[发明专利]一种锌冶炼中性浸出渣还原浸出镉的方法

说明书

技术领域

本发明属于锌冶炼中性浸出渣的处理技术领域，具体而言，主要涉及一种在稀酸介质中，加入还原剂还原浸出锌冶炼中性浸出渣中镉的方法。

背景技术

我国是锌冶炼大国，锌产量一直位居世界前列，2014年6月全国精炼锌产量将近500,000吨，超过80％的锌产量是采用湿法工艺生产的，目前湿法炼锌工艺主要采用传统的焙烧-浸出-净化-电积工艺。镉主要伴生于锌精矿中，含量一般在0.05％～0.7％之间，因此，锌冶炼行业已成为主要的镉污染源。毕向阳等采用物料平衡的方法分别研究了贵州赫章以锌硫化矿和氧化矿为原料土法炼锌镉的平均排放因子，分别为1460g和1240g/(吨锌)，远高于发达国家中火法炼锌中50g/(吨锌)的镉平均排放因子。

目前现有的湿法炼锌工艺都还存在镉污染控制问题。由于锌硫化矿中还含有部分铁元素，在锌精矿焙烧过程中，一部分锌不可避免的形成铁酸锌物质，而同时由于镉和锌的性质类似，在高温下，铁酸锌中的锌部分被镉取代，形成镉的铁酸盐物质。铁酸盐在中性浸出过程中难以分解，直接导致浸出过程中锌和镉的浸出率下降，并使镉分散于浸出渣中，从而降低镉的回收率，导致镉的分散污染。如常用的两段浸出-挥发窑处理工艺，镉的浸出率较低，超过20％的镉进入浸出渣，而随后的挥发窑处理，处理流程长，过程中镉去向难以控制，导致镉扩散加剧。因此，急需一种镉污染源头控制的方法。

在湿法炼锌中，为了提高锌的浸出率，常采用高温高酸浸出法，可分解物料中的铁酸盐物质，提高金属的浸出率(夏志华等.锌焙砂中浸渣高温高酸浸出动力学研究[J].矿冶工程,2005,25(2),53～57.)。然而，高温高酸法对设备的要求高，腐蚀大。为克服高温高酸法的缺点，在保证金属浸出率的前提下，降低浸出的酸度和温度，张凡等进行了中浸渣的机械活化浸出工艺研究，表明在行星磨活化处理中浸渣40min，活化渣在低酸浸出条件下：L/S＝8:1，始酸浓度60g/LH₂SO₄，浸出1h，锗和锌的浸出率分别达65.68％和65.11％，比原渣分别提高了24.75％和19.80％；活化渣在低温低酸和高温高酸两段浸出时，锗和锌的浸出率分别达81.57％和92.26％，比原渣两段浸出时提高了19.98％和32.76％，但对渣中镉未做报道(张凡等.中浸渣的机械活化浸出工艺研究[J].云南冶金,2002,31(4),33～37.)。也有研究人员采用碱性浸出的方法浸出含铁酸锌废渣，将转化剂(硫磺或硫化钠或硫化钙或硫化钡)和原料同时加入搅拌磨反应器，使铁酸锌转化为硫化锌，在加入2～8mol/L的碱溶液和碳酸铅进行浸出(张承龙等.一种碱性浸出含铁酸锌废渣或贫杂锌矿的方法.专利申请号:201110379512.X)。还有研究人员，采用二氧化硫(SO₂)高温高压还原浸出含铁酸盐物料。另外，也有采用火法处理锌浸出渣，将锌浸出渣与粉煤、焦粉或碎煤等混合均匀后一起送入挥发窑或烟化炉，在高温(>1000℃)条件下锌浸出渣中有价金属被还原后产生的铅锌蒸汽富集于烟气中，金银铜则进入窑渣中(徐旭东等.一种锌浸出渣处理方法.申请号:201310309803.0)。近来火法处理也有采用底吹炉富氧熔炼或富氧侧吹炉处理锌浸出渣，然而却具有能耗高，原料消耗大，环境污染严重的缺点(李冬元等.底吹炉富氧熔炼处理锌浸出渣的方法.申请号:201310309836.5)。

当前，锌浸出渣中铁酸盐物质的存在，是制约锌、镉等金属回收率提高的关键因素，因此迫切需要寻找一种有价金属回收率高，环境友好型的含铁酸盐锌浸出渣处理的新途径。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种锌冶炼中性浸出渣还原浸出镉的方法，该方法工艺简单，节省能源和成本，浸出效率高，不仅减少了处理锌冶炼中性浸出渣造成的镉污染，而且还能在低酸条件下分解铁酸锌，提高有价金属浸出率。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：

一种锌冶炼中性浸出渣还原浸出镉的方法，将锌冶炼中性浸出渣以稀酸作为浸出剂，加入还原剂，进行热酸还原浸出。

所述的锌冶炼中性浸出渣为湿法炼锌中性浸出工序所得浸出渣，其中Cd和Zn主要以铁酸盐的形式存在。

所述的锌冶炼中性浸出渣含锌20～40wt％，含铁10～25wt％，含镉0.1～0.5wt％。

所述的稀酸包括：稀盐酸、稀硫酸或锌废电解液，优选为稀硫酸。浸出体系中稀硫酸初始浓度80-100g/L。