[发明专利]锌直浸渣常压蒸馏提取硫磺方法

说明书

技术领域

本发明属于湿法炼锌冶炼行业，尤其涉及一种适合于高效经济安全回收锌精矿高压氧直浸热滤渣及常压氧直浸硫磺渣中硫磺使用的锌直浸渣常压蒸馏提取硫磺方法。

背景技术

当前锌80％以上采用火-湿联合冶炼工艺，即焙烧-浸出-净化-电积工艺生产。该工艺具有工艺控制简单、操作方便、金属回收率高、设备要求不高等优点，但也存在焙烧烟气SO₂污染问题，烟气需要制酸，而这对于硫酸消费不发达的地区，又导致硫酸难销、生产不经济等难题。而且，在焙烧过程中难免形成铁酸锌，焙砂浸出时锌浸出率仅70％～80％，剩余20％～80％残留在浸出渣中，加上同时浸出渣量大(0.9吨渣/吨锌)，工厂不得不大量堆存或采用挥发窑等工艺回收锌。此外，与锌伴生的银铟锗有价金属不能高效综合利用，既造成环境污染隐患，又造成资源严重浪费。

在湿法炼锌行业中，国内外比较先进的方法是富氧直浸工艺。富氧直浸工艺又分为高压氧直浸工艺和常压氧直浸工艺二种。高压氧直浸工艺对锌精矿原料要求高，处理原料单一，无法处理高氟氯硫铁锌精矿。随着有色锌矿原料日亦贫乏，杂质含量多，原料复杂的特点，对锌精矿原料要求不高、能处理高氟氯硫铁锌精矿的锌常压氧直浸工艺，有着无法比拟的优点。锌常压氧直浸工艺投资省、见效快、经济效益明显，能处理含氟氯高、硫铁矿高的锌精矿，可以取消焙烧、烟气制酸和浸出渣挥发窑处理等火法冶炼工序，极大地降低SO₂排放，减少大气污染。常压氧直浸渣含有价金属锌8％～10％，铅2％～4％，银300克/吨～400克/吨，部分铟，硫60％～70％，其中硫磺含量达90％，又称硫磺渣。由于因硫磺渣硫磺含量太高，直接加入冶炼炉易造成整个冶炼炉系统生产恶化，甚至收尘系统发生爆燃事故。因此无法直接进基夫萨特炉冶炼，须除去硫磺后才能与铅精矿大量混合进入基夫赛特炉冶炼。目前没有比较成熟的工艺处理直浸渣，造成直浸渣大量堆积。

锌高压氧直浸硫磺渣较成熟的回收工艺是热滤法，如专利20141043711.4(公开号CN104195345A)。热滤法能耗较低，生产成本低，但不适宜提取锌常压氧直浸渣中的硫磺。常压氧直浸渣铅锌银铟等有价金属含量高，硫磺渣量大，用热滤法回收硫磺会导致大部分有价金属进入硫磺，从而降低有价金属回收率。热滤法利用硫磺在125℃～158℃时具有较好的流动性特点，能耗高，设备复杂，需要保温过滤，残渣硫磺含量高达45％～50％，残渣还需返回焙烧炉处理去硫。国内有锌常压氧直浸渣真空蒸馏法提取硫磺研发报道，如专利20121012570.8(公开号CN102633233A)。真空蒸馏法对设备密封性要求高，蒸馏罐内温度200℃～400℃，罐内压力0.0006MPa～0.01MPa，残渣含硫磺低至2％及以下，有价金属高度富集在残渣中，能随残渣一起直接进入基夫塞特炉，使得残渣有价金属得到有效回收。真空蒸馏法只能一罐一罐地操作、间断式运行，不能满足当今大产能连续高效锌冶炼生产的需要。真空蒸馏法蒸馏罐真空度难于维持，日常维修焊接及硫磺渣夹杂的酸性物质快速腐蚀，均会导致管道设备穿孔而渗入外界空气氧分子，存在硫磺自然爆炸伤人等不安全隐患。

除热滤法和真空蒸馏法之外，锌直浸渣硫磺提取惯常方法还有高压倾析法、浮选法、硫化铵提硫法、二甲苯提硫法、CS₂提硫法、生物法等，这些方法均存在一定的缺点。高压倾析法在回收过程中因未反应的金属硫化物熔融在硫磺中，因此硫磺品位也不高。浮选法分离不彻底，硫磺品位不高。硫化铵提硫法使用的原料味臭，操作环境恶劣。二甲苯提硫法、CS₂提硫法的缺点是这些有机溶剂易燃易爆或有毒，设备安全性要求高。生物法是利用硫酸盐还原菌将硫酸盐还原成H₂S气体，再通过克劳斯柳回收装置转化成硫磺，技术复杂，不可能得到广泛推广。

总之，目前还没有成熟并满足大产能连续炼锌需要的锌常压氧直浸渣硫磺提取方法。

硫磺渣硫磺提取影响锌冶炼企业物料平衡、企业整体经济效益和厂内生产环境。研发锌直浸渣常压蒸馏提取硫磺方法，具有良好的市场应用前景，可以提高我国湿法炼锌技术水平，促进我国锌冶炼行业节能减排技术改造工作开展。

发明内容