一种火法炼锌烟尘的回收处理工艺研究

欧阳慧

一种火法炼锌烟尘的回收处理工艺研究

欧阳慧

（锡矿山闪星锑业有限责任公司，湖南冷水江 417500）

通过对锌厂焙烧车间电尘进行分析后发现，电尘中的锌主要以硫酸锌的形式存在，可以用来生产硫酸锌产品，并分别回收镉、铅，且整个工艺流程无废水、废气、废渣产生。

电尘；硫酸锌；环保；回收

某公司锌厂焙烧车间电尘相对冷却器烟尘和旋涡烟尘来说，其中的锌含量低，铅、镉杂质含量相对较高，特别含硫高，不利于二次焙烧对烟尘的处理。锌厂以电尘中的有效金属含量锌计价，只能对外销售，不能返回继续焙烧。据了解，锌厂的电收尘器每天可回收烟尘2～3 t，一年累计电收尘烟尘达700余t。烟尘中镉含量约7%，铅含量约20%，很容易造成烟尘外销带来的环境污染。因此，对烟尘采取回收处理进行了试验性研究［1～3］。

1 原料及试验方法

1.1试验原料及材料

试验原料为该公司锌厂二焙车间的电尘。原料成分分析见表1。

表1 锌厂电尘成分分析%

辅助材料为锌厂制酸车间的工业硫酸，焦结车间的焦结氧化锌烟尘、锌粉，工业纯的氯化钡，pH试纸。

1.2试验仪器

试验过程中主要采用的设备和仪器有：

1.真空吸滤装置（真空泵规格：旋片式；抽滤瓶：2 500 mL；布氏漏斗：直径150 mm）。

2.电动搅拌机JJ－1型（功率100 W）。

3.调压器IDGC2－2。

4.玻璃温度计（0～150℃）。

1.3工艺流程

试验工艺流程如图1所示。

图1 工艺流程图

2 试验结果与讨论

2.1探索试验及结果

以下为两个平行对比的试验，先对电尘进行酸浸，然后采用不同的试剂对其进行中和，试验数据见表2。

表2 二种试剂作为中和剂的对比试验结果

试验结果表明，电尘的溶解耗酸量不大，不能作为中和剂来调节溶液的pH。

取一定量原料加热浆化10 min，浆化液固比为2∶1，再搅拌转速为300 r／min，然后加入少量氯化钡，立刻有大量白色沉淀产生。这一化学反应说明电尘中大量存在硫酸根离子。

通过上述分析可知，该电尘用来生产氯化锌是不可取：（1）电尘中含有大量的硫酸盐，需要大量的氯化钡作为沉降剂，加大了生产成本；（2）电尘本身耗酸量很小，故电尘中活泼重金属及其氧化物较少，其主要成分应是硫酸盐，即硫酸铅、硫酸锌、硫酸镉。电尘虽不适合于生产氯化锌，却可以用来生产硫酸锌产品，并可与该公司工艺流程相衔接。

2.2电尘的水溶性研究

通过分析可知，电尘中主要成分含有硫酸盐，从理论上来说可以直接用水来溶解。取1 200 g电尘（编号6－2），1 500 mL水，固液比0.8∶1，时间20min，温度95℃以上，水洗二次，二次水洗液以及滤渣分析结果见表3、表4。

通过以上试验可以确定，电尘的锌等金属虽然主要以硫酸盐的形式存在，但还有部分是以氧化物的形式存在的，必须经过酸浸才能提高目标金属的浸出率。

表3 水洗液化验结果

表4 二次水洗渣化验及分析结果

总渣量（干基）为投入量的1／3，可见电尘的成分大部分为可溶性盐。滤渣的富含铅达40%以上，可以用来提取铅金属的原料。

2.3酸浸研究

酸浸的主要目的是在酸性介质中将电尘中的金属锌镉与铅分离。电尘粒径细小均匀，颗粒疏松，质地轻，故浸出时间不需要太久。电尘600 g，固液比1∶1.5，时间2 h，浸出温度为90～100℃，酸度不同，浸取的结果不同，结果见表5。

表5 酸浸数据表

表5数据表明：酸度越高，浸出效果越好。但是酸度不宜太高，否则对后续工序不利。

本试验的酸浸分为两种：（1）对电尘直接酸浸；（2）先将电尘进行水洗后再酸浸。将电尘水洗后再酸浸与电尘直接进行酸浸比较，取电尘600 g，工业硫酸70 mL，时间2 h，温度90～100℃，试验结果见表6。

表6 不同酸浸处理方式结果分析

在相同条件下，用少量开水淋洗，可以把滤渣中的大部分锌和镉等可溶性金属元素淋洗出来，通过以上对比试验可知，对电尘直接进行酸浸，过滤时，用热水淋洗滤渣，可以减少铅渣中锌镉含量，锌的浸出率达到98%，同时提高铅渣的含铅率，能够取得好的酸浸效果，且工艺简单，易操作。

2.4中浸工序研究

浸出液pH调节至5.0，是本工艺的关键所在。试验选择了次氧化锌和石灰分别作中和剂来调节溶液的pH。结果见表7。

表7 酸浸溶液的pH值的调节情况

从表7中可以看出，用石灰中和，渣量大，且滤渣中有价金属难以回收，用次氧化锌来调节酸度，相对石灰法，其有两个优点：（1）渣量少；（2）滤渣可回收。滤渣含铟高，直接返回铟车间进行浸取。根据以上数据可以得出，上一工序的酸浸溶液酸度不能太高，否则，需要加入过多的中和剂，会造成渣量过大，加重过滤的负荷，不利于生产操作。

滤液为粗硫酸锌溶液，与硫酸锌车间的粗硫酸锌溶液相比，含镉要高些，需要用更多的锌粉去置换，海绵镉作为生产精镉的原料，以后工序的处理方法类似硫酸锌工艺流程。滤液浓缩成硫酸锌产品，整个生产工序中没有废水产生。

2.5电尘的投入产出试验数据统计

对电尘的投入和产出进行金属平衡分析，数据统计结果见表8。

表8 电尘处理过程的投入产出表

3 结 论

1.电尘采用湿法处理，在加热的酸性介质中，固液比1∶1.5进行酸浸处理，锌浸出率达98%，铅渣含铅达到60%以上，能够产出合格的硫酸锌。整个工艺流程安全环保，无废水、废气、废渣。

2.电尘中的主要金属元素锌镉铅都得到回收利用，且其处理工艺与该公司的流程工艺相衔接。

3.电尘、浓硫酸、次氧化锌来源于锌厂的焙烧、制酸、焦结车间，实现了该公司资源的综合利用。

［1］ 汪大羽，徐新华，宋爽.工业废水中专项污染物处理手册［M］.北京：化学工业出版社，2000.

［2］ 张驾，李若彬.重有色金属冶炼设计手册（铅锌铋卷）［M］.北京：冶金工业出版社，1996.

［3］ 吕小明.环境污染事件应急处理技术［M］.北京：中国环境科学出版社，2012.

Zinc Dust Recycling Process Research

OUYANG Hui
（Hsikwangshan Twinkling Star Antimony Industry Co.，Ltd.，Lengshuijiang 417500，China）

Through the analysis of the electric dust in the roasting workshop in zinc plant，it found that electric dust mainly exists in the form of zinc sulfate，zinc can be used in the production of zinc sulfate products，cadmium and lead can be recovered，and the whole process withoutwaste water，waste gas，waste residue.

the electric dust；zinc sulfate；environmental protection；recycling

X758

：A

：1003－5540（2016）06－0061－03

2016－10－25

欧阳慧（1976－），女，工程师，主要从事化工生产技术研究工作。