濕法煉鋅凈化渣中鋅金屬回收的工藝研究

邱文庭

（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 512325）

國內某廠采用鋅氧壓浸出工藝，凈化工序在使用鋅粉除銅、鎘過程中會產出大量含有銅、鋅、鎘的凈化渣，一部分返回中和置換工序使用，一部分洗滌、壓濾后得堆存外賣處置。凈化渣一般Zn含量為20%～50%、Cu含量為0.5%～5%、Cd含量為5%～10%[1]，具有較大的綜合回收價值。

凈化渣中有價金屬的濕法綜合回收的常見方法有常規酸浸法[1，2]、氧化酸浸法[3，4]、加壓酸浸法[5]、氨浸法[6，7]和微生物浸出法[8]。

1 實驗原料與方法

1.1 實驗原料

實驗原料為國內某廠采用鋅氧壓浸出工藝濕法煉鋅企業凈化工序產出的凈化渣、電解工序產出的廢液、熔鑄工序產出的鋅粉，其主要化學組成分析結果見表1、表2、表3。

表1 凈化渣的主要化學成分分析

表2 廢液的主要化學成分分析

表3 鋅粉的主要化學成分分析

1.2 實驗方法

取凈化渣和廢液在可控溫、調速、定時的磁力攪拌器上進行浸出實驗，得到的浸出渣和浸出液，分析其中Zn、Cd、Co的含量，用對比實驗方法對始酸、液固比、溫度、時間等條件進行研究，得出最佳的浸出參數。

2 實驗結果與討論

2.1 常規酸浸出

取同樣重量的凈化渣，控制始酸、液固比和溫度變化，保持浸出時間不變，分別進行浸出實驗，實驗結果如表4、表5。

表4 浸出實驗結果

表5 浸出渣成分

（1）：取凈化渣樣品200g，水200ml，廢液450ml，控制溫度80℃、時間60min進行浸出實驗，實驗終酸為pH5.0；

（2）：取凈化渣樣品200g，水200ml，廢液460ml，控制溫度80℃、時間60min進行浸出實驗，實驗終酸為pH4.8；

（3）：取凈化渣樣品200g，水200ml，廢液500ml，控制溫度55℃、時間60min進行浸出實驗，實驗終酸為pH1.0；

從表4、表5結果可見，隨著廢液的增加、始酸增高，鋅、鎘、鈷、鎳等元素的浸出率也提高。但是，在實驗（3）的過程中，濾液的結晶速度很快，所以，在浸出的過程中不能全部使用廢液，即始酸不能太高。

2.2 兩段逆流浸出

實驗一段低溫、二段高溫浸出鋅、鎘、鈷的浸出率，浸出渣和浸出液的分析結果見表6、表7。

表6 實驗浸出渣分析結果

表7 實驗浸出液分析結果

（4）：取凈化渣樣品800g，水2000ml，廢液1800ml，控制溫度55℃、時間60min進行浸出實驗，浸出終酸為pH5.0；過濾后的浸出渣加廢液1800ml，水1800ml，控制溫度80℃、時間120min進行浸出實驗。

（5）：取凈化渣樣品800g，水1000ml，廢液900ml，控制溫度55℃、時間60min進行浸出實驗，浸出終酸為pH5.0；過濾后的浸出渣加廢液1000ml，水1000ml，控制溫度80℃、時間120min進行浸出實驗。

通過實驗結果可知，兩段逆流浸出鋅的浸出率達到97.69%以上，比一段直接浸出高4.03%，鎘、鈷浸出率偏低，預計是凈化渣的有效鋅太高，浸出后的鎘、鈷被還原了。

企業的長期持續經營離不開風險意識，企業在當今激烈的市場競爭中也必須時刻提高自身的風險意識。現在一些企業為了占據市場，提高自己的競爭力，將產品賒銷，沒有充分的考慮大量賒銷將帶來的風險，一部分資金無法收回，企業生產運轉困難，甚至走向破產。因此，企業必須樹立風險意識，不能盲目賒銷，必須結合客戶的資信狀況，嚴格估計每筆賒銷將帶來的財務風險及危害，當應收賬款收回的可能性極大時再進行賒銷，降低企業的財務風險，維護企業正常的生產運轉。

2.3 除鎘

2.3.1 浸出過濾液兩段除鎘

試驗條件：取試驗（1）和試驗（2）浸出液各550ml混合，加入鋅粉4g，控制溫度55℃、時間60min進行實驗。完成試驗后，取一段除隔液1000ml，加入鋅粉3g，控制溫度55℃、時間60min進行實驗，實驗分析結果見表8。

表8 兩段除鎘實驗分析結果

從表8實驗分析結果可見，兩段除鎘有效果，除鎘后液隔含量不斷減少，但是效果不夠理想，達不到除鎘的要求。

2.3.2 凈化渣浸出后直接沉鎘

（6）取凈化渣樣品200g，水500ml，廢液450ml，控制溫度55℃、時間60min進行浸出實驗，加入10g凈化渣調節終酸為pH5.0，浸出結束后直接加入3g鋅粉，控制溫度55℃、時間30min反應后過濾。

（7）取凈化渣樣品200g，水500ml，廢液450ml，控制溫度55℃、時間60min進行浸出實驗，加入10g凈化渣調節終酸為pH5.0，浸出結束后直接加入3g鋅粉，控制溫度55℃、時間40min反應后過濾。

以上兩個實驗后的濾液和渣分析結果見表9。

表9 實驗分析結果

2.3.3 兩段逆流浸出過濾液一段除鎘

（8）取實驗（4）的浸出液3800ml，加入鋅粉34g，控制溫度55℃、時間60min進行除鎘；

（9）取實驗（5）的浸出液3800ml，加入鋅粉34g，控制溫度55℃、時間60min進行除鎘；

以上兩個實驗后的濾液和渣分析結果見表10。

表10 實驗分析結果

從實驗分析結果可見，兩段逆流浸出液除鎘效果很好，液體和渣含鎘都低。

2.4 除鎘液除鈷

實驗條件：取實驗（8）和實驗（9）的除鎘后液各1000ml，分別加入鋅粉6.25g和3.33g，控制溫度85℃、每30min取樣一次，然后過濾化驗，結果見表11、表12。

表11 除鈷實驗分析結果（實驗（8）除鎘液）

表12 除鈷實驗分析結果（實驗（9）除鎘液）

從表11、表12可見，除鈷后液中鎘、鈷明顯降低，除鈷時間以60min為宜，超過60min后鈷、鎘會復溶。

3 結論

凈化渣采用兩段逆流浸出效果好，鋅的浸出率達到97.69%以上，同時浸出液除鎘、鈷效果較好，除鈷時間以60min為宜，超過60min后鈷、鎘會復溶。

浸出條件：凈化渣一段進出條件：液固比5:1，始酸100g/l，溫度55℃，反應時間60min；二段浸出始酸100g/l，溫度85℃，反應時間120min。除鎘溫度55℃，反應時間60min；除鈷溫度85℃，反應時間60min。