鋅窯渣綜合回收研究現狀

曹凱琪 陳子波 張蓬朝

華北理工大學冶金與能源學院

前言：鋅窯渣是含鋅的浸出渣在經過威爾茲回轉窯法后，高溫下還原來回收Zn、Pb等金屬后，窯內產生的殘余物［1］。由于煉鋅時加入的焦炭在回轉窯中未充分燃燒，有些焦炭仍殘留在鋅窯渣中［2］，同時，大部分尾渣并未能得到有效的回收利用，既造成了大量的固體廢棄物，又對環境產生污染［3］。窯渣是具有極高價值的二次資源，但是其成分以及物相十分復雜，且有價金屬大多以固溶體或者網狀結構的細粒嵌布形式分布［4］，對窯渣進行綜合回收利用，既能回收有價金屬元素，又能保護環境不受污染。

一、回收工藝

（一）選礦工藝

利用窯渣中各個有價金屬元素所在礦物的性質之間的差異，可以采用磁選、浮選和重選等方法回收窯渣［5-6］。馬嬌［7］發明的CG2型干法永磁輥式磁選機，采用干法，磁選對窯渣中的Fe和C進行回收利用，得到了品位達和回收率較高的鐵粉以及焦炭。干法磁選工藝流程簡潔，操作方便且生產周期短。但是，干選法不能有效分離磁性、非磁性物料，影響選別效果。易武平［8］采用選C一次粗選；Ag、Cu一次粗選、三次精選、二次掃選的浮選流程。他在閉路試驗中，取得顯著效果，選礦標準良好。董方［9］進行浮選--磁選工藝后，得到了12.86%的銅精礦，銅的品位8.13%、回收率78.61%，銀品位1890g/t、回收率82.67%；鐵精礦產率為27.07%，鐵品位66.02%、回收率76.33%。但未能回收窯渣中的Zn、Pb等金屬，且可能會帶來二次污染。蔣豐祥采用的浮選流程為“一粗一精一掃”，選出銅、銀，然后采用磁選法回收浮選尾礦中的鐵礦物，得到的鐵精礦中，鐵的品位以及回收率分別為82.61%和63.91%。但鐵精礦中含有較多的S、As，且不易脫除，造成環境污染。李永華利用綜合回收工藝得到的還原鐵粉中的金屬鐵品位為89.23%，碳粉中碳含量為82.34%，對窯渣中Fe和C進行高效回收，對鋅窯渣的綜合回收利用具有一定的指導意義。

（二）濕法工藝

濕法工藝中，酸浸是常見用H2SO4、HCl、HNO3等無機酸，使用這些酸的水溶液作為浸出劑的礦物浸出工藝。截至目前，酸浸工藝處理窯渣研究中所使用的浸出劑主要是硫酸和鹽酸。張帆研究發現，采用硫化鋅精礦作為還原劑不僅能高效浸出渣中的有價金屬，而且能夠還原溶液中Fe2+/Fe3+。同時幾乎完全浸出鐵。王紅軍則是提出并研究鹽酸浸出-鐵粉置換-硫化沉淀-噴霧熱解新工藝，實驗中，Fe的浸出率達到了99.25%。

（三）聯合工藝

把傳統選礦方法與冶金方法結合起來，采用選冶聯合的方式從窯渣中回收有價元素是目前聯合工藝的主要思路。陳龍采用的聯合工藝流程為“脫碳浮選―銅浮選―銅精礦浸出”，得到銅精礦Cu、Ag品位分別為11.83%、2616g/t，綜合回收率分別達到了72.03%和75.06%，該聯合工藝極大地提高了銅精礦的品位。陳國蘭則采用“水蒸氣―空氣兩段焙燒脫砷硫、硫酸預浸―酸性硫脲浸銀”的聯合工藝，不僅得到較高品位的有價元素，同時提高對硫和砷的總脫除率，減輕了環境污染。另外，王立麗在分析某鋅窯渣性質后，采用浮選脫碳進而脫碳尾礦氰化選銀的工藝流程，在窯渣銀含量為524g/t、C含量為9.26%的條件下，脫除掉95.07%碳、銀氰化浸出率為86.39%的選礦指標，對銀等金屬進行回收，為鋅窯渣的綜合回收利用提供了參考思路。

二、結語

隨著人們對資源再利用以及環保的不斷重視，鋅窯渣作為一種具有很大價值的二次資源，對其進行綜合回收利用能夠提高資源再利用，已成為研究者的重點之一。目前的研究雖取得了一定效果，但是由于窯渣的復雜性，還存在工藝流程單一，回收效果低，二次污染等問題。系統地了解清楚鋅窯渣的礦物學特性，對其所含的有價金屬元素針對性地采用有效的回收方式，是對鋅窯渣綜合回收利用的先決條件，同時也會再進一步回收分離有價金屬，減小對環境的二次污染，實現有價金屬的回收利用，取得更高的經濟效益。