从湿法炼锌渣中回收银和硫

曾 斌，胡良辉，毛永星，余 攀

（1．江西理工大学 冶金与化学工程学院，江西 赣州 341000；2．赣州亚腾工贸有限公司，江西 赣州 341000；3．赣州江钨新型合金材料有限公司，江西 赣州 341000）

湿法炼锌厂每年产出大量废渣［1-2］，其中部分含有银、硫，具有较大回收价值，是潜在的二次资源。近年来，湿法炼锌废渣的二次利用研究已受到广泛关注［3-10］。针对某湿法炼锌渣，研究了采用二甲苯浸出硫—焙烧—硫酸浸出杂质—氰化浸出银工艺回收硫和银，确定了工艺参数，以期为锌渣的综合利用提供参考。

1 试验原料和方法

1．1 试验原料

试验所用工业废渣取自国内某湿法炼锌厂。废渣在烘箱中烘3h，在XMQ-240×90锥型球磨机中细磨至粒度≤74μm占91．50%。其多元素化学分析结果见表1，其中硫、银含量较高。

试验所用试剂有二甲苯、碳酸钠、氢氧化钠、氰化钠等，均为分析纯；蒸馏水为实验室自制。

表1 湿法炼锌渣多元素化学分析结果 %

1．2 试验方法

废渣综合回收工艺分为两部分：用二甲苯浸出回收硫，焙烧—酸浸—氰化浸出回收金属银。工艺流程如图1所示。

图1 工业废渣综合利用工艺流程

1．2．1 硫的浸出

取20g废渣，置于自制的500mL密闭容器中，用二甲苯作脱硫剂，在一定液固体积质量比、温度（用恒温水浴锅控制）、时间条件下浸出硫。浸出结束后热过滤（用夹套漏斗过滤，SHZ-III型台式循环水式真空泵循环水控制温度），滤渣烘干后分析硫质量分数，滤液冷却至室温析出单质硫。

1．2．2 银的浸出

对分硫渣采用焙烧—酸浸除杂—氰化浸出工艺提取银。

2 试验结果与讨论

2．1 反应温度对硫浸出率的影响

用二甲苯浸出硫，液固体积质量比为6∶1，浸出时间20min，反应温度对硫浸出率的影响试验结果如图2所示。

图2 反应温度对硫浸出率的影响

由图2看出，温度对硫浸出率的影响比较显著：温度从55℃升高到95℃过程中，硫浸出率逐渐增大，渣产率则逐渐降低；反应温度为95℃时，硫浸出率达96．50%，渣产率为71．30%。由于二甲苯的沸点为135～145℃，反应温度过高将导致二甲苯大量蒸发损失，并危害环境，综合考虑，反应温度控制在95℃。

2．2 反应时间对硫浸出率的影响

用二甲苯浸出硫，液固体积质量比为6∶1，反应温度95℃，反应时间对硫浸出率和渣产率的影响试验结果如图3所示。

图3 反应时间对硫浸出率的影响

由图3看出：随反应时间延长，硫浸出率升高，渣产率下降；反应15min后，硫浸出率和渣产率均变化幅度减小。因此，反应时间确定为15min，此时硫浸出率为96．38%，渣产率为71．34%。

2．3 液固体积质量比对硫浸出率的影响

用二甲苯浸出硫，反应时间15min，反应温度95℃，液固体积质量比对硫浸出率和渣产率的影响试验结果如图4所示。

图4 液固体积质量比对硫浸出率的影响

由图4看出：随液固体积质量比增大，硫浸出率升高，渣产率下降；液固质量体积比大于5∶1后，硫浸出率和渣产率都变化不大。液固体积质量比较小时，体系中传质扩散阻力较大，不利于反应的进行；随液固体积质量比增大，溶液得到稀释，传质阻力变小，硫浸出率提高；但液固体积质量比增大到5∶1时，扩散传质达到极限，再继续增大，传质速度不会再提高，所以硫浸出率变化幅度也不会再增大。综合考虑，液固体积质量比以5∶1较为适宜，此时硫浸出率为96．40%，渣产率为71．33%。

2．4 硫的综合浸出

在反应温度95℃、反应时间15min、液固体积质量比5∶1条件下，用二甲苯浸出硫，浸出后残渣的化学分析结果见表2，硫浸出率接近95%。

表2 分硫渣多元素化学分析结果 %

2．5 分硫渣焙烧处理

工业废渣用二甲苯处理后，仍含有部分硫，影响金属银的回收。通过焙烧可进一步脱除硫，同时将以硫化物形式存在的银转变为单质银或氧化银，有利于氰化浸出。分硫渣中加入1%的氢氧化钠，在富氧、630℃条件下焙烧2h，焙砂产率为98．50%。

2．6 硫酸浸出处理

分硫渣经焙烧处理后，其中含有杂质锌、铁等，氰化浸出过程中有部分溶解，干扰银的浸出，并且消耗大量浸出剂，为此先用硫酸溶解去除。酸浸条件为：液固体积质量比4∶1，溶液pH为1．0，反应温度95℃，反应时间3h。此条件下，酸浸渣产率为92．5%

2．7 银的氰化浸出

酸浸渣干燥后，用氰化钠溶液浸出银。控制矿浆液固体积质量比为3∶1，用碳酸钠调pH为9．5～11．5，氰化钠质量浓度为2．0g／L，浸出24 h。反应结束后液固分离，浸出渣鼓风干燥，产率为99．20%，浸出液加适量次氯酸钙处理回收金属银。氰化浸出渣多元素化学分析结果见表3。

表3 氰化渣多元素化学分析结果 %

从表2、3看出，氰化渣中银质量分数从分硫渣中的0．0685%降低到0．0163%，结合渣产率变化，可以计算出银浸出率为78．5%。

3 结论

用二甲苯浸出硫—焙烧—硫酸浸出杂质—氰化浸出银工艺可以有效回收某复杂工业废渣中的银和硫。优化条件下，硫浸出率为96．40%，银回收率为78．5%。该方法可用于从工业废渣中回收有价金属。

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