湿法炼锌渣的无害化处理及资源综合回收

锌之冶炼法与资源再生

一、前言

锌之冶炼法有湿式冶炼法（电解法）与干式冶炼法（水平蒸馏法、垂直蒸馏法、电热蒸馏法、ISP法、电炉蒸馏法等）。水平蒸馏法又称横罐法及垂直蒸馏法又称竖罐法，因为是劳力密集，作业环境差，效率低，现已被淘汰。目前80%的锌系由电解法生产。

锌的矿石主要为硫化矿石，氧化矿石一般都是次生矿石。自然界主要还是硫化矿石存在者多。主要矿石有闪锌矿（Zinc Blende，ZnS）、异极矿（Calamine，Zn(OH)2．ZnSiO3）、菱锌矿（Smithsonite，ZnCO3）等，但实际上作为冶炼用的矿石多为闪锌矿。一般的硫化矿石以单硫化矿石在自然界存在者非常少，一般都与其它金属硫化物伴生。常见的有铅锌矿、铅锌铁矿、铜锌矿、铜铅锌矿等。硫化锌矿的含锌量约为8~15%，直接冶炼不很经济，通常都经浮游选矿（flotation）提高锌含量，浮游精矿（concentrate）含锌量为50%以上（S约30%）。

锌在地壳中的平均含量为0.2%，世界的锌产量（或消费量）年年增加，锌矿床的发现又不多，锌已成为资源枯竭的金属。今后对于含锌废料之锌再生将是一个重要的课题，不但可以减少锌资源的消耗，尚可解决废弃物处理等环保问题。其中尤以含有20~25%锌之炼钢电炉集尘灰最被重视。本文将对电炉集尘灰中所含之Fe、Pb、F、Cl等在冶炼过程中之反应为重心，同时对粗氧化锌之再生处理也考虑在内，以简述目前被采用的锌之冶炼法及资源再生。

二、锌之冶炼法

1. 湿式冶炼法（电解法）

本法系以硫酸为电解液之电解法，综合后述的溶解工程之反应式与电解工程之反应式，爰将电解法之基本原理简述如下：

ZnO（原料）=Zn（阴极）+1/2 O2（阳极）

可以说，基本上不需硫酸以及其它任何补充，即可自行循环之方法。

(1) 焙烧（roasting）工程

将硫化锌精矿利用流体焙烧炉在约1,000℃下加热氧化焙烧，使成容易溶解于硫酸之氧化锌（焙烧矿）。将原料中F、Cl等挥发而排除于SO2气体系统；焙烧矿中几乎不再有F、Cl等残留。因此也有将电炉集尘灰处理所得之粗氧化锌经过焙烧而除去F、Cl后，直接作为电解法之原料。

湿法炼锌除铁工艺的现状与展望报告

湿法炼锌除铁工艺是一种将冶炼废渣中的锌与铁分离并分别回收的技术，近年来在炼锌行业得到了广泛应用。本报告旨在对湿法炼锌除铁工艺的现状进行调研和分析，并展望其未来的发展前景。

一、现状分析

1. 工艺原理

湿法炼锌除铁工艺主要是通过浸出、凝固沉淀、离心分离等工艺步骤，将炼锌废渣中的锌和铁分别提取出来。首先，将废渣经过浸出处理，得到含铁的浸出液和含锌的滤饼。其次，通过添加凝固剂，将含铁浸出液中的铁与水结晶体分离，得到铁的粉末状产品。最后，通过离心分离，可将含锌滤饼的干粉与固液分离，再进行进一步的处理，以提取出纯净的锌产品。

2. 应用现状

目前，湿法炼锌除铁工艺已被广泛应用于国内外的炼锌行业。如中国，炼锌企业基本都采用该工艺进行炼锌废渣的处理；欧洲、北美等地区的炼锌企业也开始大量使用该工艺。

3. 优势与不足

湿法炼锌除铁工艺具有多项优势。首先，废渣经过该工艺处理后，将得到更高质量的纯净锌产品，且能有效回收一定数量的铁资源；其次，该工艺具有灵活性，不受原料成分等不可控因素的影响，且能够适应不同规模的炼锌企业需求。

然而，湿法炼锌除铁工艺也存在一些不足。例如，该工艺需要大量的水资源，同时在处理过程中也会产生大量的废水，对环境造成一定的影响；此外，该工艺也需要一定的能源消耗。

二、发展展望

1. 在工艺优化方面，可尝试采用新型材料、新型凝固剂等技术，提高工艺的效率和产品质量，并减少对环境的影响。

2. 在应用方面，未来湿法炼锌除铁工艺有望进一步扩大应用范围，涉及更多领域，如冶金、化工等行业。同时，在国际市场更加竞争激烈的背景下，该工艺也面临更多的挑战，需要加强品牌建设和市场拓展。

3. 在科技创新方面，可适应新型锌矿资源的开发和应用，研发出更适合不同类型锌矿的湿法炼锌除铁工艺。

三、小结

湿法炼锌除铁工艺是一种有效地解决炼锌废渣资源化问题的技术，已被广泛应用于炼锌行业。未来，该工艺有望通过不断的工艺优化、应用扩大和科技创新，为炼锌企业和环保事业带来更大的价值。湿法炼锌除铁工艺是一种普遍应用于炼锌行业的提取锌和铁的方法。在过去的几年中，该工艺在全球范围内得到了更广泛的应用，针对该行业的大量研究已经被开展并公布了一些相关数据。以下是一些重要数据分析：

湿法炼锌

1 概述

1.1 国内外发展

锌冶炼方法分湿法和火法两大类，火法炼锌有横罐炼锌、竖罐炼锌和密闭鼓风炉炼锌。横罐炼锌由于环境污染严重，劳动条件恶劣，已基本淘汰。竖罐炼锌也存在环境污染、能耗较高、不利于综合回收的缺点，也逐步被其他方法所取代。密闭鼓风炉炼锌又称帝国熔炼法（简称LSP），是由英国帝国熔炼公司开发出来的一种铅锌冶炼方法，20世界60年代开始应用于工业化生产，目前在全世界有20座炉，锌产量占世界锌总产量的12%左右。由于该方法对原料适应性强，可以冶炼铅锌混合精矿，能耗较小，建设肉孜相对较少，并且很好地解决了火法冶炼的环境污染问题，具有较强的生命力和发展前景。湿法炼锌是当今炼锌的主要方法，其产量占世界锌产量的80%以上，湿法炼锌可分为常规法、黄钾铁矾法、针铁矿法、赤铁矿法，采用较多的是前三种方法。前面提到的湿法炼锌工艺，都需要采用氧化脱硫，一般是沸腾焙烧，焙烧产出的氧化锌焙砂送湿法炼锌系统生产电锌。另外还有全湿法炼锌工艺，即硫化锌精矿直接加压氧浸工艺。加压氧气浸出技术是加拿大谢利特·哥顿公司在20世纪50年代开发的，开始用于金属硫化精矿的处理，回收镍、钴，共建有6座工厂，其中4座回收镍，2座回收钴。70年代加压氧浸被用于硫化锌精矿处理。炼锌技术的发展方向主要是减少污染，降低消耗，节约成本和提高有价金属回收率等，由此推动炼锌技术的不断进步，创造出多种多样的炼锌技术和工艺流程，可供我们合理选择。我国是世界上锌生产和消费大国，从1996年至今其产量稳居世界第一。2014年我国锌产量582.7万t，占当年全球锌总产量1315万t的43.2%。这是基于我国的镀锌钢板产量差不多占世界半壁江山、年产成百亿支锌锰电池大规模出口、制造业对黄铜等各类锌基合金需求旺盛、建筑业的高速发展使氧化锌涂料消费量急增等需求因素带动了锌产业的快速发展。另外我国锌资源较为丰富，其储量及储量基础仅次于澳大利亚，居世界第二位。2014年美国地质调查局数据显示，全球锌资源储量达25000万t，其中澳大利亚6400万t，中国4300万t，秘鲁2400万t。2014年世界前十大产锌国，中国第一、澳大利亚产锌154万t，局第二位，其余依次为秘鲁132万t，美国83万t，印度72万t，墨西哥68万t。根据国家统计局资料，2014年我国自产精矿540,9万t，这位锌冶金产业提供了有力支撑。但锌产量远不能满足国内需求，依然需要大量进口。据中国海关统计，2014年进口锌精矿实物220万t，进口精锌57万t。

一种废锌渣的综合处理利用工艺

废锌渣的综合处理利用工艺可以包括以下步骤：

1. 预处理：将废锌渣进行分类和分选，去除杂质和有害物质。可以通过筛分、磁选、重选等方法进行处理。

2. 熔炼：将经过预处理的废锌渣进行熔炼，得到锌合金。熔炼过程中可以添加适量的熔剂和助熔剂，以提高熔化效率和提纯程度。

3. 精炼：对熔炼得到的锌合金进行精炼处理，去除其中的杂质和有害元素。可以通过电解、蒸馏、浮选等方法进行精炼。

4. 再生利用：将经过精炼处理的锌合金进行再生利用。可以通过合金配制、制造锌制品、制造锌粉等方式进行利用。

5. 废渣处理：对处理过程中产生的废渣进行处理。可以通过固化、焚烧、填埋等方法进行处理，确保废渣的环境安全。

总的来说，废锌渣的综合处理利用工艺主要包括预处理、熔炼、精炼、再生利用和废渣处理等步骤，通过这些步骤可以实现废锌渣的资源化利用和环境友好处理。

湿法炼锌浸出渣减量化浸出工艺

2022年第

5期

有色金属(冶炼部分

)(http

：//ysyl. bgrimm. cn)• 1 •

doi：

10. 3969,

・ issn. 1007-7545. 2022. 05. 001

湿法炼锌浸出渣减量化浸出工艺

魏昶

1" , Joniqulov Amirkhon1,

简单】?邓志敢

山,

杨馥衔

1，孙朴

1，李兴彬

1，李旻廷

1

(1.

昆明理工大学冶金与能源工程学院，昆明650093

；

2.

昆明理工大学省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室，昆明650095)

摘要：以常规湿法炼锌工艺锌浸渣为研究对象,对比研究常压酸浸和加压酸浸条件下锌浸渣的酸性浸出

减量化效果，以及渣中锌、铜和钢等有价金属的浸出率。结果表明，在常压酸浸条件下，渣量可减少

65%以上，渣中锌含量可降至

3%左右，锌、铜和钢的浸出率均在

91%以上；在加压酸浸条件下，渣量可

减少

40%以上，渣中锌含量可将至

2%以下，锌和铜的浸出率达到

95%左右，但钢浸出率仅为

70%左

右，相对较低。常压酸浸过程锌浸渣中的铁绝大部分浸出，有利于钢的浸出；加压酸浸过程锌浸渣中的

铁大量以铅铁矶的形式留在渣中，阻碍了钢的浸出。常压浸出液中铁含量较高，达到

25 g/L以上；加压

浸出液中铁含量较低，小于

2 g/L,有利于后续浸出液中铜、钢的回收。常压浸出渣量少，有利于渣中铅、

银的富集，可单独销售；加压浸出由于铁沉淀入渣，致使渣中铅、银富集比低，适合于铅锌联合企业返回

铅熔炼炉。

关键词：锌浸出渣；常压浸出；加压浸出；浸出渣，减量化

中图分类号:

TF813 文献标志码：

A 文章编号

：1007-7545(2022)05-0001-07

Decrement Leaching Process of Zinc Leaching Residue

WEI Chang1-2, JONIQULOV Amirkhon1, JIAN Dan1, DENG Zhi-gan1'2,

YANG Fu-xian1, SUN Pu1, LI Xing-bin1, LI Min-ting1

锌冶炼浸出渣资源化回收工艺分析

谈应飞;王浩宇

【摘要】本文简要介绍目前国内外锌浸出渣处理工艺,对比挥发窑工艺与烟化炉工艺、Ausmelt法工艺的投资、成本、金属回收率、工艺成熟性等方面的对比分析,为提高锌冶炼浸出渣综合回收效益最大化提供依据.

【期刊名称】《世界有色金属》

【年(卷),期】2016(000)010

【总页数】2页(P79-80)

【关键词】锌冶炼;资源化;处理工艺

【作者】谈应飞;王浩宇

【作者单位】株洲冶炼集团股份有限公司,湖南株洲412000;株洲冶炼集团股份有限公司,湖南株洲412000

【正文语种】中文

【中图分类】X820.4

湿法炼锌工艺中，锌系统采用沸腾炉-常规浸出（部分高温高酸浸出）工艺，常规法锌浸出渣含锌一般在17～20%左右、含铅5%左右、含铜0.6%左右、含铟250～350g/t、银80～120g/t，具有很好的资源价值和经济价值。目前处理锌浸出渣主要有两个目的：①使锌浸出渣无害化，避免其中的硫酸根离子和重金属离子进入地表土壤和水体而造成环境污染；②回收其中的有价金属如铅、锌、金、银、铜、铟、锗等，最大限度地提高资源的综合利用水平[1]。锌浸出渣火法处理方法很多种：回转窑法、烟化炉法、Ausmelt法、Kivcet搭配处理法、富氧侧吹法、电热法、硫酸化焙烧法、氯化硫酸焙烧法、旋涡炉熔炼法等。目前几种工业化应用相对广泛的工艺有回转窑法、烟化炉法、Ausmelt法等三种方法[2]。

2.1 行业挥发窑生产成本分析

降低挥发窑生产成本主要集中在两个方面：一是提高挥发窑作业率和作业效率；二是通过工艺优化和设计改造，降低渣的燃料单耗，近年来同行业挥发窑逐步开始使用富氧熔炼技术，使用效果也有差异。表1为同行业挥发窑生产成本分析。

从表1分析可知，目前处理浸出渣的挥发窑燃料成本控制400～700之间，其差异比较大。个别企业使用物料有差别，其成本很低只有200～300元/t,目前处理浸出渣的挥发窑主要以使用筛下焦和焦米为主，这与浸出渣特性有关，富氧技术仍然还有探索的过程。

湿法冶金锌冶炼过程中的环境保护与绿色生产研究

摘要：随着社会经济的快速发展，湿法冶金锌冶炼过程中产生的环境污染问题日益突出。这种污染不仅对生态环境造成了严重影响，还对人类健康构成了威胁。因此，如何在湿法冶金锌冶炼过程中实现环境保护和绿色生产成为一项紧迫的任务。本论文旨在探索湿法冶金锌冶炼过程中的环境保护策略和绿色生产方法，为解决其环境问题提供理论和实践支持。通过综述和分析相关研究，预计能为湿法冶金行业的可持续发展提供可行性方案。

关键词：湿法冶金；锌冶炼；环境保护；绿色生产

引言

湿法冶金是一种重要的金属冶炼技术，广泛应用于锌冶炼过程中。然而，随着社会经济的快速发展，湿法冶金锌冶炼过程中产生的环境污染问题日益突出，给生态环境和人类健康带来了严重威胁。因此，研究如何在湿法冶金锌冶炼过程中实现环境保护和绿色生产，具有重要的理论和实践意义。

1.湿法冶金锌冶炼过程概述

湿法冶金锌冶炼是一种重要的金属冶炼技术，其概述主要包括锌冶炼原理和湿法冶金锌冶炼工艺流程。锌冶炼原理是指通过将含锌原料与硫酸等混合物反应，使得锌离子溶解在溶液中，最终通过还原、析出和精炼过程获得高纯度金属锌。而湿法冶金锌冶炼工艺流程包括浸出、净化、电解和产品处理等几个关键步骤。具体而言，先通过浸出将原料中的锌溶解出来，再经过净化步骤去除杂质，接着采用电解方法从溶液中沉积出纯锌金属，最后通过产品处理得到最终的锌产品。湿法冶金锌冶炼工艺具有操作灵活、生产效率高等优势，在现代工业中得到广泛应用。 2.湿法冶金锌冶炼过程中的环境问题分析

2.1大气污染

湿法冶金锌冶炼过程中存在着大气污染问题。一方面，锌冶炼的过程会产生大量的尾气和废气，其中包含大量的二氧化硫、氮氧化物和固体颗粒物等污染物。这些污染物在排放过程中会对周围的空气质量造成不可忽视的影响。另一方面，湿法冶金锌冶炼过程中需要使用燃料，如燃煤或燃气，燃烧过程中产生的气体排放也会对大气质量产生负面影响。大气污染不仅会损害人类的健康，还可能导致酸雨的形成，并对环境生态系统造成长期的恶劣影响。因此，减少湿法冶金锌冶炼过程中的大气污染是一项重要的环境保护任务。

几种常用的渣处理方法

一、威尔兹法处理浸出渣

不仅提高了锌回收率还综合利用了铁，做到了“吃干渣净”清洁生产，在环保形势严峻的今天，此法处理渣技术优势凸显。

二、回转窑挥发法

是一种传统的浸渣处理方法，也是我国湿法炼锌渣处理的典型流程，国内经过三十余年的发展，窑渣综合利用进展明显，经破碎、磁选等工艺分选出碎焦、铁粉等产品可以出售。最后固化渣技术成熟可靠现以被株洲等炼锌厂采用，该工艺用焦炭做还原剂有价金属在回转窑内还原挥发，在烟气处理系统形成氧化物得以回收。

缺点：低浓度二氧化硫烟气难处理，吨锌次氧化锌焦耗2.2吨，生产成本高、铅银回收率低。

三、烟化炉连续吹炼法

锌浸渣（压密块）采用烟化炉吹炼连续生产氧化锌，综合回收有价金属，是一种渣处理新工艺，回收率可达以下水平：Zn91% Pb96%

Ag65% In85% Ge94% 具有能耗低综合回收好等特点，但最终仅能产出大量的固废渣，渣的磁转化与磁选工作还没有开展，综合利用还不完善。

三、奥斯麦特渣处理方法

利用奥斯麦特技术处理锌浸出渣最成功的工业范例是韩国公司温山冶炼厂，采用两台奥斯麦特炉分别进行熔炼和烟化，含水25～30%的浸出渣还原剂和熔剂进入熔炼炉，产生氧化物烟尘和熔炼渣，含低浓度的SO2烟气经余热锅炉和电收尘后，送入两段ZnO洗涤塔脱除烟气中的S02,熔炼渣送贫化炉（第二座奥斯麦特炉）烟化处理产出氧化烟尘、弃渣和少量的铜黄渣，烟气经布袋收尘后排放。锌渣中有价金属入烟尘的回收率可达Zn83% Pb93% Ag71% In70%

Ge90%该工艺投资大回收率指标稍差。

四、基夫赛特法

该法在炼铅的同时搭配处理锌浸出渣，使不同品位的铅精矿，铅银渣浸出渣，含铅烟尘等作为入炉原料冶炼。能以较低费用回收其中的有价金属，并可满足日益严格的环保要求。该方法搭配处理锌浸出渣，处理量有限仅适宜处理高酸渣、硫尾矿渣，不宜处理含铁量高的沉渣、浸出渣。

新版含锌废水处理工艺(氧化锌厂大块锌渣回收)

氧化锌矿废水处理方案

一、昆明三清环境污染治理工程有限公司简介

昆明三清环境污染治理工程有限公司成立于1998年6月, 公司位于昆明市白龙路白龙小区,有18名职工,高级环保工

程师2名、工程师6名、助理工程师6名、管理员2名、财会2名。公司拥有云南省环保局颁发的云南省环境污染治

理丙级资质证书《云环控证字076》。公司成立至今共完成大小环境污染治理项目近三十余项（业绩表见后），2000

年公司研制的无动力定比投药设备获得云南省科技进步二等奖；2002年公司研发的AQS高浓度有机废水治理工艺被

云南省环保局评为最佳实用技术；公司近年来积极参预了云南省高原湖泊的治理保护工作、全省环保在线设备的安装

调试工作等…。公司从2个人几千元钱发展为资产近千万的公司，并培养了一支高素质、高技能、高效率的环保专业

队伍，业务涉及整个环保领域，对工业废水治理有独到之处。

二、有色金属冶炼及金属加工废水治理工艺简介

有色金属冶炼及金属加工包括铜、铅、锌、铝等有色金属的冶炼及加工。其废水主要有硫酸厂废水、炉渣水淬废水及湿式洗涤器废水等。废水中所含的污染物有悬浮物、铜、砷、锌、镉、铅、镍和油脂等。有色金属冶炼废水通常采用

的处理方法有：（1）石灰中和法。对酸性含重金属废水通过投加石灰,

使废水PH值达到10～11。重金属在碱性条

件下可形成氢氧化物沉淀, 从而去除重金属。（2）硫化物沉淀法。用硫化钠处理有色金属冶炼工业废水, 使废水中

的重金属形成硫化物沉淀, 出水循环使用。（3）用吸附共沉法去除砷和硒。

根据国家节能减排之规定：有色金属冶炼及金属加工废水的最低循环利用率不得低于80﹪之规定。冶炼厂减少废水

排放量提高重复利用率的主要措施是：（1）采用沉淀法处理洗涤废水，处理后废水回用;（2）冷却水循环使用;（3）

利用余热在厂内对废水进行蒸发处理。

三、设计原则

（1）、按照循环经济指导原则，污、废水尽可能回收利用；

处理湿法炼锌净化钴镍渣的研究

目的：研究加酸方式（两种），浆化液固比，浆化时间，浸出时间，浸出温度，浸出PH,硫酸用量，加酸速度，浸出固液比，硫酸浓度对锌钴浸出率的影响

仪器与药品：浓硫酸（98%。化学纯），电动匀速搅拌器，酸度计等

工艺流程：钴镍渣→破碎→浆化→浸出→过滤→滤渣，滤液

破碎：钴镍渣粉碎后过20目分子筛（筛孔尺寸

0.083mm），取筛下物进入下一步的浆化。

浆化：在烧杯中加入一定体积的蒸馏水，称取定量的粉碎后的钴镍渣样品，在机械搅拌的条件下将样品加入烧杯中浆化。

加酸浸出：分步加酸浸出，在搅拌的同时将一定浓

度的硫酸分步加入到浆液中，并不断测定浆液的 PH值，控制浸出过程的PH和浸出终点的PH.

一次性加液浸出，将相同总量的硫酸一次性加入到钴镍渣浆液中，对浸出过程的PH不加以控制。

过滤：反应结束后过滤浆液，分析滤液中锌离子的浓度，滤渣在90℃下干燥后称重，并分析钴镍元素的含量，计算浸出率。实验步骤：

1.两种加酸方式对锌钴浸出率的影响

常温下，保持浆化固液比，机械浆化时间，浸出温度等其他条件相同。（如常温下，浆化固液比为3，浆化时间为30分钟，浸出时间为6小时，硫酸浓度为400g/L，用量为80%，浸出液固比5）

分步加酸浸出实验，采取常温下向钴镍渣浆液中分步加入400g/L的硫酸进行浸出实验，并不断测定浆液的PH，当PH小于数值3.5时，停止加酸;待十分钟左右，如果浆体的PH值升高，大于4.0，继续加酸：直到浸出液长时间稳定在4.0左右，即为浸出终点。

一次性加酸浸出实验，是将等浓度等体积的400g/L的硫酸一次性加入到钴镍渣浆液中，对浸出过程的 PH不加以控制。比较两次实验的锌钴浸出率。