周大國
云錫文山鋅銦冶煉有限公司 云南 文山州 663700
鋅冶煉時形成的廢渣和化合物等,會對自然生態環境產生嚴重的破壞,并影響人體健康,因此對其廢料進行回收運用,意義重大。當前,濕法煉鋅屬于世界煉鋅生產發展的主要方向。針對濕法煉鋅技術而言,一般包括了常規濕法煉鋅工藝、高溫熱酸浸出工藝和硫化鋅精礦氧壓直接浸出工藝。加強對煉鋅浸出渣處理技術的探究,有利于促進我國煉鋅產業穩定、持續的發展。
現階段,濕法煉鋅工藝得到了廣泛的運用,無論何種工藝,均會形成許多的浸出渣。據相關統計表明,生產1t電鋅會形成1~1.2t的浸出渣等廢渣。處理濕法煉鋅浸出渣屬于對環境進行保護的必然要求,促進資源回收利用率的提高[1]。
其一,濕法煉鋅形成的浸出渣為危險廢棄物,涉及鋅、銀、銦、鉛、銅、隔等大量的重金屬,進入土壤之后會引發污染,妨礙農作物產量的提高,抑或是隨著農作物進入人體,危害健康;其二,浸出渣中包含的重金屬進入河流之后,進而對水資源造成嚴重污染;其三,若沒有及時、準確、有效處理浸出渣,其滲入到地下,導致地下水金屬含量嚴重超標;其四,浸出渣中包含大量的鉛、鋅、金等有價金屬,若對其進行有效回收,便可獲取顯著的經濟效益。
就熱酸浸出黃鉀鐵礬法而言,則是將浸出渣鐵酸鋅、硫酸鋅置入到高溫高酸的環境中,稀釋溶解為硫酸鋅溶液,通過沉礬除鐵處理后再回到原進出流程,則需通過中性浸出、熱酸浸出、預中和、沉礬和礬渣的酸洗五個處理環節。相比于一般浸出法,添加了熱酸浸出、沉礬和礬渣的酸洗等處理環節,可有效提高浸出率,且無須使用浸出渣處理相關設備。另外,通過高溫、高酸處理后不僅可獲取鐵酸鋅,還能夠把鐵以鐵礬晶體形態進行有效分離。同時,渣處理工藝在流程方面較多,且投資少、能耗低,但是渣量大,渣含鐵量約為30%,無法進行運用,堆積之后就會對環境造成污染。
回轉窯揮發工藝在處理含金屬量偏低的廢渣中較為適用,冶煉工藝流程包含以下方面:混合廢渣和渣煤,放置到回轉窯中加熱,當窯內溫度上升到900℃后,廢渣內的鋅和鉛等就會逐漸揮發,并同煙氣一起流入到收塵器內,采取煙塵的方式進行有效回收。其中,金屬揮發率高達86%,煤耗量只是廢渣量的一半。實際收塵的過程中,可運用余熱鍋爐,即電收塵。處理尾氣時,因為其中涉及濃度為1%的SO2,會引起污染,并難以進行處理,所以該方式應設置相應的系統設備,但許多濕法煉鋅浸出工廠憑借現存條件難以滿足運用要求。所以,可運用離子液吸收工藝,盡管此方式存在缺陷,諸如投資大、能耗高等,但在整體收益方面高于支出。
對于熱酸浸出法以及回轉窯揮發法而言,處理工藝較為復雜,所以兩種工藝均存在不同的缺陷。我國冶金從業人員需要積極適應煉鋅浸出渣處理要求,加強各類新工藝的學習。富氧側吹法是從蘇聯瓦紐科夫爐銅和鎳冶煉中演變而成,是一種最新的造锍熔煉處理技術[2]。對于這一方法而言,其對原料的實用性較高,鉛、銅精礦、紅土鎳礦、雜鉛塊等均可被處理,且具有較高的的回收利用率及處理效率,十分環保,較為經濟實惠,受到了冶鋅企業的歡迎。
通過各種實踐結果表明,單一濕法煉鋅浸出渣處理工藝缺陷較多,抑或是能耗高與工作強度大,難以持續性進行作業,且有價金屬回收率不高,妨礙二次運用[3]。對于濕法煉鋅浸出渣形成的廢渣而言,其中涉及許多重金屬元素,對此可結合濕法煉鋅渣處理工藝與金屬元素處理方式,促進處理質量與效率的提高。比如,可通過回轉窯設備回收濕法煉鋅浸出渣中包含的鋅、鉛等相關重金屬;運用浮選法對銀等各類貴重金屬進行回收;根據丹寧沉鍺工藝工藝對鍺等有價金屬予以回收;采取鋅錠屑置換工藝回收銦等金屬。采取組合工藝,鋅、鉛回收率持續高漲,甚至高達82.5%。
綜上所述,我國屬于冶鋅大國,作為冶煉的主要方式,濕法煉鋅無論采取何種工藝,均會形成許多的浸出渣。過對浸出渣予以科學的處理,不只是環保要求,還屬于資源收回利用降低成本的要求。因此,需要我們不斷地對濕法煉鋅中浸出渣處理技術進行研究,以便于開發出更加高效、便捷的方式。