氯化鋅渣分離工藝探討

周 彪

（湖南金業環保科技有限公司，湖南 郴州 423000）

氯化鋅渣是鉍火法冶煉過程中通入氯氣進行除鋅后產生的白色渣料，因其重金屬鉛、鋅、鉍量含量較高，進行綜合回收成為企業利潤增長點之一。如何快速將其有價金屬進行分離、回收成為企業關注的重點，本文通過對氯化鋅渣使用五種分離工藝進行對比，探討氯化鋅渣在不同工藝的分離效果。

1 試驗材料及試驗方法

1.1 試驗材料

試驗材料采用某冶煉廠產生的氯化鋅渣，成分見表1。

表1 氯化鋅渣成分（%）

1.2 試驗方法

試驗采用五種工藝：（1）、濕氯化鋅渣清水浸出脫鋅試驗（不加試劑），得到不含鋅的浸出渣和含鋅浸出液；（2）、把氯化鋅渣烘干磨粉，用硫酸＋工業鹽浸出鉍、鋅，浸出渣為鉛銀渣，浸出液加堿中和沉降，分別得到氯氧鉍和氯氧鋅；（3）、把（1）工藝得到的浸出渣烘干磨粉，然后加硫酸浸出鋅，浸出渣為鉛鉍銀渣，浸出液加堿中和沉降得到中和鋅渣；（4）、濕氯化鋅渣直接加硫酸浸出鋅，浸出渣仍為鉛鉍銀渣，浸出液加堿中和沉降得到中和鋅渣；（5）、濕氯化鋅渣清水浸出－中和沉降脫鋅并回收。

（1）清水浸出脫鋅工藝。工藝流程見圖1。

圖1 清水浸出脫鋅工藝流程圖

技術條件：

濕氯化鋅渣：200g（折合干氯化鋅渣200×75.73%＝151.46g），水600ml（濕料液固比＝3∶1，折合干料液固比＝4.28∶1），使用溫度60℃，攪拌時間2h。

（2）硫酸＋工業鹽浸出脫除鉍、鋅工藝。工藝流程見圖2。

圖2 硫酸、工業鹽浸出脫除鉍、鋅工藝流程圖

A、技術條件：浸出工序：干氯化鋅渣：80g，稀硫酸240ml（液固比＝3∶1）：其中硫酸32.6ml（折合60g，占原料75%）、水207.4ml，工業鹽66g（占原料82.5%），使用溫度60℃，攪拌時間2h。

B、鉍水解工序：加片堿36.14g（兌水2∶1溶解，相當原料量45.175%），終點pH＝2.5，溫度60℃，攪拌時間20分鐘。

C、鋅水解工序：加片堿15.32g（兌水2∶1溶解，相當原料量19.15%），終點pH＝6.5，溫度60℃，攪拌時間20分鐘。溶液呈灰色糊狀難以攪拌和過濾。

（3）干氯化鋅浸出渣硫酸脫鋅工藝。工藝流程見圖3。

圖3 干氯化鋅浸出渣硫酸脫鋅工藝流程圖

技術條件：

A、硫酸浸出工序：干氯化鋅浸出渣（由工藝一所得并烘干磨粉）：78.6g，稀硫酸314.4g（液固比＝4∶1）：其中硫酸21.4ml（折合39.4g，占原料50%），水293ml，使用溫度60℃，攪拌時間2h。

B、鋅中和工序：加片堿36.2g（兌水2∶1溶解，相當原料量46%），終點pH＝6.5，溫度60℃，攪拌時間20分鐘。溶液呈黑色黏稠糊狀難以攪拌和過濾。

（4）濕氯化鋅渣硫酸脫鋅工藝。工藝流程見圖4。

圖4 濕氯化鋅渣硫酸脫鋅工藝流程圖

技術條件：

A、硫酸浸出工序：濕氯化鋅渣：132g（相當干重132×75.73%＝100g），稀硫酸400g（液固比＝4∶1）：其中硫酸27.2ml（折合50g，占原料50%），水372.8－水分32＝340.8ml，使用溫度60℃，攪拌時間2h。

B、鋅中和工序：加片堿46g（兌水2∶1溶解，相當干原料量46%），終點pH＝6.5，溫度60℃，攪拌時間20分鐘。溶液呈灰色黏稠糊狀難以攪拌和過濾。

（5）濕氯化鋅渣清水浸出－中和脫鋅工藝。工藝流程見圖5。

圖5 濕氯化鋅渣水浸－中和脫鋅工藝流程圖

技術條件：

A、清水浸出工序：濕氯化鋅渣：132g（相當干重132×75.73%＝100g），水400－水分32＝368ml（液固比＝4∶1），使用溫度60℃，攪拌時間2h。

B、鋅中和工序：加片堿15.45g（兌水2∶1溶解，相當干原料量15.45%），終點pH＝7.0，溫度60℃，攪拌時間20分鐘。溶液呈乳白色黏稠糊狀難以攪拌和過濾。

2 試驗結果

不同工藝浸出產物及品位如下：

（1）清水浸出脫鋅工藝浸出產物見表2、表3。

表2 浸出渣品位及回收率（%）

表3 浸出液濃度（g/L）及回收率（%）

（2）硫酸＋工業鹽浸出脫除鉍、鋅工藝浸出產物見表4、表5、表6、表7。

表4 鉛銀渣品位及回收率（%）

表5 氯氧鉍品位及回收率（%）

表6 氯氧鋅品位及回收率（%）

表7 鋅水解濾液濃度（g/L）及回收率（%）

（3）干氯化鋅浸出渣硫酸脫鋅工藝浸出產物見表8、表9、表10。

表8 浸出渣品位及回收率（%）

表9 中和鋅渣品位及回收率（%）

表10 中和后液濃度（g/L）及回收率（%）

（4）濕氯化鋅渣硫酸脫鋅工藝浸出產物見表11、表12、表13。

表11 浸出渣品位及回收率（%）

表12 中和鋅渣品位及回收率（%）

表13 中和后液濃度（g/L）及回收率（%）

（5）濕氯化鋅渣清水浸出－中和脫鋅工藝浸出產物見表14、表15、表16。

表14 浸出渣品位及回收率（%）

表15 中和鋅渣品位及回收率（%）

表16 中和后液濃度（g/L）及回收率（%）

3 結果分析

（1）清水浸出脫鋅工藝：浸出液回用，其中含鋅可以逐步富集，當浸出液富集到含鋅超過300g/L時可以不再回用（第一次為22.11g/L），作為商品鋅水銷售。但是氯離子會在浸出液中富集，造成鉍的浸出率升高。

（2）硫酸＋工業鹽浸出脫除鉍、鋅工藝可從氯化鋅渣中分離鉛、銀，提取鉍、鋅，有價金屬單項分離后有利于下一步的熔煉回收，但工藝較復雜，成本較高。

（3）干氯化鋅浸出渣硫酸脫鋅工藝將濕氯化鋅渣清水浸出以后，再將其一次浸出渣重新投入浸出槽，加硫酸第二次浸出，以便進一步提高鋅的浸出率。試驗結果顯示該工藝可行，最終鋅的浸出率可以達到97%以上，鋅在加堿中和沉降后可以單獨回收，但工藝較復雜，操作比較麻煩，一次浸出渣重新浸出時濕料不易溶化。

（4）濕氯化鋅渣硫酸脫鋅工藝脫鋅較為干凈，鋅浸出率可以達到98%，工藝相對簡單，容易操作。鋅可以作為中和鋅渣單獨回收，但鉍鉍有一部分（21%）被浸出，進入中和鋅渣。

（5）濕氯化鋅渣清水浸出－中和脫鋅工藝中鉍不被浸出，工藝相對簡單，容易操作。鋅可以作為中和鋅渣單獨回收（含鋅高達59.06%），廢水可以排放不必回用。

4 工業應用

使用清水浸出－中和脫鋅工藝，在鉍濕法浸出槽（1＃槽）中加入10m3水（至水線刻度），然后加入4噸氯化鋅渣濕料（約合3噸干料），使液固比達到3.6∶1，開啟攪拌，開啟蒸汽至溫度達到60℃，攪拌2小時以后壓濾，濾液從2＃槽中轉抽到3＃槽，進行中和沉降，中和劑片堿在片堿攪拌槽中按2∶1兌水攪拌溶解，片堿用量約為干原料量的15.45%（約為濕原料量的11.7%，約0.468t即19包），調整終點pH＝7.0，繼續攪拌20分鐘后可以壓濾，廢水排至廢水池沉降后，可以抽出排放至廢水處理站。浸出渣烘干后投入粗鉍熔煉爐回收鉍，中和鋅渣送煙化爐回收鋅。