孫紅燕，孔 馨，森 維，肖銳敏，魯順利

（1．紅河學(xué)院 理學(xué)院，云南 蒙自 661100；2．云南錫業(yè)集團（控股）有限責(zé)任公司，云南 個舊 661000）

工業(yè)煉鉛過程中，渣貧化階段會產(chǎn)出Pb質(zhì)量分數(shù)0．5%～4%，Zn質(zhì)量分數(shù)5%～10%的水淬渣。這種渣如果采用煙化爐吹煉或回轉(zhuǎn)爐揮發(fā)法處理，可得到次氧化鋅煙塵（Zn質(zhì)量分數(shù)40%～60%，Pb質(zhì)量分數(shù)15%～30%）和低鉛廢渣（Zn質(zhì)量分數(shù)1%～2%，Pb質(zhì)量分數(shù)0．1%～0．2%），但燃料消耗大，生產(chǎn)成本高，得到的煙塵量少［1－3］；另外，這種渣中鐵質(zhì)量分數(shù)達不到鐵精礦要求，而且含一定量重金屬鉛和鋅，難以作為鋼鐵廠的原料或水泥廠的配料［4－6］；而且，渣中的金屬銀、銻、銅、鉍等含量非常低，采用常規(guī)方法處理難以產(chǎn)生經(jīng)濟效益：因此，這種水淬渣目前只能作為固體廢渣堆存，不僅占用大量場地，其中的資源也無法循環(huán)利用［7－10］。結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實際情況，從鉛、鋅聯(lián)合冶煉角度考慮，提出了采用濕法技術(shù)回收渣中有價金屬，研究了從鉛冶煉水淬渣中綜合回收鐵，并將鐵添加到鋅煙塵處理系統(tǒng)的針鐵礦除砷、銻階段，實現(xiàn)鐵的回收利用。

1 試驗部分

1．1 試驗原料

試驗所用原料為云南某鉛冶煉廠產(chǎn)出的水淬渣，機械球磨至300目以下，化學(xué)組分見表1。X射線衍射分析結(jié)果如圖1所示。水淬渣以非晶相存在，同時含有少量鐵橄欖石和鈣鋁水合物。

表1 水淬渣的主要化學(xué)成分 %

圖1 水淬渣的XRD分析圖譜

1．2 試驗過程

球磨機為XQM－0．4L變頻行星式球磨機，南京科析實驗儀器研究所生產(chǎn)。球磨條件：球料質(zhì)量比8∶1，大球（直徑24mm）與小球（直徑10 mm）數(shù)量比為1∶6，轉(zhuǎn)速為230r／min，球磨時間90min。將300目篩下物裝入密封袋備用。

酸浸試驗在燒杯中進行，恒溫、磁力攪拌，水浴加熱。取75mL一定質(zhì)量濃度的硫酸溶液于燒杯中，調(diào)節(jié)攪拌速率并固定，當(dāng)溫度達到設(shè)定值時，加入5g球磨后的水淬渣，反應(yīng)一段時間后冷卻，真空抽濾，用重鉻酸鉀法分析酸浸液中鐵質(zhì)量濃度，計算鐵浸出率。

2 試驗結(jié)果與討論

2．1 硫酸質(zhì)量濃度對鐵浸出率的影響

浸出時間30min，溫度為室溫（24．5℃），液固體積質(zhì)量比為15∶1，硫酸質(zhì)量濃度對鐵浸出率的影響試驗結(jié)果如圖2所示。

圖2 硫酸質(zhì)量濃度對鐵浸出率的影響

由圖2看出：鐵浸出率隨硫酸質(zhì)量濃度增大而提高；硫酸質(zhì)量濃度增至175g／L后，鐵浸出率變化較小。綜合考慮，確定硫酸質(zhì)量濃度以175 g／L為宜。

2．2 浸出溫度對鐵浸出率的影響

硫酸質(zhì)量濃度175g／L，酸浸時間30min，液固體積質(zhì)量比15∶1，浸出溫度對鐵浸出率的影響試驗結(jié)果如圖3所示。

圖3 浸出溫度對鐵浸出率的影響

由圖3看出：隨溫度升高，鐵浸出率明顯升高；溫度升高至60℃后，鐵浸出率升高幅度不大。綜合考慮能源消耗等問題，確定適宜的浸出溫度為60℃。

2．3 浸出時間對鐵浸出率的影響

硫酸質(zhì)量濃度175g／L，浸出溫度60℃，液固體積質(zhì)量比15∶1，浸出時間對鐵浸出率的影響試驗結(jié)果如圖4所示。

圖4 浸出時間對鐵浸出率的影響

由圖4看出：鐵浸出率隨浸出時間延長而升高；浸出60min后，鐵浸出率變化不大。綜合考慮，確定適宜的浸出時間為60min。

3 結(jié)論

用硫酸可以從鉛冶煉水淬渣中浸出鐵。適宜浸出條件下，鐵浸出率為73．85%。浸出過程也會有少量其他雜質(zhì)浸出，通過控制浸出液pH沉淀鐵，可獲得鐵精礦。

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