一種火法煉鋅煙塵的回收處理工藝研究

歐陽慧

一種火法煉鋅煙塵的回收處理工藝研究

歐陽慧

（錫礦山閃星銻業(yè)有限責(zé)任公司，湖南冷水江 417500）

通過對鋅廠焙燒車間電塵進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，電塵中的鋅主要以硫酸鋅的形式存在，可以用來生產(chǎn)硫酸鋅產(chǎn)品，并分別回收鎘、鉛，且整個工藝流程無廢水、廢氣、廢渣產(chǎn)生。

電塵；硫酸鋅；環(huán)保；回收

某公司鋅廠焙燒車間電塵相對冷卻器煙塵和旋渦煙塵來說，其中的鋅含量低，鉛、鎘雜質(zhì)含量相對較高，特別含硫高，不利于二次焙燒對煙塵的處理。鋅廠以電塵中的有效金屬含量鋅計(jì)價，只能對外銷售，不能返回繼續(xù)焙燒。據(jù)了解，鋅廠的電收塵器每天可回收煙塵2～3 t，一年累計(jì)電收塵煙塵達(dá)700余t。煙塵中鎘含量約7%，鉛含量約20%，很容易造成煙塵外銷帶來的環(huán)境污染。因此，對煙塵采取回收處理進(jìn)行了試驗(yàn)性研究［1～3］。

1 原料及試驗(yàn)方法

1.1試驗(yàn)原料及材料

試驗(yàn)原料為該公司鋅廠二焙車間的電塵。原料成分分析見表1。

表1 鋅廠電塵成分分析%

輔助材料為鋅廠制酸車間的工業(yè)硫酸，焦結(jié)車間的焦結(jié)氧化鋅煙塵、鋅粉，工業(yè)純的氯化鋇，pH試紙。

1.2試驗(yàn)儀器

試驗(yàn)過程中主要采用的設(shè)備和儀器有：

1.真空吸濾裝置（真空泵規(guī)格：旋片式；抽濾瓶：2 500 mL；布氏漏斗：直徑150 mm）。

2.電動攪拌機(jī)JJ－1型（功率100 W）。

3.調(diào)壓器IDGC2－2。

4.玻璃溫度計(jì)（0～150℃）。

1.3工藝流程

試驗(yàn)工藝流程如圖1所示。

圖1 工藝流程圖

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1探索試驗(yàn)及結(jié)果

以下為兩個平行對比的試驗(yàn)，先對電塵進(jìn)行酸浸，然后采用不同的試劑對其進(jìn)行中和，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2。

表2 二種試劑作為中和劑的對比試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果表明，電塵的溶解耗酸量不大，不能作為中和劑來調(diào)節(jié)溶液的pH。

取一定量原料加熱漿化10 min，漿化液固比為2∶1，再攪拌轉(zhuǎn)速為300 r／min，然后加入少量氯化鋇，立刻有大量白色沉淀產(chǎn)生。這一化學(xué)反應(yīng)說明電塵中大量存在硫酸根離子。

通過上述分析可知，該電塵用來生產(chǎn)氯化鋅是不可?。海?）電塵中含有大量的硫酸鹽，需要大量的氯化鋇作為沉降劑，加大了生產(chǎn)成本；（2）電塵本身耗酸量很小，故電塵中活潑重金屬及其氧化物較少，其主要成分應(yīng)是硫酸鹽，即硫酸鉛、硫酸鋅、硫酸鎘。電塵雖不適合于生產(chǎn)氯化鋅，卻可以用來生產(chǎn)硫酸鋅產(chǎn)品，并可與該公司工藝流程相銜接。

2.2電塵的水溶性研究

通過分析可知，電塵中主要成分含有硫酸鹽，從理論上來說可以直接用水來溶解。取1 200 g電塵（編號6－2），1 500 mL水，固液比0.8∶1，時間20min，溫度95℃以上，水洗二次，二次水洗液以及濾渣分析結(jié)果見表3、表4。

通過以上試驗(yàn)可以確定，電塵的鋅等金屬雖然主要以硫酸鹽的形式存在，但還有部分是以氧化物的形式存在的，必須經(jīng)過酸浸才能提高目標(biāo)金屬的浸出率。

表3 水洗液化驗(yàn)結(jié)果

表4 二次水洗渣化驗(yàn)及分析結(jié)果

總渣量（干基）為投入量的1／3，可見電塵的成分大部分為可溶性鹽。濾渣的富含鉛達(dá)40%以上，可以用來提取鉛金屬的原料。

2.3酸浸研究

酸浸的主要目的是在酸性介質(zhì)中將電塵中的金屬鋅鎘與鉛分離。電塵粒徑細(xì)小均勻，顆粒疏松，質(zhì)地輕，故浸出時間不需要太久。電塵600 g，固液比1∶1.5，時間2 h，浸出溫度為90～100℃，酸度不同，浸取的結(jié)果不同，結(jié)果見表5。

表5 酸浸數(shù)據(jù)表

表5數(shù)據(jù)表明：酸度越高，浸出效果越好。但是酸度不宜太高，否則對后續(xù)工序不利。

本試驗(yàn)的酸浸分為兩種：（1）對電塵直接酸浸；（2）先將電塵進(jìn)行水洗后再酸浸。將電塵水洗后再酸浸與電塵直接進(jìn)行酸浸比較，取電塵600 g，工業(yè)硫酸70 mL，時間2 h，溫度90～100℃，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 不同酸浸處理方式結(jié)果分析

在相同條件下，用少量開水淋洗，可以把濾渣中的大部分鋅和鎘等可溶性金屬元素淋洗出來，通過以上對比試驗(yàn)可知，對電塵直接進(jìn)行酸浸，過濾時，用熱水淋洗濾渣，可以減少鉛渣中鋅鎘含量，鋅的浸出率達(dá)到98%，同時提高鉛渣的含鉛率，能夠取得好的酸浸效果，且工藝簡單，易操作。

2.4中浸工序研究

浸出液pH調(diào)節(jié)至5.0，是本工藝的關(guān)鍵所在。試驗(yàn)選擇了次氧化鋅和石灰分別作中和劑來調(diào)節(jié)溶液的pH。結(jié)果見表7。

表7 酸浸溶液的pH值的調(diào)節(jié)情況

從表7中可以看出，用石灰中和，渣量大，且濾渣中有價金屬難以回收，用次氧化鋅來調(diào)節(jié)酸度，相對石灰法，其有兩個優(yōu)點(diǎn)：（1）渣量少；（2）濾渣可回收。濾渣含銦高，直接返回銦車間進(jìn)行浸取。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以得出，上一工序的酸浸溶液酸度不能太高，否則，需要加入過多的中和劑，會造成渣量過大，加重過濾的負(fù)荷，不利于生產(chǎn)操作。

濾液為粗硫酸鋅溶液，與硫酸鋅車間的粗硫酸鋅溶液相比，含鎘要高些，需要用更多的鋅粉去置換，海綿鎘作為生產(chǎn)精鎘的原料，以后工序的處理方法類似硫酸鋅工藝流程。濾液濃縮成硫酸鋅產(chǎn)品，整個生產(chǎn)工序中沒有廢水產(chǎn)生。

2.5電塵的投入產(chǎn)出試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

對電塵的投入和產(chǎn)出進(jìn)行金屬平衡分析，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表8。

表8 電塵處理過程的投入產(chǎn)出表

3 結(jié) 論

1.電塵采用濕法處理，在加熱的酸性介質(zhì)中，固液比1∶1.5進(jìn)行酸浸處理，鋅浸出率達(dá)98%，鉛渣含鉛達(dá)到60%以上，能夠產(chǎn)出合格的硫酸鋅。整個工藝流程安全環(huán)保，無廢水、廢氣、廢渣。

2.電塵中的主要金屬元素鋅鎘鉛都得到回收利用，且其處理工藝與該公司的流程工藝相銜接。

3.電塵、濃硫酸、次氧化鋅來源于鋅廠的焙燒、制酸、焦結(jié)車間，實(shí)現(xiàn)了該公司資源的綜合利用。

［1］ 汪大羽，徐新華，宋爽.工業(yè)廢水中專項(xiàng)污染物處理手冊［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.

［2］ 張駕，李若彬.重有色金屬冶煉設(shè)計(jì)手冊（鉛鋅鉍卷）［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1996.

［3］ 呂小明.環(huán)境污染事件應(yīng)急處理技術(shù)［M］.北京：中國環(huán)境科學(xué)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

歐陽慧（1976－），女，工程師，主要從事化工生產(chǎn)技術(shù)研究工作。