何青

摘要：在工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)不斷進步的同時，金屬資源儲量不斷減少，人類對自己生活的生態(tài)環(huán)境越來越重視，工業(yè)廢料的再利用已是大勢所趨。本文首先總結(jié)含鋅廢料的來源，和目前國內(nèi)外回收現(xiàn)狀概述，對工業(yè)廢渣進行元素分析，制定試驗流程與方法，在堿性浸出實驗中，進行動態(tài)模擬試驗研究，分別控制浸出時溫度、轉(zhuǎn)速等來總結(jié)出廢渣最優(yōu)的浸出條件。再對浸出液進行除雜研究，對除雜結(jié)果進行分析，濕法冶金工業(yè)廢渣資源化回收利用鋅的最優(yōu)浸出條件為轉(zhuǎn)速180r/min，進出時間為1.5h，液固比為15：1。希望本文對廢渣回收利用和環(huán)境保護提供參考。

關(guān)鍵詞：濕法冶金;鋅廢料;濾液除雜;鋅回收

前言：據(jù)環(huán)境部門統(tǒng)計，目前含鋅廢物來源有鉛鋅礦尾礦、火法和濕法冶煉的含鋅廢渣、生活中含鋅的廢家電，電子原件等，這些廢物中鋅主要以氧化鋅為主。鋅廢物直接污染土壤，地下水、和大氣環(huán)境。同時鋅的開發(fā)導(dǎo)致鋅原生礦越來越少，鋅資源再利用，從工業(yè)廢渣中提鋅成為國內(nèi)外研究熱點。鋅資源回收再利用，是可持續(xù)發(fā)展的必要舉措，也是改善生態(tài)環(huán)境的重要手段。

1.含鋅廢渣常用處理方法

含鋅廢渣處理方法分兩大類火法處理與濕法處理?；鸱ㄌ幚矸诸惡吞攸c如表一所列，見（表一）。

常見廢渣處理濕法處理方法分類及個方法特點見表二。

由上表統(tǒng)計分析可看出，目前對冶金工業(yè)廢渣資源化回收利用鋅的工藝種類豐富，但工業(yè)應(yīng)用都不成熟。本文通過總結(jié)前人試驗方法，研發(fā)一種2段浸出，加一酸浸工藝試驗，以達到能耗低，污染小，高回收率，設(shè)備損耗低，成本低的目的，本實驗浸出技術(shù)搭配有處理浸出渣，可以同時回收銦，硫渣與浮選尾礦壓濾后送鉛冶煉系統(tǒng)處理，可以有效回收其他金屬資源，解決鋅浸出渣污染問題，淘汰傳統(tǒng)浸出渣工藝。

2.實驗室研究

2.1實驗設(shè)備與試驗藥劑

實驗所需廢渣礦樣是從云南金鼎鉛鋅礦某3個尾礦堆附近取樣，礦樣粒度不均勻，去除部分殘渣后，利用恒溫箱進行烘干處理。實驗室首先對礦樣進行多元素分析，和鋅物相分析，分析結(jié)果見表三。實驗礦樣500克一次，礦樣粒度篩選出不同目數(shù)。實驗儀器設(shè)備主要包括錐形球磨機（磨礦）、單槽式浮選機、數(shù)顯酸度計、多用真空過濾機、電熱鼓風(fēng)干燥箱、分析篩、電子天平（稱重）、攪拌器（攪拌浸出）等。實驗所需主要藥劑有氫氧化鈉500g、硫化鈉500g、硫酸500ml、硝酸500ml、高氯酸500 ml、硼氫化鉀500g、鋅粉500g、鐵標液50ml等。

本實驗設(shè)計流程首先將固體樣品進行預(yù)處理，對樣品成分進行分析，加入氫氧化鈉浸出，加入鋅粉進行除雜，最后加入硫化鈉得出產(chǎn)品。

2.2溫度對浸出鋅的影響實驗研究

首先取20g廢渣樣品，在固定轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘、浸出時間為90分鐘、氫氧化鈉濃度為5mol/L和液固比15：1的實驗條件下，考察溫度對鋅浸出率的影響。由實驗結(jié)果分析可知，最佳的浸出溫度為70℃時，此刻鋅的浸出率最高為85.16%;當溫度低于70℃時，鋅的浸出率與溫度成正比增長關(guān)系，而當溫度大于70℃時，鋅的浸出率與溫度成反比。大于70℃時原因分析：溫度高使水分蒸發(fā)加快，溶液較為粘稠，不利于鋅在溶液中的浸出，在一定的時間內(nèi)反而使之下降。所以在固定的浸出條件內(nèi)選擇溫度為70℃時為最佳浸出溫度。

2.3轉(zhuǎn)速對浸出鋅的研究

取20g廢渣樣品，在固定轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘、浸出時間為90分鐘、氫氧化鈉濃度為5mol/L和液固比15：1的實驗條件下，考察轉(zhuǎn)速對鋅浸出率的影響。由實驗結(jié)果分析可知，當轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘時，它的浸出率最大為84.96%。鋅的浸出率呈下降的趨勢，由擴散層的定義可知，擴散層厚度與膠粒周圍的一部分陽離子由吸附層表面分布至膠粒陰電荷不能吸引的最小距離有關(guān)，當轉(zhuǎn)速在50--200轉(zhuǎn)/分鐘時，含鋅離子從固體表面至液體表面的距離變小，其意思就是擴散層厚度越小有利于擴散，而在200--400轉(zhuǎn)/分鐘導(dǎo)致形成了渦流，不利于擴散，使樣品與液體不能充分接觸，結(jié)果是浸出率反而過低。因此選擇最佳轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘。

2.4氫氧化鈉濃度對浸出鋅的研究

稱取20g廢渣樣品，在固定溫度為70℃時、固定轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘、浸出時間為90分鐘和液固比15：1的條件下，考察溫度對鋅浸出率的影響。由實驗結(jié)果分析可知，隨著氫氧化鈉濃度的升高，鋅的浸出率也逐漸升高。當濃度為5mol/L時，鋅的浸出率最高為85.78%。在濃度為mol/L時，浸出率為50%，可能是因為浸出時存在一定的操作誤差，再者就是鋅在此濃度下達到了浸出的最大值，即浸出達到飽和。而在3--5 mol/L之間，鋅的浸出率變化不是特別明顯，但是因5mol/L時，鋅的浸出率最高。理論上堿液濃度越高，鋅的浸出率越大，但是實際操作、經(jīng)濟上都不適用。故本實驗選擇氫氧化鈉濃度為5mol/L。

3.結(jié)論

分析可知，鋅在廢渣中的賦存形態(tài)相對簡單，其存在形態(tài)以氧化鋅的形式為主。用鋅粉凈化除雜的方法是可行的，己經(jīng)有工業(yè)上的應(yīng)用。其中時間和添加鋅粉的量均能使溶液中的四種離子含量降低，對于銅和鉛的效果明顯，顯著性降低了這兩種離子在溶液中的濃度。氫氧化鈉的濃度，液固比，浸出時間，浸出溫度，浸出時的轉(zhuǎn)速均對渣中鋅的浸出有影響。其中氫氧化鈉的濃度的升高有利于渣中鋅的浸出過程，浸出時間的延長也有利于鋅的浸出過程，但是液固比，浸出溫度，浸出時轉(zhuǎn)速都有一個先升高后降低的過程。因而可得出相應(yīng)的最佳浸出條件。本實驗采用氫氧化鈉浸出氧化鋅渣中的鋅。在固定溫度為70℃時、固定轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘、浸出時間為90分鐘和液固比15：1的條件下，浸出率最大為86%左右。該方法能為含鋅廢渣提供一個新的處理方案，為工業(yè)廢渣的綜合利用提供一個新的途徑。三種因素對于四種雜質(zhì)離子的去除產(chǎn)生的影響不同，其中浸出的時間和鋅的投加量對溶液中所含有的四種離子作用的變化趨勢相同即都在下降，而對于溫度而言，其可能會使部分置換的金屬反溶于溶液中。

從以上幾點結(jié)論可說明濕法冶金工業(yè)廢渣資源化回收利用鋅的研究可行，從廢渣中提取鋅的技術(shù)有推廣價值。

參考文獻

[1]付善明，周永章，趙宇鵁，曾鋒，高全洲，彭先芝，黨志，張澄博，楊小強，楊志軍.廣東大寶山鐵多金屬礦廢水對河流沿岸土壤的重金屬污染[J].環(huán)境科學(xué)，2007，28（4）：805-812.

[2]間梁文壽，覃朝科.某鉛鋅尾礦庫周邊地下水污染特征與評價m.環(huán)境與發(fā)展，2013，（11）：156-158.

[3]周建光.采用AUSMELT技術(shù)處理常規(guī)濕法煉鋅浸出渣的探討[C]采用AUSMELT技術(shù)處理常規(guī)濕法煉鋅浸出渣的探討.全國鉛鋅冶金生產(chǎn)技術(shù)及產(chǎn)品應(yīng)用學(xué)術(shù)年會

[4]程柳，謝濤，盧安軍，龍智翔.黃鉀鐵礬法煉鋅礦渣中鋅的提取條件試驗[J].廣西師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版）.2011，28（1）：50-53.

[5]曹華珍，鄭國渠，支波，唐謨堂.氨絡(luò)合物體系電積鋅的陰極過程[J].中國有色金屬學(xué)報，2005，15（4）：655-660.