锌冶炼渣综合回收有价金属工艺综述与展望

锌冶炼渣综合回收有价金属工艺综述与
展望
摘要：我国的锌冶炼企业每年均会产生数百万吨渣料，例如炼锌渣和铅烟灰，铅泥等。

该废料中铅、金、银、铟等金属含量较高，具有巨大的回收价值。

近年
来有方法研究从锌冶炼渣料中回收铅、金、银、铟等金属。

本文通过对从锌冶炼
渣料中回收贵金属工艺的综述，对未来的综合回收工艺进行展望。

关键词：锌冶炼；渣料；综合回收；冶炼工艺
引言
对国内主流的湿法锌冶炼锌浸出渣处理工艺技术进行简要阐述，并结合某锌
冶炼公司具体应用实例对改造效果进行分析。

企业通过积极进行技术升级改造，
冶炼渣料中的贵金属综合回收能力大幅提高，经济效益显著增加，市场竞争力得
到进一步加强。

同时，企业的技术升级改造也在向更大的深度和广度上发展。

通
过生产工艺技术改造实现综合回收，既是一种有效的创效方式，又是企业可持续
发展的有效途径，已经得到企业的普遍认同。

文中将对锌冶炼渣料处理工艺技术
在实际工程中的应用效果进行重点分析。

1锌冶炼渣料回收贵金属
1.1锌冶炼渣料来源
锌冶炼工艺分为火法工艺和湿法工艺，火法炼锌过程中，主要的渣料为冶炼
炉的炉渣和收尘器中的烟尘，铅、金、银、铟等贵金属大部分分布在炉渣中。

湿
法炼锌工艺中，主要的渣料为常规工艺中的浸出渣、硫酸锌溶液的净化渣、电解
过程的阳极泥以及回转窑氧化锌浸出渣（铅泥）等；高温沸腾浸出工艺中产生的
黄钾铁矾渣、针铁矿渣、赤铁矿渣等。

1.2火法渣料回收有价金属
火法炼锌的炉渣，一般通过在浮选的方式回收有价金属，将炉渣通过筛分、
球磨后，用水配成矿浆加浮选药剂采用精密浮选机进行浮选，回收渣料中的金、银、铜、锌等有价金属。

烟尘一般通过火法窑炉在处理或通过湿法工艺将贵金属
及常规有价金属进行分离富集，再进一步提炼成成品。

1.3湿法渣料回收有价金属
在常规湿法炼锌两段浸出过程中，产出的浸出渣一般通过回转窑焙烧后变为
氧化锌焙砂，再通过三段浸出分离贵金属及锌。

一段中性浸出将大部分锌浸出至
溶液中返回主系统；浸出渣采用低酸浸出，将金属铟浸出至溶液中通过中和置换
进行富集，富集后的高铟渣再通过浸出、萃取、反萃、电解等工序产出成品铟锭；酸性浸出渣通过高温高酸浸出，将金、银等贵金属富集至高铅渣中，高铅渣再通
过铅冶炼系统或火法窑炉进行处理，进一步分离回收金、银等贵金属。

硫酸锌溶
液净化后的净化渣通过酸洗、浸出、置换等工艺分别回收锌、铜、镉、钴等有价
金属。

1.4高温沸腾浸出渣回收有价金属
锌湿法冶炼中的高温沸腾浸出工艺，是基于锌焙砂中铁酸锌和硫化锌等在高
温（90℃～95℃）高酸（终酸＞40g/l）条件下溶解，得到硫酸锌溶液经沉矾除
Fe后返回原浸出流程。

由于沉矾后溶液可保留含Fe3+在1g/L～1.5g/L，从而使中
浸过程自然获得了水解除杂质所需铁量。

该法可使焙烧矿中锌的总浸出率可达98%以上，优点时工艺流程短、投资少、能耗低，生产环境较好，流程对焙烧矿含Pb
可不作要求。

缺点是不利于稀散金属回收；弃渣含硫酸及重金属离子，需建大容
量防渗漏渣库堆存，易造成环境二次污染。

另外，该法要求焙烧矿含S低，最好
能小于0.5%，否则会加大浸出过程锰粉消耗，使浸出溶液中Mn2+明显升高（严重
时甚至超过30g/L）而增大电解电耗和影响电锌质量。

高温沸腾浸出渣一般含Fe可达30-60%，含Zn＜8%，Pb、Ag等有价金属进一
步富集。

含Fe如能稳定达到60%以上，该渣即可作为铁矿用于炼铁，但在现有工
艺条件下，该渣含Fe很少能达到要求，故大部分采用沸腾浸出工艺的厂家产出
的铁矾渣、赤铁矿渣等只能进行堆存。

昆明理工大学的李存兄、魏昶等研究使用
水热矿相转化及负载有价金属提取技术处理铁矾渣，在一定条件下，温度160-230℃范围内，通过水热转化，将复杂铁矾物相解离破坏，有价金属以硫酸盐形
式进入溶液，铁转化为可资源化利用的一般废物，该工艺过程清洁、高效，无三
废产生[2]。

云锡文山锌铟冶炼有限公司与昆明理工大学、中国恩菲工程技术有限
公司合作自主研发了锌铁分离与铁资源化利用的SO2还原浸出-赤铁矿沉铁-铁资
源化关键技术与成套装备，酸性溶液中铟铜砷有效回收和脱除技术，形成了针对
负责高铁闪锌矿全套湿法冶炼新体系，该法为锌冶炼固废资源化利用和源头减量
化提供了一种新的技术路径[3]。

2 湿法炼锌废渣的火法处理回收有价金属
2.1 湿法炼锌废渣的火法处理
湿法炼锌废渣的火法处理，目前国内大部分厂家通过回转窑对湿法炼锌的各
类渣进行处理，即通过高温还原氧化，实现锌铅与铜、银等金属进行分离，锌铅
再通过湿法浸出进行分离，该工艺技术成熟可靠，锌回收率高，但流程长、能耗大、铅银等金属回收率偏低，产出的回转窑渣计铅渣需进一步处理。

2.2 侧吹熔熔池熔炼+烟化炉烟化工艺
熔池熔炼处理锌冶炼废渣工艺，关键是锌冶炼渣的熔化。

在熔炼过程中，含
锌物料中硫酸盐和碳酸盐的分解、水分的蒸发以及各物质的熔化造渣需要吸收大
量的热。

而在熔化造渣完成后，需要较强的还原性气氛，使锌、铅尽可能地还原
挥发进入气相中，此时消耗的热量仅需要维持还原挥发过程的热平衡即可。

实践
应用证明，侧吹熔化炉采用高富氧，熔炼强度大、烟气量小、能耗低，该炉型适
用于含锌物料的熔化。

侧吹炉采取连续进料，间断放渣的操作模式，其生产稳定、操作简单、烟气波动小。

熔化后的热渣进烟化炉烟化。

烟化炉处理热渣，有成熟
可靠的应用，水套寿命长、能耗较低、操作简单[1]。

2.3火法处理锌冶炼渣的对比
从以上渣处理工艺主流工艺分析可以看出，回转窑处理含锌物料的工艺简单、技术比较成熟；但是由于其采用焦炭或者无烟煤，生产成本较高，且银回收率低。

顶吹炉处理含锌物料引进该技术费用过高，建设投资大。

烟化炉处理含锌物料冷料存在能耗较高、床能率低等问题。

侧吹炉熔化+烟化炉烟化法熔炼强度大，能耗低，烟气量小。

3锌冶炼渣回收有价金属工艺展望
随着经济和各行各业的快速发展，我国有色金属工业发展迅速，但矿产资源短缺的情况却日益突出，有色金属废料的二次利用成为缓解我国矿产资源不足的重要举措。

未来锌冶炼必将转向以处理铅锌氧化矿、氧硫混合矿和含锌二次资源为主的时代。

原料的变化，必然带来工艺的变化，从前面的分析来看，除开发新工艺外，当前主要湿法冶炼工艺均难以适应复杂原料的要求，目前工业上应用的火法工艺反而应该更值得青睐。

锌冶炼渣回收有价金属，不但能回收有价金属，所产出的锌二次物料，也将成为锌冶炼原料的重要补充。

而侧吹炉熔池熔炼+烟化炉烟化锌浸出渣处理工艺成功应用于实践。

通过对项目技术改造前后运行数据分析，可以看出该工艺节能效果显著，节能率达20.6%；新生产工艺使锌浸出渣处理能力提高了55.4%，铅银回收率可达90%以上。

参考文献
［1］叶龙刚，林文荣，陈永明，等.含铅废渣料还原造锍熔炼回收铅和银工艺［J］.工程科学学报，2016，38(10):1404－1409.
［2］李存兄，魏昶，李兴彬，邓志敢，李旻廷.湿法炼锌危废铁矾渣水热矿相转化及负载有价金属提取新技术.全国第六届湿法冶金技术交流会，2018.
［3］李云.赤铁矿工艺在锌冶炼及固废资源化的利用与示范.第十二届铅锌年会。