[发明专利]一种高硫渣中回收元素硫的方法

说明书

本发明属于含硫固废资源化利用技术领域，具体涉及从高硫渣中回收元素硫的方法，包括以下步骤：步骤1：将高硫渣用水浆化，得到30％～45％的矿浆，将该矿浆置于密闭反应器内升温至大于或等于130℃的温度，并在500～1000r/min的搅拌速度下保温处理；步骤2：将步骤1处理后的矿浆在5min内快冷至90～120℃，随后过筛，得到富硫块和尾矿。本发明提供了一种全新的水浆化—热处理—液‑液界面急冷分相处理思路，并进一步发现，在该创新思路下，通过对处理阶段的浆化固含量、处理温度、搅拌转速以及急冷条件和急冷温度的联合控制，能够意外地实现协同作用：能有效实现高硫渣中单质硫和杂质的高选择性分离，提高单质硫的直收率。

技术领域

本发明属于有色金属冶炼废渣综合回收利用领域，具体涉及一种从高硫渣中回收元素硫的方法。

背景技术

硫化锌精矿直接浸出工艺(氧压/常压浸出)实现了锌精矿的全湿法处理，取消了传统焙烧工序，硫元素主要以硫磺的形式进入酸浸渣，避免了SO₂烟气污染。我国硫化锌精矿直接浸出工艺每年约产生60万t酸浸渣，渣中硫元素主要以单质硫、硫化物、硫酸盐或硫酸复盐等形式存在，含量在40％～80％(其中单质硫含量在30％～50％，因此行业内也称锌氧压酸浸渣为高硫渣)，此外，渣中还含有铅、锌、银、铁、镓、锗、铟等有价金属。从高硫渣中有效回收单质硫不仅能体现直接浸出工艺的优势，也有利于渣中有价金属的后续综合回收。

目前国内外关于高硫渣的处理方式主要有以下几种：一是得到工程化应用的“浮选-热滤法”，高硫渣通过浮选得到硫精矿，再利用单质硫在130～150℃温度范围内流动性好的特性，将硫精矿加热熔融，用过滤方式实现硫与其它矿相的分离，达到回收元素硫的目的。尽管该种方法生产成本较低，但是硫磺直收率不高，而且浮选过程常采用多段粗选、扫选、精选相结合的方式，流程繁琐，选矿指标波动较大；热滤过程需要保温，所需设备较复杂，一般不直接处理高硫渣(只能处理含S°大于70％的原料，而且原料含硫越高，热滤率越大，得到的硫磺质量也越好)。二是将高硫渣用作制酸的原料，搭配黄铁矿生产硫酸，该方法受运输和价格等因素的制约。三是通过真空蒸馏法使硫挥发后冷凝回收得到硫磺产品，原料中含硫较高时才能体现经济性(例如，黄鑫等人采用真空蒸馏法回收元素硫的物料为含硫82.67％的硫磺干渣，Li等人采用真空蒸馏法回收元素硫的物料是含硫74.75％的锌精矿氧压酸浸渣)，该法在回收硫的同时，汞、硒等会挥发进入硫产品，影响硫磺品质，而且蒸馏效果受蒸馏温度影响很大，同时该种方法设备复杂，尚未实现工业化应用。四是利用有机/无机溶硫试剂溶解元素硫，再通过重结晶、热分解等工序制取硫磺产品，但该种方法的溶硫试剂普遍存在易燃、易挥发、有毒性等缺点，且不适用于大规模生产。

锌精矿氧压酸浸渣既是危废，也是含硫二次资源，其安全处置兼具资源综合利用和环境保护的意义。本发明的目的是开发一种从高硫渣中回收/富集单质硫，同时富集渣中铅、铁、银等有价金属的技术方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种从高硫渣中回收元素硫的方法，旨在大大降低尾渣中硫单质的含量，实现硫磺的高效回收和废物减量化，并进一步富集渣中铅、铁、银等有价金属以便后续回收。

高硫渣中除含有大量单质硫外还含其他杂质(如金属氧化物、硫化物、硫酸盐、脉石等)，渣中硫含量通常难于达到直接蒸馏、热处理等处理要求，而且单质硫和杂质相互紧密嵌布的结构因素以及某些物相杂质如金属硫化物对单质硫的亲和因素均会加大单质硫和其他成分的分离难度。针对该技术难题，现有的一些解决手段虽能达到良好的效果，但存在单次分离效率低，分离选择性不高的问题，为此，本发明提供以下技术方案：

一种从高硫渣中回收元素硫的方法，包括以下步骤：

步骤1：将高硫渣用水浆化，得到30％～45％的矿浆，将该矿浆置于密闭反应器内升温至大于或等于130℃的温度(T1)，并在500～1000r/min的搅拌速度下保温处理；

步骤2：将步骤1处理后的矿浆在5min内快冷至90～120℃(T2)，随后过筛，得到富硫块和尾矿。