【摘要】：中國鋅冶煉行業(yè)的特點之一是火法煉鋅仍占有較大比重,火法煉鋅的年產(chǎn)量占到全國鋅年產(chǎn)量的三分之一,其中豎罐蒸餾煉鋅所產(chǎn)精鋅占火法煉鋅年產(chǎn)量的20%以上。鋅冶煉過程中有價金屬的綜合回收方法與鋅冶煉的主工藝流程密切相關(guān)。硫化鋅精礦的濕法冶金流程主要采用氧化焙燒-浸出-凈化-電解工藝,相應形成了從焙燒煙塵、浸出渣、凈化渣中綜合回收有價金屬的工藝。濕法煉鋅工藝中的多金屬綜合回收無論從實際生產(chǎn)情況還是研究狀況來看,大體相對成熟。相對而言,火法煉鋅工藝中多金屬回收的研究稍顯薄弱。豎罐煉鋅采用硫化鋅精礦氧化焙燒-制團-焦結(jié)-豎罐蒸餾-精餾-鑄錠的工藝流程,在豎罐煉鋅的同時產(chǎn)出大量蒸餾殘渣,其產(chǎn)出量基本與鋅產(chǎn)量相當。豎罐煉鋅蒸餾殘渣含炭約45%,并含有鋅、鉛、鎘、銅和銀等多種有價元素,特別是鋅精礦中的銀,幾乎全部富集在豎罐蒸餾殘渣中。殘渣如不進行進一步的回收處理,不但造成能源的大量浪費,也造成有價金屬資源巨大損失。更重要的是,廢棄的殘渣含有大量的重金屬,必然對環(huán)境造成惡劣影響。蒸餾殘渣處理技術(shù)的研究,作為豎罐煉鋅整體工藝不可分割的一部分,對完善整體火法豎罐煉鋅工藝有著重要意義。為實現(xiàn)蒸餾殘渣中含量較高的殘?zhí)考捌渌袃r金屬的綜合回收,本文對豎罐煉鋅蒸餾殘渣分別開展了物理分選和旋渦爐煙化處理兩種工藝的研究。物理分選的主要思路是利用炭與重金屬礦物在密度和可浮性性質(zhì)方面的差異,先分離炭,再分離重金屬礦物。但研究表明搖床分選和超重力離心分選均無法實現(xiàn)蒸餾殘渣中炭的分離和富集。并且,由于蒸餾殘渣中存在大量的炭,對選礦藥劑具有較強的吸附性,致使浮選法也很難實現(xiàn)蒸餾殘渣中殘?zhí)亢椭亟饘俚V物的分離富集。旋渦爐煙化處理豎罐煉鋅蒸餾殘渣的研究表明,選用旋渦爐工藝可直接有效利用蒸餾殘渣中殘?zhí)康臒崮?處理1噸蒸餾殘渣可生產(chǎn)0.8MPa蒸汽1.99噸；同時旋渦爐具有熱強度高、處理能力大的優(yōu)點。在旋渦爐煙塵和煙化渣后續(xù)處理工藝的選擇上,針對豎罐煉鋅的實際生產(chǎn)情況,對各有價金屬成分分別選擇適當?shù)奶幚砉に嚵鞒?盡可能使蒸餾殘渣中有價金屬回收同現(xiàn)有生產(chǎn)的主工藝流程合理銜接,以期降低工業(yè)規(guī)模處理時的設備投資、基建投資等,為最終實現(xiàn)蒸餾殘渣中各有價元素的高效、低成本、綜合回收奠定基礎。旋渦爐工藝處理蒸餾殘渣,易揮發(fā)的組分如鋅、鎘、鉛和部分銀進入煙塵中富集。煙塵采用濕法浸出的方式回收鋅,并制備七水硫酸鋅或一水硫酸鋅產(chǎn)品為最終產(chǎn)品,蒸餾殘渣中鋅的全流程回收率為89.00%；在回收鋅的同時,鎘作為雜質(zhì)被凈化脫除,含鋅溶液中鎘被置換、熔煉得到粗鎘,粗鎘精餾得到精鎘產(chǎn)品,蒸餾殘渣中鎘的全流程回收率為92.11%。旋渦爐煙塵中的鉛、銀在浸出回收鋅、鎘時繼續(xù)富集于浸出渣中,浸出渣作為煉鉛原料提供給鉛鋅密閉鼓風爐綜合回收鉛、銀。鋅精礦中的銀幾乎全部富集于豎罐煉鋅蒸餾殘渣中,在旋渦爐熔煉處理時部分揮發(fā)進入煙塵,對于留在煙化渣部分的銀開展浮選回收的研究。通過煙化渣開路和閉路浮選試驗表明,采用一粗四精三掃工藝,銀精礦產(chǎn)率2.40%,含銀6100g/t,銀回收率86.10%,同時還良好地回收了金,銀精礦中含金達到4.8g/t。在漩渦爐煙化處理時蒸餾殘渣中所含的銅以銅锍形式產(chǎn)出,銅的回收率為97.39%,銅锍定期放出后送銅冶金工藝中進行回收。豎罐煉鋅工藝中難處理的蒸餾殘渣通過旋渦爐煙化處理,即有效利用了蒸餾殘渣中殘?zhí)康臒崃?又綜合回收了鋅、鎘、鉛、銀和銅等有價金屬,實現(xiàn)了豎罐殘渣的全流程無害化回收,為實現(xiàn)豎罐煉鋅工藝的清潔生產(chǎn)提供了有效的方法,不但增加了企業(yè)的產(chǎn)品品種,而且增加了企業(yè)效益。以旋渦爐燃燒年處理150000t蒸餾殘渣計,年可創(chuàng)造效益(或增值)8703.96萬元。
【學位授予單位】：東北大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：X758
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本文編號：2661059