用之前，是需要針對(duì)本次應(yīng)用制定一系列的具體要求。其中對(duì)于原料和輸出產(chǎn)品的要求內(nèi)容主要如下：

2.2.1 原料要求

（1）置換渣成分要求：Zn成分需要不低于3%；Ga成分不低于0.1%，Ge成分不低于0.2%，F(xiàn)e成分不超過(guò)5%，水不超過(guò)55%。置換渣的物理規(guī)格是沒(méi)有雜物、無(wú)大塊或者濾餅。

（2）礦漿的酸洗置換：化學(xué)成分的PH值控制在2.5到3.5之間；物理規(guī)格為礦漿沒(méi)有雜物以及大塊的物料。

（3）稀硫酸的化學(xué)成分：硫酸含量在180g/l到350g/l之間。物理規(guī)格為無(wú)雜物，顏色清亮。

（4）中和劑：其化學(xué)成分為碳酸鈉，為白色的粉末狀。

2.2.2 輸出產(chǎn)品具體要求

表1為輸出產(chǎn)品的具體要求情況，如下表所示。

表1 富氧浸出輸出產(chǎn)品具體要求

2.3 富氧浸出技術(shù)應(yīng)用結(jié)果分析

表2為本次采用富氧浸出技術(shù)后各種金屬元素成分在不同時(shí)間浸出情況的對(duì)比結(jié)果，如下表所示：

表2 不同時(shí)間段富氧浸出技術(shù)應(yīng)用結(jié)果

結(jié)合具體的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我們能夠發(fā)現(xiàn)，在3月11日夜班開(kāi)始時(shí)，一浸液酸水平在35g/l到40g/l之間。過(guò)了一段時(shí)間之后，開(kāi)始出現(xiàn)鐵沉淀情況，鐵沉淀又導(dǎo)致了鎵沉淀出現(xiàn)，降低了鎵的浸出率。但是在3月11日之前的一段時(shí)間之內(nèi)是沒(méi)有出現(xiàn)沉鐵情況的。

在表2、表3當(dāng)中對(duì)比了不同時(shí)間段各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)的變化，開(kāi)展相應(yīng)分析。具體為：

表3 置換渣處理情況對(duì)比結(jié)果

（1）第一周和第二周兩個(gè)時(shí)間段消耗的濃硫酸量、產(chǎn)出-浸液以及一浸液含酸量相差比較小。

（2）在3月9日到15日，一段卸渣的數(shù)量增加了63臺(tái)，這就說(shuō)明在這個(gè)階段出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的沉鐵情況。

（3）第一周和第二周兩個(gè)時(shí)間段的生產(chǎn)控制條件整體上相差并不大，在第一周并未出現(xiàn)沉鐵，而在第二周一段浸出出現(xiàn)了沉鐵情況。此種情況的出現(xiàn)和置換渣原料發(fā)生改變存在著密切的相關(guān)性。

（4）就2月份和3月份投入置換渣與產(chǎn)出浸出渣的結(jié)果的對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，投入置換渣和產(chǎn)出浸出渣，3月份與2月份相比都有所增加，但是產(chǎn)出浸出渣的增長(zhǎng)率低于投入置換渣增長(zhǎng)率，最終得到的渣率降低了2.58%。

置換渣原料成分波動(dòng)大，一段浸出還會(huì)出現(xiàn)沉鐵、沉鎵的現(xiàn)象，造成鍺的吸附沉淀，影響鍺浸出率。置換渣含鐵高，導(dǎo)致高鐵置換渣的鍺浸出困難，影響鍺的浸出率。通過(guò)調(diào)整置換渣的加入量、調(diào)整酸的含量，嚴(yán)格控制一段浸出回流提高浸出液固比，減少管道結(jié)晶現(xiàn)象?？刂埔欢谓鼋K酸，可以防止在一段浸出因酸低造成沉鐵、沉鎵鍺的現(xiàn)象。

除此之外，鍺、銅浸出率下降還可能與浸出釜低釜壓長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行和置換渣含硅高有關(guān)，當(dāng)酸性溶液當(dāng)中二氧化硅含量較高后，會(huì)出現(xiàn)以下情況：在高溫、高PH值以及離子強(qiáng)度高可以迅速聚集的情況下，可能會(huì)形成膠體性質(zhì)的顆粒密集堆積物，增大渣率，影響鍺、銅的浸出率。

3 結(jié)論

（1）當(dāng)前，隨著生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，國(guó)家對(duì)于環(huán)境保護(hù)的力度也在加強(qiáng)。冶煉行業(yè)產(chǎn)生的冶煉渣，需要采取更加綠色和經(jīng)濟(jì)的方式來(lái)處理冶煉渣。

（2）在對(duì)冶煉渣進(jìn)行處理過(guò)程中必須要遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)的基本原則。對(duì)于規(guī)模比較大的企業(yè)而言，可以盡可能將鋅返回到主流程當(dāng)中。而其他的有價(jià)金屬是可以采取相應(yīng)合理的方式來(lái)開(kāi)展集中處理綜合利用。

（3）研究當(dāng)中選擇某廠綜合回收浸出系統(tǒng)為分析對(duì)象，對(duì)兩個(gè)不同時(shí)間段的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。說(shuō)明了基于外部各種條件的變化，最終的浸出率必然會(huì)受到影響。除了需要考慮到有價(jià)金屬浸出率的提升，還需要關(guān)注到浸出渣當(dāng)中包含的污染環(huán)境的成分。要確保經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益達(dá)到雙贏，這樣才能促進(jìn)企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。