[发明专利]碱铵硫耦合法处理湿法炼锌废渣的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金危险固体废渣处理领域，特别涉及一种碱铵硫耦合的清洁冶金方法综合利用湿法炼锌废渣铅银渣和铁矾渣的方法，也可用于处理其它类型的含铅锌的复杂废料。 

背景技术

铅银渣和铁矾渣是湿法炼锌过程中产出的两种固体废渣，由于其中不仅含有Zn、Cu等重金属离子，而且还含有Pb、Cd和As等有毒有害元素，且环境稳定性较差，部分有毒物相具有水溶性，因此，被国际上列为危险固体废弃物。据有色工业局统计，2009年我国的锌年产量超过440万吨，居世界首位。其中，湿法流程生产的锌大约占总量的75%，每年要排放上述两种废渣达200万吨以上。但目前这些渣的处理工艺还存在经济上或技术上的问题，除一些含In，Ge等稀贵金属较多的铅银渣采用回转窑烟化法简单处理外，每年约有60%以上的大量废渣都长期堆存在冶炼厂周边。 

目前，针对这类废渣的处理工艺已经实现工业应用的主要有四种：以韩国锌业公司Osan冶炼厂为代表的两段Ausmelt炉法、我国普遍采用的烟化法、浮选法和固化法。 

两段Ausmelt炉法工艺金属回收率较高，其中，锌回收率86%，铅回收率91%，银回收率88%，还可回收部分铜、锑等。但其缺点为固定资产投资大、熔炼温度高、含硫砷镉的烟气污染问题以及产出的铁渣品位低，只能用于水泥行业等。 

我国湿法炼锌企业多采用回转窑烟化法，即用大量的碎煤等还原剂在1100～1300℃的高温下把铅银渣中的Zn、Pb、Cd和In等元素挥发进入烟尘，再进行处理。但该方法能耗大，烟气污染大，还会造成部分Cu、Ag等资源的浪费。 

株州冶炼厂曾采用浮选法回收铅银渣中的银，可获得含Ag 0.6%左右的银精矿，银回收率可达76.5%左右，但渣中其他的有价金属如Zn、Pb和Cu等均得不到有效回收，浮选渣也没有得到解毒，还需进一步处理。 

水泥固化法处理湿法炼锌废渣简便易行，在我国的有些工厂中得到采用；在印度和意大利，研究者采用焙烧-烧结法将其制成强度较高的铁矾砖或者玻璃陶瓷。但这些处理方法都未能有效回收渣中有价金属，而且高温烧制过程中会放出有毒氧化物，以及存在铁矾砖、玻璃陶瓷在环境中长期存放后释放有毒物质的潜在风险。 

从目前已经产业化的工艺流程来看，主要以火法工艺处理为主，主要问题在于烟气、烟尘污染较严重，我国国内企业火法工艺还存在能耗高，有价金属的综合回收率不高，经济性较差等问题。 

为了更好、更清洁的综合利用这类危险废弃物中的资源，国内外学者迄今为止还在进行着大量深入的研究，提出了一系列处理方法和工艺。归纳起来可分为酸浸法、碱浸法和氯化焙烧法等。 

酸浸法主要有以下几类： 

硫酸浸出—浸渣在硫酸中微波辐射—铁粉熟化—聚合硫酸铁制备的工艺流程来处理铁矾渣；高温高酸浸出 —铁粉置换—硫酸亚铁溶液沉淀的方法处理铁矾渣生产铁黄颜料的工艺。这两种工艺使铁矾渣中的铁资源得到了有效利用。但这些工艺中渣含有价金属的回收、铁粉置换渣如何经济有效处理以及工艺的经济性等方面还有待进一步考察。

还有学者提出了先碱浸，再选择性酸浸Zn和In，最后铁渣磁选得到铁精矿的全湿法工艺。既可回收铁矾渣中的有价金属又可使渣中的铁资源得到较好的利用。但还需要对碱浸液的回用以及如何回收碱浸液中的有价金属等做进一步的研究。 

由国内外研究动态来看，湿法冶金方法处理这些废渣由于具有环境相对友好，资源回收率高、固定投资少等优势，而成为目前处理铁矾渣和铅银渣的主要研究方向。 

综上所述，如何经济高效的从湿法炼锌废渣中综合回收各种有价金属，同时使尾渣无毒化甚至资源化仍然是目前有色金属冶金领域的研究热点和难点，具有十分重要的理论意义和现实意义。 

发明内容：

本发明提出了碱铵硫耦合法处理湿法炼锌废渣的方法，特别是碱铵硫耦合法处理铁矾渣和铅银渣的工艺流程，可以解决湿法处理这些废渣过程中Fe与有价金属的分离和介质体系循环利用的问题。