從濕法煉鋅渣中回收銀和硫

曾 斌，胡良輝，毛永星，余 攀

（1．江西理工大學(xué) 冶金與化學(xué)工程學(xué)院，江西 贛州 341000；2．贛州亞騰工貿(mào)有限公司，江西 贛州 341000；3．贛州江鎢新型合金材料有限公司，江西 贛州 341000）

濕法煉鋅廠每年產(chǎn)出大量廢渣［1-2］，其中部分含有銀、硫，具有較大回收價(jià)值，是潛在的二次資源。近年來，濕法煉鋅廢渣的二次利用研究已受到廣泛關(guān)注［3-10］。針對(duì)某濕法煉鋅渣，研究了采用二甲苯浸出硫—焙燒—硫酸浸出雜質(zhì)—氰化浸出銀工藝回收硫和銀，確定了工藝參數(shù)，以期為鋅渣的綜合利用提供參考。

1 試驗(yàn)原料和方法

1．1 試驗(yàn)原料

試驗(yàn)所用工業(yè)廢渣取自國內(nèi)某濕法煉鋅廠。廢渣在烘箱中烘3h，在XMQ-240×90錐型球磨機(jī)中細(xì)磨至粒度≤74μm占91．50%。其多元素化學(xué)分析結(jié)果見表1，其中硫、銀含量較高。

試驗(yàn)所用試劑有二甲苯、碳酸鈉、氫氧化鈉、氰化鈉等，均為分析純；蒸餾水為實(shí)驗(yàn)室自制。

表1 濕法煉鋅渣多元素化學(xué)分析結(jié)果 %

1．2 試驗(yàn)方法

廢渣綜合回收工藝分為兩部分：用二甲苯浸出回收硫，焙燒—酸浸—氰化浸出回收金屬銀。工藝流程如圖1所示。

圖1 工業(yè)廢渣綜合利用工藝流程

1．2．1 硫的浸出

取20g廢渣，置于自制的500mL密閉容器中，用二甲苯作脫硫劑，在一定液固體積質(zhì)量比、溫度（用恒溫水浴鍋控制）、時(shí)間條件下浸出硫。浸出結(jié)束后熱過濾（用夾套漏斗過濾，SHZ-III型臺(tái)式循環(huán)水式真空泵循環(huán)水控制溫度），濾渣烘干后分析硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)，濾液冷卻至室溫析出單質(zhì)硫。

1．2．2 銀的浸出

對(duì)分硫渣采用焙燒—酸浸除雜—氰化浸出工藝提取銀。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2．1 反應(yīng)溫度對(duì)硫浸出率的影響

用二甲苯浸出硫，液固體積質(zhì)量比為6∶1，浸出時(shí)間20min，反應(yīng)溫度對(duì)硫浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖2 反應(yīng)溫度對(duì)硫浸出率的影響

由圖2看出，溫度對(duì)硫浸出率的影響比較顯著：溫度從55℃升高到95℃過程中，硫浸出率逐漸增大，渣產(chǎn)率則逐漸降低；反應(yīng)溫度為95℃時(shí)，硫浸出率達(dá)96．50%，渣產(chǎn)率為71．30%。由于二甲苯的沸點(diǎn)為135～145℃，反應(yīng)溫度過高將導(dǎo)致二甲苯大量蒸發(fā)損失，并危害環(huán)境，綜合考慮，反應(yīng)溫度控制在95℃。

2．2 反應(yīng)時(shí)間對(duì)硫浸出率的影響

用二甲苯浸出硫，液固體積質(zhì)量比為6∶1，反應(yīng)溫度95℃，反應(yīng)時(shí)間對(duì)硫浸出率和渣產(chǎn)率的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

圖3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)硫浸出率的影響

由圖3看出：隨反應(yīng)時(shí)間延長，硫浸出率升高，渣產(chǎn)率下降；反應(yīng)15min后，硫浸出率和渣產(chǎn)率均變化幅度減小。因此，反應(yīng)時(shí)間確定為15min，此時(shí)硫浸出率為96．38%，渣產(chǎn)率為71．34%。

2．3 液固體積質(zhì)量比對(duì)硫浸出率的影響

用二甲苯浸出硫，反應(yīng)時(shí)間15min，反應(yīng)溫度95℃，液固體積質(zhì)量比對(duì)硫浸出率和渣產(chǎn)率的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

圖4 液固體積質(zhì)量比對(duì)硫浸出率的影響

由圖4看出：隨液固體積質(zhì)量比增大，硫浸出率升高，渣產(chǎn)率下降；液固質(zhì)量體積比大于5∶1后，硫浸出率和渣產(chǎn)率都變化不大。液固體積質(zhì)量比較小時(shí)，體系中傳質(zhì)擴(kuò)散阻力較大，不利于反應(yīng)的進(jìn)行；隨液固體積質(zhì)量比增大，溶液得到稀釋，傳質(zhì)阻力變小，硫浸出率提高；但液固體積質(zhì)量比增大到5∶1時(shí)，擴(kuò)散傳質(zhì)達(dá)到極限，再繼續(xù)增大，傳質(zhì)速度不會(huì)再提高，所以硫浸出率變化幅度也不會(huì)再增大。綜合考慮，液固體積質(zhì)量比以5∶1較為適宜，此時(shí)硫浸出率為96．40%，渣產(chǎn)率為71．33%。

2．4 硫的綜合浸出

在反應(yīng)溫度95℃、反應(yīng)時(shí)間15min、液固體積質(zhì)量比5∶1條件下，用二甲苯浸出硫，浸出后殘?jiān)幕瘜W(xué)分析結(jié)果見表2，硫浸出率接近95%。

表2 分硫渣多元素化學(xué)分析結(jié)果 %

2．5 分硫渣焙燒處理

工業(yè)廢渣用二甲苯處理后，仍含有部分硫，影響金屬銀的回收。通過焙燒可進(jìn)一步脫除硫，同時(shí)將以硫化物形式存在的銀轉(zhuǎn)變?yōu)閱钨|(zhì)銀或氧化銀，有利于氰化浸出。分硫渣中加入1%的氫氧化鈉，在富氧、630℃條件下焙燒2h，焙砂產(chǎn)率為98．50%。

2．6 硫酸浸出處理

分硫渣經(jīng)焙燒處理后，其中含有雜質(zhì)鋅、鐵等，氰化浸出過程中有部分溶解，干擾銀的浸出，并且消耗大量浸出劑，為此先用硫酸溶解去除。酸浸條件為：液固體積質(zhì)量比4∶1，溶液pH為1．0，反應(yīng)溫度95℃，反應(yīng)時(shí)間3h。此條件下，酸浸渣產(chǎn)率為92．5%

2．7 銀的氰化浸出

酸浸渣干燥后，用氰化鈉溶液浸出銀?？刂频V漿液固體積質(zhì)量比為3∶1，用碳酸鈉調(diào)pH為9．5～11．5，氰化鈉質(zhì)量濃度為2．0g／L，浸出24 h。反應(yīng)結(jié)束后液固分離，浸出渣鼓風(fēng)干燥，產(chǎn)率為99．20%，浸出液加適量次氯酸鈣處理回收金屬銀。氰化浸出渣多元素化學(xué)分析結(jié)果見表3。

表3 氰化渣多元素化學(xué)分析結(jié)果 %

從表2、3看出，氰化渣中銀質(zhì)量分?jǐn)?shù)從分硫渣中的0．0685%降低到0．0163%，結(jié)合渣產(chǎn)率變化，可以計(jì)算出銀浸出率為78．5%。

3 結(jié)論

用二甲苯浸出硫—焙燒—硫酸浸出雜質(zhì)—氰化浸出銀工藝可以有效回收某復(fù)雜工業(yè)廢渣中的銀和硫。優(yōu)化條件下，硫浸出率為96．40%，銀回收率為78．5%。該方法可用于從工業(yè)廢渣中回收有價(jià)金屬。

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