氯化锌渣分离工艺探讨

周 彪

（湖南金业环保科技有限公司，湖南 郴州 423000）

氯化锌渣是铋火法冶炼过程中通入氯气进行除锌后产生的白色渣料，因其重金属铅、锌、铋量含量较高，进行综合回收成为企业利润增长点之一。如何快速将其有价金属进行分离、回收成为企业关注的重点，本文通过对氯化锌渣使用五种分离工艺进行对比，探讨氯化锌渣在不同工艺的分离效果。

1 试验材料及试验方法

1.1 试验材料

试验材料采用某冶炼厂产生的氯化锌渣，成分见表1。

表1 氯化锌渣成分（%）

1.2 试验方法

试验采用五种工艺：（1）、湿氯化锌渣清水浸出脱锌试验（不加试剂），得到不含锌的浸出渣和含锌浸出液；（2）、把氯化锌渣烘干磨粉，用硫酸＋工业盐浸出铋、锌，浸出渣为铅银渣，浸出液加碱中和沉降，分别得到氯氧铋和氯氧锌；（3）、把（1）工艺得到的浸出渣烘干磨粉，然后加硫酸浸出锌，浸出渣为铅铋银渣，浸出液加碱中和沉降得到中和锌渣；（4）、湿氯化锌渣直接加硫酸浸出锌，浸出渣仍为铅铋银渣，浸出液加碱中和沉降得到中和锌渣；（5）、湿氯化锌渣清水浸出－中和沉降脱锌并回收。

（1）清水浸出脱锌工艺。工艺流程见图1。

图1 清水浸出脱锌工艺流程图

技术条件：

湿氯化锌渣：200g（折合干氯化锌渣200×75.73%＝151.46g），水600ml（湿料液固比＝3∶1，折合干料液固比＝4.28∶1），使用温度60℃，搅拌时间2h。

（2）硫酸＋工业盐浸出脱除铋、锌工艺。工艺流程见图2。

图2 硫酸、工业盐浸出脱除铋、锌工艺流程图

A、技术条件：浸出工序：干氯化锌渣：80g，稀硫酸240ml（液固比＝3∶1）：其中硫酸32.6ml（折合60g，占原料75%）、水207.4ml，工业盐66g（占原料82.5%），使用温度60℃，搅拌时间2h。

B、铋水解工序：加片碱36.14g（兑水2∶1溶解，相当原料量45.175%），终点pH＝2.5，温度60℃，搅拌时间20分钟。

C、锌水解工序：加片碱15.32g（兑水2∶1溶解，相当原料量19.15%），终点pH＝6.5，温度60℃，搅拌时间20分钟。溶液呈灰色糊状难以搅拌和过滤。

（3）干氯化锌浸出渣硫酸脱锌工艺。工艺流程见图3。

图3 干氯化锌浸出渣硫酸脱锌工艺流程图

技术条件：

A、硫酸浸出工序：干氯化锌浸出渣（由工艺一所得并烘干磨粉）：78.6g，稀硫酸314.4g（液固比＝4∶1）：其中硫酸21.4ml（折合39.4g，占原料50%），水293ml，使用温度60℃，搅拌时间2h。

B、锌中和工序：加片碱36.2g（兑水2∶1溶解，相当原料量46%），终点pH＝6.5，温度60℃，搅拌时间20分钟。溶液呈黑色黏稠糊状难以搅拌和过滤。

（4）湿氯化锌渣硫酸脱锌工艺。工艺流程见图4。

图4 湿氯化锌渣硫酸脱锌工艺流程图

技术条件：

A、硫酸浸出工序：湿氯化锌渣：132g（相当干重132×75.73%＝100g），稀硫酸400g（液固比＝4∶1）：其中硫酸27.2ml（折合50g，占原料50%），水372.8－水分32＝340.8ml，使用温度60℃，搅拌时间2h。

B、锌中和工序：加片碱46g（兑水2∶1溶解，相当干原料量46%），终点pH＝6.5，温度60℃，搅拌时间20分钟。溶液呈灰色黏稠糊状难以搅拌和过滤。

（5）湿氯化锌渣清水浸出－中和脱锌工艺。工艺流程见图5。

图5 湿氯化锌渣水浸－中和脱锌工艺流程图

技术条件：

A、清水浸出工序：湿氯化锌渣：132g（相当干重132×75.73%＝100g），水400－水分32＝368ml（液固比＝4∶1），使用温度60℃，搅拌时间2h。

B、锌中和工序：加片碱15.45g（兑水2∶1溶解，相当干原料量15.45%），终点pH＝7.0，温度60℃，搅拌时间20分钟。溶液呈乳白色黏稠糊状难以搅拌和过滤。

2 试验结果

不同工艺浸出产物及品位如下：

（1）清水浸出脱锌工艺浸出产物见表2、表3。

表2 浸出渣品位及回收率（%）

表3 浸出液浓度（g/L）及回收率（%）

（2）硫酸＋工业盐浸出脱除铋、锌工艺浸出产物见表4、表5、表6、表7。

表4 铅银渣品位及回收率（%）

表5 氯氧铋品位及回收率（%）

表6 氯氧锌品位及回收率（%）

表7 锌水解滤液浓度（g/L）及回收率（%）

（3）干氯化锌浸出渣硫酸脱锌工艺浸出产物见表8、表9、表10。

表8 浸出渣品位及回收率（%）

表9 中和锌渣品位及回收率（%）

表10 中和后液浓度（g/L）及回收率（%）

（4）湿氯化锌渣硫酸脱锌工艺浸出产物见表11、表12、表13。

表11 浸出渣品位及回收率（%）

表12 中和锌渣品位及回收率（%）

表13 中和后液浓度（g/L）及回收率（%）

（5）湿氯化锌渣清水浸出－中和脱锌工艺浸出产物见表14、表15、表16。

表14 浸出渣品位及回收率（%）

表15 中和锌渣品位及回收率（%）

表16 中和后液浓度（g/L）及回收率（%）

3 结果分析

（1）清水浸出脱锌工艺：浸出液回用，其中含锌可以逐步富集，当浸出液富集到含锌超过300g/L时可以不再回用（第一次为22.11g/L），作为商品锌水销售。但是氯离子会在浸出液中富集，造成铋的浸出率升高。

（2）硫酸＋工业盐浸出脱除铋、锌工艺可从氯化锌渣中分离铅、银，提取铋、锌，有价金属单项分离后有利于下一步的熔炼回收，但工艺较复杂，成本较高。

（3）干氯化锌浸出渣硫酸脱锌工艺将湿氯化锌渣清水浸出以后，再将其一次浸出渣重新投入浸出槽，加硫酸第二次浸出，以便进一步提高锌的浸出率。试验结果显示该工艺可行，最终锌的浸出率可以达到97%以上，锌在加碱中和沉降后可以单独回收，但工艺较复杂，操作比较麻烦，一次浸出渣重新浸出时湿料不易溶化。

（4）湿氯化锌渣硫酸脱锌工艺脱锌较为干净，锌浸出率可以达到98%，工艺相对简单，容易操作。锌可以作为中和锌渣单独回收，但铋铋有一部分（21%）被浸出，进入中和锌渣。

（5）湿氯化锌渣清水浸出－中和脱锌工艺中铋不被浸出，工艺相对简单，容易操作。锌可以作为中和锌渣单独回收（含锌高达59.06%），废水可以排放不必回用。

4 工业应用

使用清水浸出－中和脱锌工艺，在铋湿法浸出槽（1＃槽）中加入10m3水（至水线刻度），然后加入4吨氯化锌渣湿料（约合3吨干料），使液固比达到3.6∶1，开启搅拌，开启蒸汽至温度达到60℃，搅拌2小时以后压滤，滤液从2＃槽中转抽到3＃槽，进行中和沉降，中和剂片碱在片碱搅拌槽中按2∶1兑水搅拌溶解，片碱用量约为干原料量的15.45%（约为湿原料量的11.7%，约0.468t即19包），调整终点pH＝7.0，继续搅拌20分钟后可以压滤，废水排至废水池沉降后，可以抽出排放至废水处理站。浸出渣烘干后投入粗铋熔炼炉回收铋，中和锌渣送烟化炉回收锌。