从湿法锌冶炼废渣中提取银和铅.pdf

2 0 1 8 年第5 期 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 9 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 0 0 7 - 7 5 4 5 ．2 0 1 8 ．0 5 ．0 0 7 从湿法锌冶炼废渣中提取银和铅 高丽霞，戴子林，张魁芳，刘志强 广东省稀有金属研究所广东省稀土开发及应用重点实验室，广州5 1 0 6 5 1 摘要对湿法炼锌废渣经焙烧和酸浸后得到的酸浸渣进行氯盐浸出提取银和铅。考察N a C I 浓度、液固 比、浸出温度、浸出时间对浸出过程的影响。最佳浸出条件为N a C l 浓度2 5 0g ／L 、液固比5 1 、反应温 度8 0 ～1 0 0 ℃、反应时间3 ～4h 。在最佳条件下，A g 、P b 的浸出率分别为9 4 。7 ％和8 1 ％。氯盐循环浸 出3 次效果较好，A g 的浓度达到1 3 9m g ／I 。，浸出率9 3 ．8 4 ％，P b 浸出率为8 1 ．2 3 ％。 关键词湿法炼锌废渣；铅；银；氯化钠；浸取 中图分类号T F 8 3 2 ；T F 8 1 2 ；T F 8 1 3 文献标志码A 文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 8 0 5 0 0 2 9 0 4 E x t r a c t i o no fS i l v e ra n dL e a df r o mS l a go fZ i n cH y d r o m e t a l l u r g y G A 0L i x i a ，D A IZ i l i n ，Z H A N GK u i f a n g ，L I UZ h i q i a n g G u a n g d o n gP r o v i n c eK e yL a b o r a t o r yo fR a r eE a r t hD e v e l o p m e n ta n dA p p l i c a t i o n G u a n g d o n gI n s t i t u t eo fR a r eM e t a l s ，G u a n g z h o u5 1 0 6 5 1 ，C h i n a A b s t r a c t C h l o r i d el e a c h i n gw a sa p p l i e dt oe x t r a c tA ga n dP bf r o ma c i d l e a c h i n gr e s i d u e so fz i n c h y d r o m e t a l l u r g ys l a ga f t e rr o a s t i n ga n da c i dl e a c h i n g ．T h ee f f e c t so fN a C lc o n c e n t r a t i o n ，L ／S ，l e a c h i n g t e m p e r a t u r e ，a n dl e a c h i n gt i m eo nl e a c h i n go fA ga n dP bw e r ei n v e s t i g a t e d ．T h er e s u l t ss h o wt h a tl e a c h i n g r a t eo f A ga n d P bi s9 4 ．7 ％a n d8 1 ％r e s p e c t i v e l yu n d e rt h eo p t i m u mc o n d i t i o n s i n c l u d i n gN a C l c o n c e n t r a t i o no f2 5 0g ／L ，L ／S 5 1 ，l e a c h i n gt e m p e r a t u r eo f8 0 ～1 0 0 ℃，a n dl e a c h i n gt i m eo f3 ～4h ． T h eo p t i m u mc h l o r i d er e c y c l el e a c h i n gt i m ei st h r e e c y c l e ，a f t e rw h i c hs i l v e rc o n t e n ti nl e a c h i n gs o l u t i o ni s 1 3 9m g ／L ，l e a c h i n gr a t eo fA ga n dP bi s9 3 ．8 4 ％a n d8 1 ．2 3 ％r e s p e c t i v e l y ． K e yw o r d s s l a go fz i n ch y d r o m e t a l l u r g y ；l e a d ；s i l v e r ；s o d i u mc h l o r i d e ；l e a c h i n g 每年湿法炼锌工艺会产生大量被定性为“国家危 险废物” H W 4 8 的铅银渣和铁矾渣n _ 3 ] 。废渣中除 含有P b 、Z n 、F e 等重金属外，还含1 5 0 ～5 0 0g ／t 的银 和1 0 0 ～3 0 0g ／t 稀散金属铟，是一种重要的二次资 源。目前，锌冶炼废渣的大量堆存不仅造成生态环境 受到严重破坏，而且导致有价金属资源的流失，因此， 对废渣进行综合利用，不仅可以为企业带来经济效 益，还能实现锌冶炼企业的真正节能减排[ 4 j 。 目前，对锌冶炼渣的无害化及有价金属的综合 回收已开展了大量研究[ 5 。] ，国内有部分企业建立了 相关工业化生产线凹。9 ] ，其工艺主要是采用火法挥发 处理废渣，虽然能回收部分铟、锌和铅，但能耗高、环 境污染严重，尚未能形成绿色、资源化的成套技术， 处理效果并不理想。 锌废渣中A g 的回收可以分为火法、选矿和浸 出工艺。火法工艺[ 1o ] 能耗大，选矿工艺n 卜1 3 1 银的回 收率低。目前针对A g 的化学浸出方法主要有氰化 法、硫代硫酸盐法[ 14 。1 ⋯、酸性硫脲法口6 I 、氯盐 收稿1 3 期2 0 1 7 - 1 1 一1 6 基金项目广东省科技计划项目 2 0 1 5 A 0 2 0 2 1 5 0 1 8 ，2 0 17 8 0 9 0 9 0 7 0 2 6 ；广东省自然科学基金项目 2 0 1 6 A 0 3 0 3 1 3 8 0 1 ；广东省科 学院院属骨干科研机构创新能力建设专项项目 2 0 1 7 G D A S C X 一0 1 1 0 作者简介高丽霞 1 9 7 6 一 ，女，满族，辽宁人，博士，高级工程师． 万方数据 3 0 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 8 年第5 期 法m 。18 I 、硫酸化焙烧一浸出法m J 9 1 等，其中氯盐法 A g 的浸出率高，P b 也同时得到回收，但文献中的氯 盐浸出剂都加入了盐酸和氧化剂，成本高，设备腐蚀 严重。作者对某铅锌冶炼企业铅银渣和铁矾渣进行 了研究口。2 ] ，即锌废渣经过焙烧及酸浸，铁、银和铅富 集到酸浸渣中，锌和铟从酸浸液中回收。本文重点 研究酸浸渣氯盐浸出提取银和铅的工艺。 1 试验部分 1 ．1 试验原料 某锌冶炼企业的锌冶炼废渣含A g2 9 6 ．4g ／t 、 I n0 ．0 1 9 ％、Z n6 ．5 7 ％、F e2 5 ．2 7 ％、P b4 ．7 5 ％。经 焙烧酸浸后的酸浸渣含A g5 5 2 ．5g ／t 、P b8 ．9 8 ％， 本文以该酸浸渣为原料。 1 ．2 试验方法 在三口瓶中加入一定量氯化钠溶液和酸浸渣， 在一定温度下搅拌一定时间，趁热过滤，分离得到氯 盐浸渣和氯盐浸液。分别采用P E 一9 0 0 F 型原子吸 收光谱和U L T I MA 2 型电感耦合等离子体发射光 谱仪分析银和铅。 1 ．3 浸出率计算方法 因氯盐浸出结束时是趁热过滤，以免氯化铅结 晶析出，但当氯盐浸液降到室温时，浸液中氯化铅会 结晶析出，故只分析氯盐浸渣中铅的含量，以此来计 算其浸出率。 A g 的浸出率一氯盐浸液中A g 的质量／ 氯盐 浸液中A g 的质量 氯盐浸渣中A g 的质量 1 0 0 ％ 铅的浸出率一 ，一甏黼器 煳。％I 1 酸浸渣中铅浸渣中 ⋯～“ 2酸浸渣氯盐浸银和铅的工艺条件 研究 2 ．1 N a C I 浓度对浸银和铅的影响 称取酸浸渣5 0g ，加入N a C l 溶液2 5 0m L ，浸 出温度9 0 ℃，浸出时间4h ，考察N a C l 浓度对A g 和P b 浸出的影响，结果如表1 所示。可以看出， N a C l 浓度对A g 的浸出率影响不大，A g 浸出率均 在9 0 ％以上，但当N a C l 浓度低于2 5 0g ／L 时，氯盐 浸液中银离子浓度 6 4m g ／L ，氯 盐浸液中氯离子浓度能使银的络合物在氯盐浸液中 稳定存在。N a C l 浓度对P b 的浸出率影响大，当 N a C l 浓度低于2 5 0g ／i 。时，铅的浸出率低于7 0 ％； 当N a C l 浓度≥2 5 0g ／L 时，P b 的浸出率 8 4 ％。 因此，N a C l 浓度选取2 5 0g ／I ．。 表1N a C 浓度对浸A g 和P b 的影响 T a b l e1E f f e c to fN a C c o n c e n t r a t i o no nl e a c h i n gr a t e so fA ga n dP b 2 ．2 浸出时间对浸银和铅的影响 称取酸浸渣5 0g ，加入2 5 0g ／LN a C l 溶液2 5 0 m L ，浸出温度9 0 ℃，浸出时间对银和铅浸出的影响 见表2 。随着浸出时间的延长，银和铅的浸出率有 一定的增加，但增加幅度不大，当浸出时间为3 ～4 h 时，铅浸出率 8 1 ％，银浸出率≥9 3 ％。因此，选 浸出时间为3 ～4h 。 表2 浸出时间对浸A g 和P b 的影响 T a b l e2E f f e c to fl e a c h i n gt i m eo nl e a c h i n gr a t e so fA ga n dP b 万方数据 2 0 1 8 年第5 期有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n - 3 1 2 。3 浸出温度对浸银和铅的影响 称取酸浸渣5 0g ，加入2 5 0g ／LN a C l 溶液2 5 0 m L ，浸出时间4h ，不同温度下的浸出结果见表3 。 从表3 可看出，银浸出率受浸出温度的影响较小，但 铅的浸出率受浸出温度的影响较大，铅的浸出率随 着温度的升高而增加，在8 0 ～1 0 0 ℃的温度区间，铅 的浸出率 8 0 ％，银的浸出率 9 0 ％，故选浸出温度 为8 0 ～1 0 0 ℃。 表3浸出温度对浸A g 和P b 的影响 T a b l e3E f f e c to fl e a c h i n gt e m p e r a t u r eo nl e a c h i n gr a t e so fA ga n dP b 2 ．4 液固比对浸银和铅的影响 称取酸浸渣5 0g ，加入一定量的2 5 0g ／LN a C l 溶液，浸出温度9 0 ℃，浸出时间4h ，考察液固比对 银和铅浸出的影响，结果如表4 所示。从表4 可看 出，液固比对银的浸出率影响不大，浸出率均在 9 3 ％以上，但在液固比 4 时，因氯盐浸液中氯离子 浓度不能使银的络合物稳定存在，银的络合物发生 沉降。液固比对铅的浸出率影响大，随着液固比增 大，铅的浸出率升高，在液固比≤4 时，铅的浸出率 8 4 ％。从成 本考虑，液固比选为5 。 表4 液固比对浸A g 和P b 的影响 T a b l e4 E f f e c to fL ／So nl e a c h i n gr a t e so fA ga n dP b 液固比丽万i F 丽匹互豆二二蔓堕巫二二] 查互二二二亘匠 ■■五了万丁1 i 万 3 ．2 46 7 ．7 7 43 4 ．1 6 5 ．59 4 ．5 5 2 ．3 97 6 4 9 5 2 7 ．7 6 5 ．49 4 ．7 0 1 ，6 08 4 5 4 2 ．5 氯盐浸出最佳条件 由以上条件试验可以得到氯盐浸出的最佳条件 为N a C l 浓度≥2 5 0g ／L 、液固比≥5 、反应温度8 0 ～1 0 0 ℃、反应时间3 ～4h 。在最佳条件下进行重 复试验，试验结果见表5 。从表5 可知，在最佳条件 下，A g 的浸出率为9 4 ％左右，P b 的浸出率为8 1 ％ 左右，重复性较好。 表5氯盐浸出最佳条件下浸A g 和P b 的效果 T a b l e5 L e a c h i n gr e s u l to fA ga n dP bu n d e rt h eo p t i m u mc o n d i t i o n s 3氯盐循环浸出 向5 0g 酸浸渣中加入2 5 0m L 新鲜2 5 0g ／I 。 N a C l 溶液，在9 0 ℃浸出4h ，反应结束趁热过滤，用 热水洗涤滤渣，得到1 次氯盐浸液；取1 次氯盐浸液 3 0 0m L ，向其中加入4 5gN a C I 至饱和，得到2 次 N a C l 溶液浸出剂，向5 0g 酸浸渣中加入2 5 0m L 的 2 次N a C l 溶液浸出剂，按照上述反应条件得到2 次 氯盐浸液；取2 次氯盐浸液3 0 0m L ，向其中加入3 5g N a C l 至饱和，得到3 次N a C l 溶液浸出剂，向5 0g 酸浸渣中加入2 5 0m L 的3 次N a C l 溶液浸出剂，按 照上述反应条件得到3 次氯盐浸液；以此类推。氯 万方数据 3 2 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 8 年第5 期 盐循环浸出对银和铅浸出的影响见表6 。从表6 可 知，氯盐浸出从第1 次循环到第3 次循环，银的浓度 由7 0 ．7m g ／I 。升至1 3 9 ．0m g ／L ，但循环到第4 次， A g 的浓度开始下降，银的浓度为1 1 5m g ／L ，说明氯 盐浸液中没有足够的氯离子使银的络合物稳定存 在，开始发生沉降。循环浸出前4 次，A g 的浸出率 均在9 3 ％以上，P b 的浸出率均大于8 0 ％，循环到第 5 次，A g 和P b 的浸出率都开始下降，A g 的浸出率 小于9 0 ％，P b 的浸出率小于8 0 ％。由以上分析可 知，循环次数选择3 次较合适，A g 的浓度达到1 3 9 m g ／I ．，其浸出率为9 3 ．8 4 ％，P b 的浸出率 为8 1 _ 2 3 ％。 表6 氯盐循环浸出结果 T a b l e6R e s u l to fc i r c u l a t o r yl e a c h i n gw i t hN a C ls o l u t i o n 6 7 ．5 1 0 8 ．1 1 3 1 ．5 1 4 5 ．9 3 0 ．6 3 3 ．0 3 8 ．7 4 1 ．7 6 2 ．0 7 0 ．7 1 1 1 ．8 1 3 9 ．0 1 15 ．0 1 0 3 ．2 9 4 ．6 9 9 4 ．6 9 9 3 ．8 4 9 3 ．2 6 8 9 ．8 2 1 ．9 5 1 ．8 4 1 ．9 1 1 ．9 8 2 ．3 l 8 1 ．0 4 8 1 ．7 8 8 1 ．2 3 8 0 ．3 2 7 6 ．6 5 4结论 1 锌废渣经过焙烧酸浸得到的酸浸渣进行氯盐 浸出的最佳条件为N a C l 浓度2 5 0g ／I ．、液固比5 、 反应温度8 0 ～1 0 0 ℃、反应时间3 ～4h 。在最佳条 件下，A g 的浸出率为9 4 ．7 ％，P b 的浸出率为8 1 ％ 左右。 2 氯盐循环浸出3 次效果较好，A g 的浓度达到 1 3 9m g ／L ，其浸出率为9 3 ．8 4 ％左右，P b 的浸出率 为8 1 ．2 3 ％。 参考文献 E 1 ] 高丽霞，戴子林，李桂英，等。从湿法锌冶炼废渣中高效 回收银的研究[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 6 4 4 5 - 4 8 ， [ 2 ] 高丽霞，戴子林，张魁芳，等．锌渣的氯盐浸液锌粉置换 沉银与硫化沉银研究[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 7 6 1 0 1 2 ． [ 3 ] 江秋月．高铅硅锌渣绿色回收锗铟的新工艺研究[ J ] ． 有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 4 4 5 I - 5 3 ． [ 4 ] 陈卫华，邹学付．浅谈湿法炼锌浸出渣的综合回收[ J ] ． 金属矿山，2 0 0 6 1 9 8 1 0 0 ． [ 5 ] F R O S TRL ，W A I NDL ，w I I 。L SRA ，e ta 1 ．A t h e r m o g r a v i m e t r i cs t u d y o ft h ea l u n i t e so fs o d i u m ， p o t a s s i u ma n da m m o n i u m [ J ] ．T h e r m o c h i m i e aA c t a ， 2 0 0 6 ，4 4 3 1 5 6 - 6 1 ． [ 6 ] F R O S TRI 。，W I L L SRA ，K L O P R O G G EJT ，e ta 1 ． T h e r m a l d e c o m p o s i t i o n o fa m m o n i u m ；a r o s i t e N H4 F e 3 S O 。 2 O H 6 [ J ] ．J o u r n a lo fT h e r m a l A n a l y s i sa n dC a l o r i m e t r y ，2 0 0 6 ，8 4 2 4 8 9 4 9 6 ． r 7 ] F R O S TRI 。，L O C K EAJ ，M A R T E N SwN ．T h e r m a l a n a l y s i so fb e a v e r i t ei nc o m p a r i s o nw i t hp l u m b o j a r o s i t e [ J ] ．J o u r n a lo fT h e r m a lA n a l y s i sa n dC a l o r i m e t r y ， 2 0 0 8 ，9 2 3 8 8 7 8 9 2 ． [ 8 ] 王令明．来冶铟系统技改设计思路浅述[ J ] ．湖南有色 金属，2 0 0 2 ，1 8 2 1 7 - 2 0 ． [ 9 ] 陈永明，唐谟堂，杨声海，等．N a O H 分解含铟铁矾渣新 工艺[ J ] ．中国有色金属学报，2 0 0 9 ，1 9 7 1 3 2 2 1 3 3 1 ． [ 1 0 ] 郑顺德，陈世民，林兴铭，等．从锌渣浸渣中综合回收铟 锗铅银的试验研究[ J ] ．有色冶炼，2 0 0 1 ，3 0 2 3 4 3 5 。3 8 ． [ 1 1 ] 张丽军，严志明，罗仙平，等．从锌湿法冶炼酸浸渣中综 合回收铅锌银[ J ] ．四J i l 有色金属，2 0 0 8 3 1 3 1 6 ． [ 1 2 ] 刘子龙，秦晓鹏．湿法炼锌浸渣中回收银的浮选试验研 究与生产实践[ J ] ．有色矿冶，2 0 1 0 ，2 6 0 1 2 卜2 3 ． [ 1 3 ] 程永彪，文书明，吴文丽．浸出渣银浮选工艺试验研究 [ J ] ．云南冶金，2 0 1 0 ，3 9 5 1 2 2 1 ． [ 1 4 ] 邓朝勇，杨茂麟，徐本军，等．用硫代硫酸钠从湿法炼锌 渣中浸出银[ J ] ．湿法冶金，2 0 1 l ，3 0 2 1 4 7 1 4 8 ． [ 1 5 ] 孙明生，陈鹏，杜敏，等．利用锌冶炼过程中的铅银浮渣 回收银[ J ] ，中国有色冶金，2 0 1 2 ，4 1 5 3 43 6 ． [ 1 6 ] 黄开国，胡天觉．硫脲法从锌的酸浸渣中回收银[ J ] ． 中南工业大学学报，1 9 9 8 ，2 9 6 5 3 8 5 4 1 ． [ 1 7 ] 王瑞祥，唐谟堂，唐朝波，等．从高酸浸出锌渣中回收银 研究[ J ] ．黄金，2 0 0 8 ，2 9 9 3 23 5 ． [ 1 8 ] 张亚莉，于先进，李小斌．氧化锌贫矿提锌渣中铅和银 的氯盐一步浸出[ J ] ．中国有色金属学报，2 0 1 2 ，2 2 1 2 9 6 3 0 3 ． [ 1 9 ] 黄汝杰，谢建宏，刘振辉．从锌冶炼渣中回收银的试验 研究[ J ] ．矿冶工程，2 0 1 3 ，3 3 2 5 2 5 5 ． 万方数据