从丹霞冶炼厂锌浸出渣中综合回收镓和锗.pdf

第6 l 卷第4 期 2009 年I1 月 有色金属 N O n f e r r o u 8M e t a l s V 0 1 ．6 1 ，N o ．4 N o v e m b e r ．2009 从丹霞冶炼厂锌浸出渣中综合回收镓和锗 尹朝晖 深圳市中金岭南有色金属股份有限公司丹霞冶炼厂，广东韶关5 12 3 2 5 摘要研究有效综合回收镓、锗、银的工艺从丹霞冶炼厂浸出渣中网收镓、锗。结果表明，经过还原酸浸和高温高酸浸出。 镓和锗总回收率分别达8 9 ．4 ％一9 0 ．8 l ％和6 2 ．8 8 ％一7 0 ．7 7 ％，比现行工艺分别高1 0 ％和1 2 ％左右。渣率在1 8 ．3 7 ％～2 6 ．8 1 ％， 锌和银的同收率分别达到9 5 ％和9 2 ％一9 5 ％。 关键词冶金技术；锌浸出渣；综合回收；镓；锗 中图分类号T F 8 1 3 ；T F 8 4 3 ；T F S 0 3 ．2 文献标识码A文章编号1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 0 9 0 4 0 0 9 4 0 4 1实验方法 1 ．1 试验原料 试验原料为丹霞冶炼厂浸出渣，采用科学取样 方式在渣场取样，具有代表性，化学成分如表1 所 示。湿法炼锌所产生的锌浸出渣含有大量的锌及 镓、锗、银等有价金属，主要有价金属的物相分析如 表2 ～表5 所示。 表1 浸出渣成分 T a b l e1 C o m p o s i t i o no fl e a c h i n gr e s i d e 成分 G az n P b F e A g ”S i 0 2 G eS 含量／％0 ．0 4 44 9 ．8 8 3 ．7 72 4 ．7 2 0 ．0 5 55 3 0 ．8 10 ．0 3 01 0 ．6 4 1 单位为g ／t 。 表2 锗物相分析 T a b l e2P h a s ea n a l y s i so fg e r m a n i u m 表3 银物相分析 T a b l e3P h a s ea n a l y s i so fs i l v e r 堡塑塑垒g 鱼量[ fg 12坌塑 丝 硫酸银 1 1 ．O O2 ．1 4 金属银 2 2 ．0 04 ．2 8 氧化银1 6 ．0 62 ．9 2 氯化银1 3 ．9 l 2 ．5 3 硫化银4 2 3 ．7 2 7 7 ．0 4 硅酸银矿物银 6 1 ．0 01 1 ．0 9 总银5 5 0 1 0 0 ．0 0 收稿日期2 0 0 9 0 2 0 9 作者简介尹朝晖 1 9 7 2 一 。男，湖南衡阳市人，工程师，工程硕士， 主要从事锌冶炼及其综合回收等方面的工作。 表4 锌物相分析 T a b l e4P h a s ea n a l y s i so fz i n c 表5 铁物相分析‘ T a b l e5P h a s ea n a l y s i so fi r o n 1 ．2 工艺流程选择 丹霞冶炼厂采用的原料来自凡口锌精矿，富含 镓、锗、银等有价金属，原有工艺采用回转窑处理主 要回收锌与锗，给镓、银的回收却带来困难，窑渣中 的镓占有率为7 0 ％一8 0 ％，银占有率7 0 ％一7 5 ％。 窑渣是锌浸出渣与还原剂焦炭按一定的比例混合配 成炉料，送入回转窑中经高温1 2 0 0 1 4 0 0 ℃还原挥 发锌、铅、锗、铟、银等绝大部分金属后形成的渣子水 淬而成，其中含有未挥发的铁、镓、银、锗等有价金属 以及未燃烧完全的焦炭，回转窑窑渣成分如表6 所 示。炉料经回转窑高温区时，呈半溶状态，互相粘 结，浸出渣中氧化铁大部份在回转窑中被还原成海 绵铁，锗、镓、银大部份被还原成金属与铁生成合金 万方数据 第4 期尹朝晖从丹霞冶炼厂锌浸出渣中综合回收镓和锗 存在于窑渣中，总之它们互相嵌布紧密，给银、碳、 铁、镓等单体解离带来相当大的难度，经济有效回收 窑渣中的有价金属是一个长久未得到解决的问题。 目前还没有很成熟的工艺，无需经回转窑处理，直接 从浸出渣回收镓与银、锌、锗，而且不改变主体流程， 这便是选择工艺流程的初衷，经过几年不懈的努力 与探索，成功开发了直接一段还原酸浸，二段高温浸 出，而后常规处理回收镓、锗、银、锌等有价金属，针 铁矿法除铁的工艺。 表6 回转窑窑渣成分 T a b l e6C o m p o n e n ta n a l y s i so fr o t a r yk i l ns l a g 1 ．3 工艺流程与主要设备 采用的工艺流程如图l 所示。反应物料浸出渣每 次试验取1 5 0 9 。一段还原酸浸采用2 0 0 0 m L 烧杯置于 反应釜中，用电热板油浴加热，采用的搅拌方式为机械 搅拌。二段高酸浸出，将一次浸出渣渣样2 0 9 ，置于磁 力搅拌器上的2 0 0 m L 烧杯中进行高酸浸出。 浸出渣废液 图1从浸出渣中综合回收镓锗试验流程 F i g ．1 F l o w s h e e to fG a ／G e ／A gr e c o v e r yf r o m z i n cl e a c h i n gr e s i d u e 流程的突破点是浸出渣直接高压还原酸浸，其 余工序如溶液中提取镓、锗、锌及除铁与渣中提银等 均是成熟的、现成的，无需进行重复的试验，所以主 要进行还原酸浸的条件试验。在一次还原酸浸的试 验中，银、锌的试验结果比较稳定，银在一次浸出渣 中的占用率均稳定在9 2 ％～9 5 ％，锌在一次浸出中 浸出率也均稳定在9 5 ％左右。试验中以镓、锗的为 主要目标元素，锌和银不作为主要考查对象。 2 试验结果与讨论 对于一次浸出条件的探索，做了反应压力、液固 比、浸出剂酸度、反应时间、温度5 个条件试验。通 过对试验结果的分析，找出一次还原浸出最佳条件。 对一次还原浸出渣进行二次高温高酸浸出。 2 ．1 反应压力试验 采用的还原剂为常用并可以自己生产的还原性 气体。如表7 所示，反应压力在0 ．1 5 M P a 时浸出渣 率最小，G a 和G e 浸出率最高，一次浸出渣中银品位 也最高，达1 5 9 3 ．3 9 ／t ，锗和镓品位最低分别为3 4 0 和2 0 0 } g ／t ，即渣中含镓、锗含量较低，由此得出反应 压力最佳值为0 ．1 5 M P a 。 表7 反应压力条件试验 T a b l e7 E x p e r i m e n tr e s u l t sw i t hd i f f r e n tr e a c t i o np r e s s u r e 1 单位为g ／t ，2 单位为％，液固比8 1 ，温度1 0 0 ～1 l O ℃，反应时间3 h 。 2 ．2 液固比试验 小。由此见，液固比最佳值为8 1 。液固比大，耗能 根据经验数据，液固比在8 1 时G a 浸出率明显大，液固比小，浸出不完全，浸出率低。 比液固比在6 1 时高，锗的浸出率也相对高，渣率也 万方数据 9 6有色金属第6 l 卷 注酸度9 8 9 ／L ，反应时I 司3 h ，温度1 0 0 1 1 0 ℃．1 单位为g ／t ，2 单位为％o 2 ．3 酸度试验条件没有再往低的方向考查，据推测，酸度控制在 为了验证和得出酸度的最佳条件，做了2 组试7 5 9 ／L ，效果最好，于工业生产也易于控制与把握，这 验，以探索酸度对浸出率、渣率的影响，结果如表9 在后来的扩大性试验中得到了验证。在做酸度试验 所示。综合考虑始酸酸度越高，浸出效果越差，始酸中还发现反应压力为0 ．2 6 M P a 比0 ．2 M P a 整体效果 酸度越低，浸出效果越好，由表9 可以看出，控制在差，这恰好符合以上所做反应压力试验的结论。 8 8 9 0 9 ／L ，浸出率高，渣率小。由于时间关系，酸度 表9 始酸条件试验结果 ． T a b l e9E x p e r i m e n t a lr e s u l t sw i t hd i f f e r e n ti n i t i a la c i dc o n c e n t r a t i o n 1 单位为s ／t ，2 单位为％，液固比8 1 。 整个技术指标也是很有好处的。反应时间为3 h ，结 2 ．4 反应时间试验果最好，一次浸出渣率最小为2 8 ％，一次镓浸出率 反应时间条件试验结果如表1 0 所示。在反应最高8 7 ．2 7 ％，而锗的一次浸出率最高达6 4 ．5 4 ％。 完全的前提下，控制反应时间，能节约能耗，而且对 表l O 反应时间条件试验结果 T a b l e1 0 E x p e r i m e n t a lr e s u l t sw i t hd i f f e r e n tr e a c t i o nt i m e 。。。 始酸反应时间渣率浸出渣品他浸m 率／％ 缗号 ／ g ．L t ／h ／％i F ■≯i 丁i 广1 万；万一百■■■～ S Y 1 69 8 ．5 832 8 ．0 2 0 0 1 5 9 3 ．33 8 07 ．4 75 ．1 86 ．1 58 7 ．2 76 4 ．5 4 S Y 一2 09 9 ．743 5 ．62 6 01 5 0 0 ．8 24 4 06 ．5 7 4 ．3 l9 ．9 27 8 ．9 64 7 ．7 9 S Y 一2 l9 9 ．523 4 ．3 3 1 9 01 4 9 3 ．1 03 8 0 7 ．2 85 ．7 78 ．68 5 ．1 75 6 ．5 2 1 单位为s ／t ，2 单位为％。 2 ．5综合条件试验F e2 ．9 2 ％，P b1 0 ．1 7 ％，S i O ，3 0 ．8 3 ％。 综上所述，一次浸出最佳条件为反应压力 2 ．6 二次浸出试验 0 ．1 5 M P a ，始酸9 0 9 ／L ，液固比8 1 ，温度控制1 0 0 一 一次浸出镓和锗浸出率分别达8 2 ％．8 8 ％和 1 I O 。C ，反应时间3 h 。 5 5 ％一6 5 ％，为了能进一步提高镓、锗浸出率，能更 最佳条件试验结果比较理想，浸出渣量1 5 0 9 ， 大程度地优化工艺，在一次还原浸出后设置二次高 渣率3 5 ．2 ％，终酸3 6 ．7 7 9 ／L ，银和铅渣中回收率分 温高酸浸出，目的是为了进一步提高锌、镓、锗回收 别为9 5 7 ％和9 4 ．9 5 ％，G a ，G e 和Z n 浸出率分别达 率，但在试验过程中，发现银的回收率却有所降低， 到8 7 2 ％，6 4 ．5 4 ％和8 9 ．3 9 ％。综合试验浸出渣品 而镓和锗总回收率分别达8 9 ．4 ％。9 0 ．8 1 ％和 位为G a1 6 0 9 ／t ，A g1 5 0 0 9 ／t ，G e3 8 0 9 ／t ，Z n5 9 9 ％， 6 2 ．8 8 ％．7 0 ．7 7 ％，比现行工艺分别高1 0 ％和1 2 ％ 万方数据 第4 期尹朝晖从丹霞冶炼厂锌浸出渣中综合回收镓和锗 左右，渣率在1 8 ．3 7 ％一2 6 ．8 l ％。二次高温高酸浸出试验结果如表1 2 所示。 表1 1 二次高温高酸浸出试验结果 T a b l e1 1 E x p e r i m e n t a lr e s u l t so ft w o s t a g el e a c h i n gw i t hh i g ht e m p e r a t u r ea n dhJ i g ha c i d i t y 1 单位为g ／t ，2 单位为％。撅固比8 1 。 由表1 2 可知，银的品位较一次浸出渣下降，分 的经济效益与社会效益的工艺。采用湿法流程，避 析原因可能是银酸盐反溶，机理不甚明了，就如何提开回转窑的火法处理，直接从浸出渣综合回收镓、 高银的回收率，使资源综合利用率进一步提高，尚需 锗、银、锌等有价金属，工艺流程简单，与主流程结合 作进一步研究。 紧密，如所产针铁矿渣有销路，则可形成无渣排放工 3娃裕 艺，并且综合回收率有了提高，取消回转窑，能耗低， 一 ”儿 经济效益明显。镓的回收率达8 5 ％一9 0 ％，锗的回 在总结前人研究成果的基础上，针对丹霞冶炼收率达6 0 ％一6 8 ％，锌的回收率9 5 ％，银的回收率 厂的工艺与生产实际情况，不断探索、寻求、研究，成为9 2 ％一9 5 ％。 功开发出既能同时回收镓、锗、银、锌资源，又有很好 参考文献 [ 1 ] 周令治．稀散金属冶金[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 8 8 4 5 4 8 ． [ 2 ] 周令治，邹家炎．稀有金属近况[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，1 9 9 4 ， 1 4 2 4 6 ． C o m p r e h e n s i v eR e c o v e r yo fG aa n dG eA gf r o mL e a c h i n gR e s i d u eo fD a n x l aZ i n cS m e l t e r Y I NZ h a o ．h u i D a n x i aS m e l t e ro fS h e n g z h e n gZ h o n g j i nL i n g n a nN o n f e m e tC o ．1 2 d ．，S h a o g u a n5 1 2 3 2 5 ，G u a n g d o n g ，C h i n a A b s t r a c t T h ep r o c e s st o e f f e c t i v e l yr e c o v e rG a ，G e ，A gf r o mz i n cl e a c h i n gr e s i d u ef r o mJ i n s h iY e h u aS m e l t e ri s i n v e s t i g a t e d ．T h er e s u l t s s h o wt h a tb ya c i dr e d u c t i o nl e a c h i n ga tt h ef i r s t s t a g ea n dh i g ha c i d i t y a n dh i g h t e m p e r a t u r el e a c h i n ga tt h es e c o n ds t a g e ，t h et o t a lr e c o v e r yo fG aa n dG ei su pt o8 9 ．4 ％一9 0 ．8l ％a n d6 2 ．8 8 ％ 一7 0 ．7 7 ％，i n c r e a s e db yaf a c t o ro f1 0 ％a n d1 2 ％．r e s p e c t i v e l y ．T h et o t a lr e c o v e r yo fZ na n dA gi su pt o9 5 ％ a n d 9 2 ％一9 5 ％，r e s p e c t i v e l y ．， K e y w o r d s m e t a l l u r g i c a lt e c h n o l o g y ；z i n cl e a c h i n gr e s i d u e ；c o m p r e h e n s i v er e c o v e r y ；G a ；G e 万方数据