[發明專利]一種鋅精礦高壓氧浸硫渣的綜合利用方法

有效

• 申請號: 201410307879.4
• 申請日: 2014-07-01
• 公開（公告）號: CN104120272A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 李國斌;蘇毅;羅康碧;李滬萍;胡亮
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;C01B17/06;C01B17/027
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技術領域

本發明屬冶金行業中固體廢棄物利用的研究領域，具體為涉及鋅精礦高壓氧浸過程中產生的含硫渣的綜合利用方法。

背景技術

采用高壓氧浸工藝浸出鋅精礦，在高壓釜中鋅精礦與氧氣、電解廢酸等反應，控制一定的溫度與壓力，鋅精礦可直接浸出為ZnSO4溶液并產生單質硫磺，單質硫磺與精礦原料帶入的其它不溶性雜質混合，經分離后得到氧壓浸出渣，該渣的主要成分為含硫60～80%，Zn6~10%，Fe2～7%，Pb1～6%，Ag400～800g/t，Hg0.15～0.2%等，所以氧壓浸出渣的主要成分為硫，其中大部分為元素硫，含量大于60%，且含有重金屬元素鉛、鋅、鐵、銀和汞等。含有不穩定元素硫和重金屬元素的硫渣如果大量堆積，對生態環境會造成嚴重污染、且浪費具有較高價值的硫資源和有價金屬元素。

鋅精礦高壓氧浸硫渣的處理，目前主要有以下幾種方式：用作黃鐵礦制酸工廠的原料，配料后生產硫酸，但受運輸和價格等因素的制約；將渣經過浮選分離得到硫精礦，再對硫精礦進行熔硫、熱濾、打包造粒等以提取硫磺產品，該方法實現難度較大，且得到的硫磺產品質量難以保證；通過真空蒸餾法使硫揮發后回收得到硫磺產品，但該法在回收硫的同時，汞會隨硫一起揮發進入硫產品，影響硫磺產品品質，同時該法對設備要求苛刻，難以實現工業規模生產等。

鋅精礦高壓氧浸硫渣屬二次資源，富含硫及鋅、鉛、銀及汞等有價成分，本發明的目的就是開發一條通過提取硫渣中的單質態硫，同時富集渣中的鉛、鋅、鐵、銀、汞等有價金屬的專有技術。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用工業廢棄物鋅精礦高壓氧浸硫渣生產具有較高價值的硫磺產品的工藝路線，達到廢物利用，實現循環經濟、節能減排目的；該處理方法采用的工藝過程簡單，條件溫和，硫提取率高，硫、汞分離效果好，處理成本低，易于實現工業化生產。

本發明通過下述方法實現本發明目的：

A、通過液體加料管把水加入到浸出槽中，浸出槽體積60%處設置有中間隔網，然后在水的下部加入二硫化碳，在100rpm攪拌條件下加入鋅精礦高壓氧浸硫渣，鋅精礦高壓氧浸硫渣與二硫化碳的質量比為1:2～1:4，在水封的條件下于室溫下、250-400rpm攪拌反應0.5～1.0h，浸出硫渣物料中的硫；其中所有加入物料的總體積（即水、二硫化碳、鋅精礦高壓氧浸硫渣的固液混合體積）為浸出槽體積的75-85%，鋅精礦高壓氧浸硫渣與二硫化碳的固液體積為浸出槽體積的50-60%；?

（B）對步驟A得到的固液混合物料，通過浸出槽底部的出料管通入預先加有水的真空過濾槽的水下底部，在水封的條件下過濾，濾渣用水洗滌3次得到富集鋅、汞等的富集渣，合并所有過濾濾液；水的作用是在真空過濾槽上部形成一定高度的水封層避免二硫化碳的揮發，過濾是完成浸出殘渣和液相（二硫化碳和水）的分離，過濾時利用最上層的水對殘渣中可能存在的二硫化碳進行洗滌，以回收二硫化碳進行再次使用。

（C）步驟B得到的濾液靜置分層后，收集二硫化碳有機相，并通過管道導入蒸餾器中，在常壓、溫度50～80℃條件下加溫蒸餾，蒸出二硫化碳后得到的固體物料即為高品質的硫磺產品；蒸出的二硫化碳采用溫度為10℃左右的水在淋洗塔中冷卻、淋洗收集回收后返回A步驟循環使用。

本發明中所述浸出槽包括槽體、液體加料管、固體加料管、導氣管、中間格網、出料管，其中中間隔網的位置位于浸出槽槽體積60%處，中間隔網為80～200目的篩網，可保證上下部分液體的流動，中間隔網的作用是保證在攪拌浸出反應過程中，中間隔網上部的水基本保持靜止或不與下部液相混合的層流狀態，從而達到密封下部液相的目的，以盡量防止二硫化碳的逸出；液體加料管和固體加料管設置在槽體內，且出口端位于槽體內底部，浸出槽為密封裝置，導氣管設置在槽體上部，出料管設置在槽體底部。

本發明方法中在向浸出槽中加入物料時，首先加入水，然后再在水的下部注入二硫化碳有機相，最后在低攪拌速度的條件下加入固體物料硫渣，硫渣和二硫化碳的總體積正好達到中間隔網的下部，使水正好在中間隔網的上部，從而保證反應器中水對二硫化碳的水封作用。

本發明中浸出槽、過濾槽均為密封裝置，設備中逸出的少量二硫化碳氣體通過管道引入淋洗塔中集中收集循環使用。