鋅濕法冶煉渣的污染物分析及綜合利用技術(shù)

朱軍,李維亮,劉曼博,康敏,趙成,崔旭東

（1. 西安建筑科技大學(xué)冶金工程學(xué)院, 陜西 西安 710055；2. 陜西鋅業(yè)有限公司,陜西 商洛 726000）

世界上90% 的鋅由濕法工藝生產(chǎn)。濕法煉鋅工藝包括: 常規(guī)浸出、熱酸浸出、氧壓浸出等方法，在生產(chǎn)過(guò)程均會(huì)不同程度產(chǎn)生各種渣，且大都屬于危險(xiǎn)固廢， 含有Zn、Fe、Cd、Cu、Pb、Ag、Au等有價(jià)金屬，它們雖然大部分可以返回主流程來(lái)提取有價(jià)金屬，但仍存在部分冶煉渣無(wú)法經(jīng)濟(jì)利用、污染環(huán)境等行業(yè)面臨的共性問(wèn)題和技術(shù)難題。

1 冶煉渣的來(lái)源與組成

濕法煉鋅均包括: 浸出、凈化、電積和熔鑄等工序。傳統(tǒng)的焙燒過(guò)程使硫化鋅礦中的部分砷、銻、鎘和大部分汞進(jìn)入SO2煙氣中; 鋅焙砂的不同浸出工藝使浸出渣中的鐵、鉛、銀、鍺、銦、鎵等富集物的物相和含量也不同; 浸出后所得的硫酸鋅溶液中含有銅、鎘、鎳、鈷等雜質(zhì)，凈化生成相應(yīng)的凈化渣; 在煙氣制酸和電積過(guò)程不可避免的產(chǎn)生含有重金屬的煙塵和廢水。

1.1 常規(guī)浸出冶煉渣

常規(guī)浸出過(guò)程為中性浸出和酸性浸出兩段。中性浸出液的凈化采用置換或化學(xué)沉淀，一般加入鋅粉去除銅鎘，然后將溶液升溫加鋅粉和活化劑銻鹽或砷鹽去除鈷鎳，最后加鋅粉去除復(fù)溶鎘，分別得到銅鎘渣和鎳鈷渣，也可采用黃藥除鈷生成黃酸鈷渣。添加銅渣或石灰乳去除氟、氯，分別得到氯化亞銅和氟化鈣沉淀。通過(guò)控制酸性浸出液的pH 值，F(xiàn)e2+被氧化成Fe3+后水解去除，酸性浸出渣含鋅約20%，F(xiàn)e 約25%，鉛約5%，煙塵中含有少量的氧化鋅塵和SO2。常規(guī)浸出冶煉渣為有害渣，含有價(jià)金屬多，回收利用技術(shù)相對(duì)成熟。

1.2 熱酸浸出冶煉渣

熱酸浸出與常規(guī)浸出不同的是中性浸出渣采用二段高溫高酸浸出，使渣中難溶于稀硫酸的鐵酸鋅溶解進(jìn)入酸性浸出液。富集于熱酸浸出渣中的鉛、銀等稱為鉛銀渣，其中鋅主要以ZnS 和ZnFe2O4形式存在，鐵主要以Fe2O3和FeO 形式存在，鉛主要以PbS 和PbSO4形式存在，銀主要以Ag2S 和AgCl形式存在。熱酸浸出液除鐵后返回中性浸出流程，除鐵工藝主要有:黃鉀鐵礬法、針鐵礦法、赤鐵礦法，使浸出液中的Fe 以黃鉀鐵礬、針鐵礦、赤鐵礦的形式與溶液分離。

1.3 高壓氧浸浸出渣

氧壓浸出是在高壓釜內(nèi)直接高溫氧壓浸出硫化鋅精礦，可避免副產(chǎn)硫酸，浸出液的處理過(guò)程與常規(guī)流程一致。此工藝反應(yīng)速度快，提高了原料中鎵、鍺、銦等稀散金屬的回收率和銅、鎘的浸出率和回收率，利于鉛、銀等貴金屬的富集。氧壓浸出廢渣含20% ～ 25% 的水份和12% ～ 15% 的元素硫，根據(jù)精礦原料的不同及后續(xù)渣處理工藝的差異，氧壓浸出渣分為高銀渣和低銀渣，高銀渣又分成高鐵渣和低鐵渣。我國(guó)現(xiàn)有鐵閃鋅礦精礦中一般富含銀100 ～ 300 g/t，產(chǎn)出的渣屬于高鐵渣( 含鐵35% ～ 40%)，可作為鋼鐵生產(chǎn)的原料。

1.4 常壓富氧浸出渣

常壓富氧浸出法是在氧壓浸出法的基礎(chǔ)上發(fā)展來(lái)的，在高溫和常壓下用廢電解液連續(xù)浸出硫化鋅精礦，通過(guò)氧氣的氧化作用使硫化鋅、鐵酸鋅等氧化浸出。浸出渣中含有大量硫和少量鉛礬、半水硫酸鈣，送浮選系統(tǒng)產(chǎn)出含硫約80% 的硫精礦，浮選尾礦( 鉛銀渣) 可進(jìn)一步回收鉛、銀，浸出液送針鐵礦沉鐵工序，沉鐵渣易于處理。常壓浸出操作簡(jiǎn)單且設(shè)備維護(hù)費(fèi)用低，硫以元素硫形式產(chǎn)出，便于儲(chǔ)存及運(yùn)輸，但試劑成本高、反應(yīng)耗時(shí)且能量損失大，產(chǎn)生的廢渣多，不適合實(shí)際生產(chǎn)。

2 常規(guī)浸出渣的處理

常規(guī)浸出渣的處理方法主要有兩種: 回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)法、熱酸浸出法。這兩種工藝程序冗長(zhǎng)、工作量大且能耗高、重金屬回收利用率低，存在很多缺陷。浸出渣中含有重金屬較多，目前大多企業(yè)的浸出渣處理設(shè)備只能對(duì)特定幾種重金屬粗提取，且工藝不易控制，鉛、鋅的回收率低。

2.1 回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)法處理浸出渣

回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)法處理常規(guī)浸出渣是通過(guò)碳熱還原回收氧化鋅粉。鉛、銦、鎘、鍺、鎵等有價(jià)金屬的氧化物被還原為單質(zhì)，從熔融渣中揮發(fā)出來(lái)與窯尾鼓入的空氣反應(yīng)生成金屬氧化物，在煙氣中回收。鋅的揮發(fā)率在90% 以上，浸出渣中Fe、SiO2及雜質(zhì)幾乎都進(jìn)入窯渣，窯渣中含Zn 1.5%、Fe20% ～ 25%、Pb 2.0%、In 0.02%、S 2.0%、Ag 150 g/t，部分稀散金屬富集于氧化鋅中，可進(jìn)一步利用。

但該法流程長(zhǎng)，設(shè)備的建造和維修費(fèi)用高，工作環(huán)境差; 金、銀、銅等不易揮發(fā)的有價(jià)金屬無(wú)法得到回收，進(jìn)入窯渣棄置; 氧化鋅粉進(jìn)入浸出流程前需經(jīng)多膛爐脫氟、氯; 產(chǎn)生的煙塵量大，SO2濃度低，須脫硫處理。廣西南方有色采用的富氧揮發(fā)鋅浸出渣技術(shù)，可有效降低燃料消耗并保持高的鋅回收率。

2.2 熱酸浸出法處理氧化鋅焙燒煙塵

焙燒煙塵為高溫氧化焙燒電塵及二次焙燒的旋渦塵、 電塵的混合， 含Zn 35%、Pd 15%、Fe 10%、Cd 5%，葫蘆島鋅廠將硫酸化焙燒- 中性浸出煙塵處理工藝進(jìn)行改造，處理焙燒過(guò)程中富集鋅、鎘、鉛等的次級(jí)氧化鋅煙塵。生產(chǎn)中采用復(fù)浸出流程，第一段中性浸出是將氧化鋅浸出; 第二段為熱酸浸出，鎘的浸出率比鋅的浸出率低，鉛以硫化鉛和硫酸鉛的形態(tài)存在于渣中。為使鋅、鎘浸出時(shí)能保持較高的浸出率，需加入適量的鐵渣來(lái)調(diào)整。綜合回收的最終產(chǎn)品為七水硫酸鋅、精鎘、和鉛泥（富集鉛40% 以上的硫酸鉛），送鉛系統(tǒng)中以提取鉛、銀，此工藝可從氧化焙燒的煙塵中回收了鋅、鎘、鉛、銀。

2.3 煙塵中銦的回收

回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)法處理中性浸出渣時(shí)，約65% 的銦進(jìn)入氧化鋅煙塵，將煙塵置于多膛爐中脫除氟氯，再進(jìn)行中浸、低浸和銦水解，生成的銦綿可制取精銦。但此法存在流程長(zhǎng)，工藝較難以控制，銦回收率和品位較低等缺點(diǎn)。為此，羅虹霖等[1]對(duì)煙塵中各元素的揮發(fā)特性進(jìn)行熱力學(xué)平衡計(jì)算，通過(guò)試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證銦鎘鉛選擇性揮發(fā)效果，獲得高銦物料和脫除氟氯的高鋅焙砂的工藝路線。常軍[2]利用微波對(duì)礦物的解離作用，在浸出前破壞含銦礦物的表面結(jié)構(gòu)形態(tài)，加強(qiáng)了銦的溶出，從而使銦的浸出率提升。

3 熱酸浸出除鐵渣的處理

熱酸浸出目前大量投入生產(chǎn)的只有黃鉀鐵礬法，浸出后產(chǎn)生的黃鉀鐵礬渣含鐵25%、鋅7%、鉛約5%、硫約12% 以及少量的銀、鎵、銦、鎘等，渣量大且屬于危險(xiǎn)固廢，處置方法已經(jīng)成為企業(yè)的難題。

3.1 火法處理技術(shù)

3.1.1 回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)法

類似于常規(guī)浸出渣處理，在1200℃左右將鐵礬渣與焦粉在回轉(zhuǎn)窯中還原揮發(fā)，回收其中的鉛、鋅。此法產(chǎn)生的窯渣中鉛鋅含量低，但能耗高。馬紅周等[3]利用真空碳還原法對(duì)鐵礬渣進(jìn)行還原蒸餾，在1000℃下保溫90 min，加入一定量的煤粉和脫硫劑，鉛、鋅的回收率均達(dá)到99.4%。還原后渣經(jīng)濕式磁選，得到含鐵62.43% 的鐵精礦，鐵礬渣中鐵的直收率達(dá)到78.2%。

3.1.2 焙燒- 浸出法

薛佩毅等[4]經(jīng)過(guò)試驗(yàn)探究出中低溫焙燒-NH4Cl 浸出- 堿浸黃鉀鐵礬渣的新工藝。將鐵礬渣在650℃下焙燒后分解為Fe2O3、ZnSO4和PbSO4，再用NH4Cl 浸出，Zn、Pb、Cd 的浸出率均達(dá)95% 以上，可進(jìn)一步回收。分離后用NaOH溶液浸出，將As 和Si 脫除，最終鐵以Fe2O3的形式留在渣中，渣含鐵量達(dá)54% 左右，可作為鐵精礦或配礦，鐵的總得率在90% 以上。

3.1.3 富氧側(cè)吹熔煉法

富氧側(cè)吹熔煉法通過(guò)兩臺(tái)富氧側(cè)吹爐來(lái)處理鋅浸出渣: 第一臺(tái)爐內(nèi)將浸出渣進(jìn)行干燥、熔化并造渣，生成的熱渣進(jìn)入第二臺(tái)爐內(nèi)使鋅揮發(fā)進(jìn)入煙塵，通過(guò)調(diào)節(jié)爐內(nèi)氣氛，形成含金銀的粗鉛相或冰銅相。兩臺(tái)爐采用碎煤作燃料和還原劑，處理熱酸浸出中產(chǎn)出的鐵渣時(shí)需加入石灰石和石英石作熔劑[5]。此法節(jié)能環(huán)保，有價(jià)金屬回收率高，未來(lái)可以取代傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)窯處理浸出渣工藝。

3.2 直接酸浸出法

此法是將鐵礬渣重新用熱酸浸出的方法回收其中的鋅，但成本高。劉鵬飛等[6]用硫酸和鹽酸對(duì)黃鉀鐵礬渣進(jìn)行浸出，結(jié)果表明: 在一定液固比和反應(yīng)條件下，F(xiàn)e，Zn 在硫酸浸出中的浸出率達(dá)80%;Fe，Zn，Pb 在鹽酸浸出中的浸出率分別達(dá)83%，89%，99%。最后用黃鉀鐵礬法將浸出液中的Fe 沉淀，生成的黃鉀鐵礬渣進(jìn)行無(wú)害化處理，得到富Zn 的溶液。

3.3 其他處置方式

為了防止浸出渣中重金屬離子的溶出對(duì)環(huán)境造成污染，棄渣應(yīng)先進(jìn)行無(wú)害化處理。通常用石灰、煤灰渣處理含鋅浸出渣，按一定配比將它們置于原料混合機(jī)中攪拌均勻，再通過(guò)出料裝置來(lái)成型。將成型的坯體加工后生成具有一定強(qiáng)度的固化產(chǎn)品。該方法簡(jiǎn)單易操作，處理效果好，處理后的固化產(chǎn)品達(dá)到國(guó)家的規(guī)定控制標(biāo)堆。

從鐵礬渣處理現(xiàn)狀看，常規(guī)方法和無(wú)害固化處理的投資成本都很高，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)稀散金屬的回收。今后的研究方向?yàn)榧饶軐?duì)有價(jià)金屬進(jìn)行綜合回收，又能使廢渣無(wú)害的鐵礬渣處理技術(shù)。侯新剛[7]在試驗(yàn)中利用黃鉀鐵礬渣為原料，通過(guò)浸出、加入鐵粉凈化、加入MnSO4共沉淀等步驟直接制備軟磁錳鋅鐵氧體，并且附加得到高品位硫化銅鎘渣。史玉娟[8]利用鋁廠廢棄的高堿赤泥和黃鉀鐵礬渣進(jìn)行中和反應(yīng)，將產(chǎn)物過(guò)濾分離，濾液蒸發(fā)濃縮可得到石膏和芒硝等，濾渣煅燒后可得到赤鐵礦砂。

4 浸出渣中鉛銀渣處理

濕法煉鋅過(guò)程中，無(wú)論是常規(guī)浸出和熱酸浸出均產(chǎn)出鉛銀渣，銀主要以AgCl 和Ag2S 形式存在。浸出渣在揮發(fā)窯中可除去鉛、鋅等金屬，但銀留在了窯渣中被棄置，渣中銀含量較高時(shí)可通過(guò)回收來(lái)降低成本。

4.1 火法提銀

4.1.1 硫脲法

硫脲法是用稀硫酸浸出鉛銀渣，F(xiàn)e3+置換出Ag+后與硫脲發(fā)生反應(yīng)，生成可溶的陽(yáng)離子絡(luò)合物。何靜等人[9]對(duì)硫脲法進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)物料的配比和反應(yīng)條件的研究，使分解渣中Ag 富集到1060 g/t，Ag 的浸出率在93% 以上。此法工藝簡(jiǎn)單，能從礦石或含銀很低的物料中回收銀，銀的提取率高、反應(yīng)溫度低且反應(yīng)時(shí)間短，但硫脲自身具有氧化性，Cu+與硫脲結(jié)合會(huì)形成絡(luò)合物，因而硫脲的真實(shí)消耗量比理論消耗量高。硫脲不如氰化物穩(wěn)定，且價(jià)格較高，使得此法無(wú)法達(dá)到實(shí)際工業(yè)規(guī)模。

4.1.2 空氣側(cè)吹還原造锍熔煉

空氣側(cè)吹還原造锍熔煉法[10]可同時(shí)處理鐵礬渣與鉛銀渣。在高溫下進(jìn)行造锍反應(yīng)，使Cu、Pb、S 和部分Fe 生成锍，熔锍能捕集渣中的Au、Ag 等貴金屬; 還原造锍熔煉后，Cu、Ag、Au 和大部分Pb 進(jìn)入鉛冰銅中，易揮發(fā)的Zn 和In 進(jìn)入到煙塵，得到氧化鋅煙塵。該法工藝成熟且經(jīng)濟(jì)效益明顯，有價(jià)金屬回收率高，滿足了鋅浸出渣的無(wú)害化處理及資源綜合利用。

4.2 浮選法

浮選法[11]處理鉛銀渣主要是通過(guò)泡沫浮選，經(jīng)磨碎的鉛銀渣顆粒大小符合浮選要求，在磨碎后的漿料加入浮選藥劑并攪拌，然后置于浮選槽中攪拌充氣，使氣泡與礦粒接觸，或通過(guò)載體浮選技術(shù)，可浮性好的顆粒選擇性地粘附在氣泡上被攜帶上浮，從礦漿面溢出或機(jī)械刮取，然后脫水、干燥，制成精礦產(chǎn)品。

4.3 濕法提銀

何后金[12]針對(duì)云南某濕法煉鋅廠難選的鉛銀渣，通過(guò)高溫高酸來(lái)浸出鐵，使鉛、銀以氧化物結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，然后水洗除去渣表面的硫酸和水鋅，水鋅中的Zn2+富集后返回電鋅系統(tǒng)得以回收。浸出渣通過(guò)硫化、加入組合藥劑來(lái)異步浮選。在試驗(yàn)中得到鉛品位43.49% 的鉛精礦，銀品位370.85 g/t，此法應(yīng)用前景廣，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和工業(yè)利用價(jià)值。蔡創(chuàng)開[13]用鉛銀渣進(jìn)行了三種氰化提銀試驗(yàn)，結(jié)果表示水洗- 氰化工藝可獲得49.32% 的鋅浸出率和91.43% 的銀浸出率，氰化工藝前進(jìn)行水洗處理可有效提高銀的氰化浸出率。

5 浸出液凈化渣處理

濕法煉鋅中性浸出液中含有銅、鎘、鈷、鎳、砷、銻等金屬元素，需要通過(guò)凈化來(lái)將雜質(zhì)的含量降至電積過(guò)程所允許的范圍，使電積過(guò)程能正常進(jìn)行。通過(guò)凈化使原料中的有價(jià)伴生元素得到富集，便于從凈化渣中綜合回收有價(jià)金屬。

5.1 銅鎘渣

5.1.1 鋅粉置換法

銅鎘渣中的銅、鎘多以金屬單質(zhì)的形態(tài)存在，少量鎘以硫酸鎘形式存在。利用鋅、鎘、銅等氫標(biāo)電位的不同來(lái)控制反應(yīng)程度， 用硫酸溶液使鋅、鎘大量浸出而銅較少浸出，將鋅、鎘與銅分離; 再將鋅鎘渣浸出，用鋅粉分兩段置換出鎘綿; 鎘綿自然沉降再直接壓團(tuán)，最后用火法熔煉得到含Cd 99% 以上的成品鎘錠。該工藝流程簡(jiǎn)單，不引入其他雜質(zhì)，置換后溶液能直接制取ZnSO4·7H2O。楊建廣等[14]利用電加強(qiáng)置換來(lái)提鎘，可在銅鎘渣浸出液中直接將海綿鎘置換出了，溶液中的鋅、鎘一步分離，極大的縮短了銅鎘渣的處理流程，鎘回收率高達(dá)85%。

5.1.2 氨水浸出法

氨水浸出凈化渣原理是氨水中的氨與鈷、銅和鎳離子形成可溶性氨配合物進(jìn)入溶液，而其他組分則形成不溶氧化物或羥基化合物沉淀，從而達(dá)到浸出的目的。此法工藝簡(jiǎn)單，但浸出率低，渣中的金屬銅不容易浸出。劉海洋等[15]通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在氨水浸出時(shí)加入氧化劑(NH4)2S2O8來(lái)處理銅鎘渣，浸出速率快且浸出率高，浸出過(guò)程的選擇性高，不會(huì)產(chǎn)生較大污染，浸出液分離除雜后可制備鋅、鎘、銅的相關(guān)產(chǎn)品。

5.2 鎳鈷渣

濕法煉鋅凈化鎳鈷渣含鋅約40%，銅5%，鎘3%，鈷0.3%，目前還沒有很理想的綜合回收工藝。一般用濃硫酸來(lái)浸出，使渣中各種金屬盡可能進(jìn)入到浸出液中。鉛微溶于稀酸，得到的鉛渣先分離出去; 加入氧化劑KMnO4和中和劑NaOH，使Fe2+、Mn2+生成Fe(OH)3和MnO2沉淀后分離，再往溶液加入沉鈷劑使溶液中Co2+生成鈷化合物沉淀; 然后用鋅粉將溶液中的Cd2+還原成金屬鎘; 最后利用鋅粉- 銻鹽法凈化法，將溶液中的Ni2+還原成金屬鎳從溶液中分離。該工藝[16]產(chǎn)出的硫酸鋅溶液較為純凈，可以返回生產(chǎn)工序，回收的金屬渣可在已有生產(chǎn)系統(tǒng)中進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。

馬進(jìn)等[17]通過(guò)全濕法工藝來(lái)浸出鎳鈷渣，在一定條件下用硫酸分兩段浸出，再加入活化劑來(lái)分離鋅鈷，過(guò)濾后得到鈷含量8% 以上的高鈷渣，最后用鋅粉置換除鎘，得到含鎘88% 以上的鎘綿。該法鋅回收率在高于95%，并將有價(jià)金屬富集，最終的硫酸鋅溶液返回主流程可重復(fù)利用，無(wú)廢料產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)。

6 其他廢渣的處理

6.1 鋅浮渣

在濕法煉鋅陰極鋅熔鑄工序，鋅澆鑄成鋅錠時(shí)的副產(chǎn)品為含鋅量高的鋅浮渣，產(chǎn)率約為鋅錠的3%。鋅浮渣中大部分為金屬鋅和氧化鋅，由于在熔煉過(guò)程中加入了氯化銨造渣，其中還含有一部分氯化鋅。對(duì)鋅浮渣綜合回收，先要分離出金屬鋅和氧化鋅，一般采用濕式球磨- 搖床重選法或空氣霧化法，含鋅高的金屬鋅粒可作為鋅粉的代替品，氧化鋅渣含氯高，可通過(guò)進(jìn)一步處理來(lái)回收利用其中的鋅。

6.2 石膏渣

濕法煉鋅外排的酸性廢水，一般加入石灰來(lái)去除重金屬離子，藥劑加入后發(fā)生中和作用產(chǎn)生大量二水石膏，含有鋅、鉛、銅、砷、鎘、汞等重金屬。這類渣的處理目前較為困難。

陳怡等[18]通過(guò)對(duì)渣成分的分析，按照一定配合比將廢水處理渣、水泥、細(xì)骨料和粗骨料作為原材料，制備的混凝土滿足施工要求，重金屬離子固化在其中，混凝土浸出液中的重金屬濃度均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。趙占沖[19]研究了含砷石膏渣的碳熱還原分解過(guò)程，發(fā)現(xiàn)摻入一定量的煤粉可以使砷揮發(fā)，1200℃時(shí)揮發(fā)率最高達(dá)到98.70%，降低了渣浸出毒性。此法不僅對(duì)含砷石膏渣進(jìn)行無(wú)害化處理，砷元素也得到富集，但目前對(duì)石膏廢料的利用率不高，仍對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，未來(lái)需要研發(fā)可資源化利用的技術(shù)。

6.3 制酸污泥

酸泥是鋅冶煉煙氣制酸系統(tǒng)凈化工序中洗滌、凈化煙氣和加入氧化鈣中和污酸時(shí)產(chǎn)生的固體廢物，含少量的鉛、鋅、汞、鎘、砷。污泥處理主要是降低含水率，其次通過(guò)簡(jiǎn)單的處理使鈣鹽與氫氧化物高效分離，可實(shí)現(xiàn)污泥的大幅減量，而以金屬氫氧化物為主的殘?jiān)芍苯臃祷匾睙捔鞒獭?/p>

6.3.1 火法熔煉技術(shù)

國(guó)內(nèi)處理酸泥的常用方法是燒結(jié)機(jī)- 鼓風(fēng)爐工藝。將酸泥干燥后以一定比例混入其他物料中進(jìn)行制塊，然后置入鼓風(fēng)爐中熔煉。在熔煉過(guò)程中鉛、鋅、鎘都得到了回收，極少量砷氧化物被高溫熔融后，固化在鼓風(fēng)爐爐渣中。爐渣可制作建筑材料。該法可以無(wú)害化處理廢渣，但環(huán)境污染大，屬于淘汰技術(shù)。

富氧側(cè)吹熔池技術(shù)[20]處理酸泥相較于傳統(tǒng)方法流程緊湊，生產(chǎn)效率高，環(huán)境友好。酸泥同返塵、硫鐵礦一起配料后置于富氧側(cè)吹爐，通過(guò)熔池熔煉來(lái)充分脫硫。主要金屬全部進(jìn)入渣相，脫硫后的氧化金屬熔體置于富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)，與還原煤在高溫下熔煉。還原爐內(nèi)有價(jià)金屬鉛、鉍被還原成鉛鉍合金，貴金屬富集在鉛鉍合金內(nèi)，還原渣最后進(jìn)入煙化爐進(jìn)行煙化處理。

6.3.2 固化處理

固化技術(shù)是一種低成本處置含砷污泥的方法，固化后可以堆存或作進(jìn)一步處理，如何低成本的提高固化效果是目前對(duì)固化材料的研究熱點(diǎn)。一般將石灰石、水泥熟料按一定配比作固化劑，與水淬渣協(xié)同固化含砷污泥，高溫冶煉渣和水泥熟料基固化材料可明顯降低污泥中砷浸出量，從而減少砷浸出毒性。

陸占清等[21]通過(guò)試驗(yàn)得出: 在粉煤灰、礦渣粉、化學(xué)添加劑的作用下，酸泥中的砷和其他原料中的活性成分反應(yīng)， 以O(shè) 為中心將Al、Si、As、Ca、Fe 等元素通過(guò)穩(wěn)定的化學(xué)鍵鏈接，形成穩(wěn)定性好的長(zhǎng)鏈。它們是組群狀硅酸鹽、砷酸鹽結(jié)構(gòu)，屬于類陶瓷結(jié)構(gòu)。固化體浸出液中砷質(zhì)量濃度低于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。

6.4 含砷廢渣

在濕法煉鋅過(guò)程中，一般用硫化物沉淀法來(lái)除砷，生成含砷量高的硫化砷渣。硫化砷渣可通過(guò)火法和濕法處理技術(shù)，進(jìn)一步制取氧化砷、砷酸鹽、氯化砷等。火法處理是將含砷渣焙燒，砷升華成砷蒸汽，與其他物料分離，砷蒸氣可制備相關(guān)的含砷產(chǎn)品，此法成本低，但回收率低，會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。濕法處理采用酸浸、堿浸或鹽浸等方法，將砷從渣中分離后再進(jìn)一步回收含砷化合物或進(jìn)行無(wú)害化處理。

盧瓊等[22]研究了硫化砷渣在自然氧化和H2O2氧化聯(lián)合作用下的脫硫效率及As2O3的分離制備。當(dāng)硫化砷渣與18% H2O2的雙氧水溶液的固液比為1 : 2時(shí)，硫離子的氧化率從自然氧化條件下的57.8% 提高至99.8%。最后再以CS2為萃取劑將單質(zhì)硫分離，回收率為62.5%，剩余固體物質(zhì)中As2O3為70.4%。

7 結(jié) 論

(1) 隨著我國(guó)生態(tài)、環(huán)保要求的提高，綠色、經(jīng)濟(jì)的方法處理濕法煉鋅過(guò)程中的冶煉渣，已成為制約企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的共性問(wèn)題，也是今后濕法煉鋅新技術(shù)研究的重要課題。

(2) 渣處理首先基于循環(huán)經(jīng)濟(jì)的原則，規(guī)模化企業(yè)對(duì)于鋅盡可能返回主流程，其他有價(jià)金屬以合適的開路集中處理技術(shù)為宜，其次采用無(wú)害化處置堆存技術(shù)。