[发明专利]一种富锌石膏渣与铁矾渣协同处置的方法

说明书

本发明公开了一种富锌石膏渣与铁矾渣协同处置的方法，该方法为：将富锌石膏渣、铁矾渣和还原剂混匀压球，所得球料置于还原炉内，先进行干燥预脱水，再进行还原硫化焙烧，得到含硫化锌、硫化钙及金属铁的焙烧物料；将焙烧物料与水混合后，置于三相流化床中采用硫化氢酸化，得到硫氢化钙溶液和酸化渣；硫氢化钙溶液经碳酸化处理得到碳酸钙产品及硫化氢气体；酸化渣经磁选得到铁精矿，磁选尾矿为硫化锌富集渣。该方法能够综合回收石膏渣中的钙、锌、硫和铁资源，整个过程无二次废渣、废气和废水生成，环境友好，能够实现铁矾渣和石膏渣的全量化利用，具有良好推广和应用的前景。

技术领域

本发明涉及一种富锌石膏渣与铁矾渣协同处置的方法，特别涉及一种采还原硫化焙烧、硫化氢酸化及磁选分离相结合实现富锌石膏渣和铁矾渣中锌、硫、铁资源综合回收的方法，属于有色金属选矿和冶金技术领域。

背景技术

我国是锌生产和消费大国，2015年我国锌金属产量为621.7万t，占世界总产量的40％以上，目前我国85％的锌是采用“沸腾焙烧-两段浸出-净化除杂-电积”工艺。在沸腾焙烧阶段，大量的含锌粉尘随同SO₂烟气进入烟道，为满足制酸要求，SO₂烟气需经洗涤净化去除其中的锌、砷、粉尘等有害成分，因而会产出大量含锌的酸性废水(污酸)；在电积工段，电积槽、净液槽运行、反冲洗过程和电解车间地面冲洗过程中产生大量的富锌的污酸和酸性废水；由于石灰中和法工艺简单并且成本低，因此通常采用石灰中和法处理该类污酸；石灰中和法是采用石灰或白云石作为中和剂，中和废酸的同时使得废酸中的锌、砷等有害物质沉淀进入石膏渣中。该石膏渣重金属含量高属于典型的危险固体废弃物，目前该类石膏渣的处置方法主要包括返回冶炼做助熔剂和高温分解制酸联产水泥等；返回冶炼做助熔剂法处理量有限，高温分解法能耗高，分解的SO₂烟气浓度低，需要离子液吸收浓缩后才能满足制酸的要求。

与此同时，随着我低铁锌矿物资源的日益消耗，锌冶炼过程中高铁锌精矿原料的比例正逐步增大，该类锌精矿在锌冶炼沸腾焙烧阶段会生成大量的铁酸锌，由于铁酸结构稳定，在常规酸性浸出阶段难以溶出，因而为了提高锌的浸出率，目前通产采用高温高酸浸出-黄钾铁矾法净化除铁；据统计目前我国铁矾渣堆存量超过3000万吨，并以每年超过100万吨的速度增长，数量极其庞大。铁矾渣中含有锌、铅、镉等大量的重金属，这些有害成分在堆存过程中会复溶进入水体和土壤，环境风险大。

我国锌冶炼厂每年产出大量的富锌石膏渣和铁矾渣，但目前尚未有经济绿色可行的资源化利用的处置方法，富锌石膏渣中含有大量的锌，而铁矾渣中硫含量较高，且富锌石膏渣和铁矾渣均产自锌冶炼系统，因此开发出一种富锌石膏渣与铁矾渣协同处置的方法，是实现我国锌冶炼工业绿色、清洁可持续发展的重要保障。

发明内容

针对现有技术对富锌石膏渣和铁矾渣等废渣处理过程存在的不足，本发明的目的是在于提供一种将富锌石膏渣和铁矾渣协同处理实现其中的锌、铁和硫等资源得到高效回收利用的方法，该方法真正实现了废渣的资源化利用，且处理效果好、经济可行、清洁环保，有利于工业化生产应用。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种富锌石膏渣与铁矾渣协同处置的方法，该方法包括以下步骤：

1)将富锌石膏渣、铁矾渣和还原剂混匀压球，所得球料置于还原炉内，先进行干燥预脱水，再进行还原硫化焙烧，得到含硫化锌、硫化钙及金属铁的焙烧物料；

2)将焙烧物料与水混合后，置于三相流化床中采用硫化氢酸化，得到硫氢化钙溶液和酸化渣；

3)所述硫氢化钙溶液经碳酸化处理得到碳酸钙产品及硫化氢气体；

4)所述酸化渣经磁选得到铁精矿，磁选尾矿为硫化锌富集渣。

优选的方案，所述富锌石膏渣的锌质量百分比含量为5％～15％。