一种锌精矿高压氧浸硫渣的综合利用方法
【专利摘要】本发明涉及一种锌精矿高压氧浸硫渣的综合利用方法，属于冶金行业中工业废渣综合利用的领域。本发明方法是把硫渣加入到含有水和二硫化碳的浸出槽中，水起到封闭作用，防止浸出过程中二硫化碳挥发，搅拌反应后经真空过滤、蒸馏得到高品质的硫磺产品，滤渣经洗涤、干燥后得到富集锌汞的富集渣；采用上述方法得到的硫磺产品含硫99.5%以上，Hg小于0.02mg/kg，富集渣中Zn含量达到25%左右，Ag1600g/t以上，Hg0.5%左右；本技术不仅可以充分利用工业废弃物硫渣，为硫渣的利用开发一条新的应用途径，变废为宝，同时可减轻冶炼厂的环保压力，降低环境污染，提高企业经济效益。
【专利说明】一种锌精矿高压氧浸硫渣的综合利用方法
【技术领域】
[0001] 本发明属冶金行业中固体废弃物利用的研究领域，具体为涉及锌精矿高压氧浸过 程中产生的含硫渣的综合利用方法。
【背景技术】
[0002] 采用高压氧浸工艺浸出锌精矿，在高压釜中锌精矿与氧气、电解废酸等反应，控 制一定的温度与压力，锌精矿可直接浸出为ZnS04溶液并产生单质硫磺，单质硫磺与精矿 原料带入的其它不溶性杂质混合，经分离后得到氧压浸出渣，该渣的主要成分为含硫60? 80%，Zn6?10%，Fe2 ?7%，Pbl ?6%，Ag400 ?800g/t，HgO. 15 ?0· 2% 等，所以氧压浸出渣 的主要成分为硫，其中大部分为元素硫，含量大于60%，且含有重金属元素铅、锌、铁、银和汞 等。含有不稳定元素硫和重金属元素的硫渣如果大量堆积，对生态环境会造成严重污染、且 浪费具有较高价值的硫资源和有价金属元素。
[0003] 锌精矿高压氧浸硫渣的处理，目前主要有以下几种方式：用作黄铁矿制酸工厂的 原料，配料后生产硫酸，但受运输和价格等因素的制约；将渣经过浮选分离得到硫精矿，再 对硫精矿进行熔硫、热滤、打包造粒等以提取硫磺产品，该方法实现难度较大，且得到的硫 磺产品质量难以保证；通过真空蒸馏法使硫挥发后回收得到硫磺产品，但该法在回收硫的 同时，汞会随硫一起挥发进入硫产品，影响硫磺产品品质，同时该法对设备要求苛刻，难以 实现工业规模生产等。
[0004] 锌精矿高压氧浸硫渣属二次资源，富含硫及锌、铅、银及汞等有价成分，本发明的 目的就是开发一条通过提取硫渣中的单质态硫，同时富集渣中的铅、锌、铁、银、汞等有价金 属的专有技术。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种利用工业废弃物锌精矿高压氧浸硫渣生产具有较高 价值的硫磺产品的工艺路线，达到废物利用，实现循环经济、节能减排目的；该处理方法采 用的工艺过程简单，条件温和，硫提取率高，硫、汞分离效果好，处理成本低，易于实现工业 化生产。
[0006] 本发明通过下述方法实现本发明目的： A、通过液体加料管把水加入到浸出槽中，浸出槽体积60%处设置有中间隔网，然后在 水的下部加入二硫化碳，在l〇〇rpm搅拌条件下加入锌精矿高压氧浸硫渣，锌精矿高压氧浸 硫渣与二硫化碳的质量比为1:2?1:4,在水封的条件下于室温下、250-400rpm搅拌反应 0. 5?1. 0h，浸出硫渣物料中的硫；其中所有加入物料的总体积（即水、二硫化碳、锌精矿高 压氧浸硫渣的固液混合体积）为浸出槽体积的75-85%，锌精矿高压氧浸硫渣与二硫化碳的 固液体积为浸出槽体积的50-60% ; (B)对步骤A得到的固液混合物料，通过浸出槽底部的出料管通入预先加有水的真空 过滤槽的水下底部，在水封的条件下过滤，滤渣用水洗涤3次得到富集锌、汞等的富集渣， 合并所有过滤滤液；水的作用是在真空过滤槽上部形成一定高度的水封层避免二硫化碳的 挥发，过滤是完成浸出残渣和液相(二硫化碳和水）的分离，过滤时利用最上层的水对残渣 中可能存在的二硫化碳进行洗涤，以回收二硫化碳进行再次使用。
[0007] (C)步骤B得到的滤液静置分层后，收集二硫化碳有机相，并通过管道导入蒸馏器 中，在常压、温度50?80°C条件下加温蒸馏，蒸出二硫化碳后得到的固体物料即为高品质 的硫磺产品；蒸出的二硫化碳采用温度为l〇°C左右的水在淋洗塔中冷却、淋洗收集回收后 返回A步骤循环使用。
[0008] 本发明中所述浸出槽包括槽体、液体加料管、固体加料管、导气管、中间格网、出料 管，其中中间隔网的位置位于浸出槽槽体积60%处，中间隔网为80?200目的筛网，可保证 上下部分液体的流动，中间隔网的作用是保证在搅拌浸出反应过程中，中间隔网上部的水 基本保持静止或不与下部液相混合的层流状态，从而达到密封下部液相的目的，以尽量防 止二硫化碳的逸出；液体加料管和固体加料管设置在槽体内，且出口端位于槽体内底部，浸 出槽为密封装置，导气管设置在槽体上部，出料管设置在槽体底部。
[0009] 本发明方法中在向浸出槽中加入物料时，首先加入水，然后再在水的下部注入二 硫化碳有机相，最后在低搅拌速度的条件下加入固体物料硫渣，硫渣和二硫化碳的总体积 正好达到中间隔网的下部，使水正好在中间隔网的上部，从而保证反应器中水对二硫化碳 的水封作用。
[0010] 本发明中浸出槽、过滤槽均为密封装置，设备中逸出的少量二硫化碳气体通过管 道引入淋洗塔中集中收集循环使用。
[0011] 本发明的效果和优点：采用上述方法得到的硫磺产品含硫99. 5以上，Hg小于 0· 02mg/kg，富集渣中Zn含量达到25%左右，Agl600g/t以上，HgO. 5%左右。本技术不仅可 以充分利用工业废弃物硫渣，为硫渣的利用开发一条新的应用途径，变废为宝，同时可减轻 冶炼厂的环保压力，降低环境污染，提高企业经济效益；本发明浸出槽的内部结构可满足在 搅拌条件下完成硫渣中硫的浸出，同时由于存在相对稳定的水层高度（中间隔网的作用）， 可避免浸出过程二硫化碳的挥发。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1为本发明中浸出槽的结构示意图； 图中：1_槽体；2-液体加料管；3-固体加料管；4-导气管；5-中间格网；6-出料管； 7-搅拌器。
【具体实施方式】
[0013] 下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围不局限 于所述内容。
[0014] 实施例1 :通过液体加料管把水加入到浸出槽中，浸出槽槽体积60%处设置有中 间隔网，然后在水的下部加入二硫化碳，在l〇〇rpm搅拌条件下加入含74. 58%硫、8. 25%Zn、 527g/tAg和0. 17%Hg的锌精矿高压氧浸硫渣，锌精矿高压氧浸硫渣与二硫化碳的质量比为 1:2,加料完毕后，提高搅拌速度至250rpm，在水封的条件下于室温下搅拌反应1. Oh浸出硫 渣物料中的硫；其中所有加入物料的总体积为浸出槽体积的85%，锌精矿高压氧浸硫渣与 二硫化碳的固液体积为浸出槽体积的60% ; 然后通过浸出槽底部的出料管通入预先加有水的真空过滤槽的水下底部，在水封的条 件下进行真空过滤(液固分离)，滤渣用水洗涤3次，得到锌、汞等的富集渣，合并所有过滤 滤液；滤液静置分层后，收集二硫化碳有机相，并将二硫化碳有机相通过管道送入蒸馏器， 在常压下于50°C进行蒸馏，蒸出全部液体，得到硫磺产品；蒸出的二硫化碳导入淋洗塔中， 采用温度为l〇°C的水冷却、淋洗收集回收后返回浸出槽循环使用；分析表明，硫磺产品含 S 99. 74%，Hg 0· 17mg/kg，外观为黄色，硫的收率为 95. 32% ;富集渣含 Zn 26. 95%、HgO. 54%、 Agl748g/t。
[0015] 本实施例使用的浸出槽包括槽体1、液体加料管2、固体加料管3、导气管4、中间格 网5、出料管6、搅拌器7,其中中间隔网5的位置位于浸出槽槽体积60%处，液体加料管2和 固体加料管3设置在槽体1内，且出口端位于槽体内底部，浸出槽为密封装置，导气管4设 置在槽体1上部，出料管6设置在槽体底部，搅拌器7设置在槽体内底部(见图1)。
[0016] 实施例2 :通过液体加料管把水加入到浸出槽中，浸出槽槽体积60%处设置有中 间隔网，然后在水的下部加入二硫化碳，在l〇〇rpm搅拌条件下加入含74. 58%硫、8. 25%Zn、 527g/tAg和0. 17%Hg的锌精矿高压氧浸硫渣，锌精矿高压氧浸硫渣与二硫化碳的质量比为 1:4,加料完毕后，提高搅拌速度至400rpm，在水封的条件下于室温下搅拌反应0. 5h浸出硫 渣物料中的硫；其中所有加入物料的总体积为浸出槽体积的80%，锌精矿高压氧浸硫渣与 二硫化碳的固液体积为浸出槽体积的55% ; 然后通过浸出槽底部的出料管通入预先加有水的真空过滤槽的水下底部，在水封的条 件下进行真空过滤(液固分离)，滤渣用水洗涤3次，得到锌、汞等的富集渣，合并所有过滤 滤液；滤液静置分层后，收集二硫化碳有机相，并将二硫化碳有机相通过管道送入蒸馏器， 在常压下于70°C进行蒸馏，蒸出全部液体，得到硫磺产品；蒸出的二硫化碳导入淋洗塔中， 采用温度为l〇°C的水冷却、淋洗收集回收后返回浸出槽循环使用。分析表明，硫磺产品含 S 99. 62%，Hg 0· 02mg/kg，外观为黄色，硫的收率为 95. 89% ;富集渣含 Zn 25. 32%、HgO. 50%、 Agl674g/t。
[0017] 本实施例使用的浸出槽结构同实施例1。
[0018] 实施例3 :通过液体加料管把水加入到浸出槽中，浸出槽槽体积60%处设置有中 间隔网，然后在水的下部加入二硫化碳，在lOOrpm搅拌条件下加入含74. 58%硫、8. 25%Zn、 527g/tAg和0. 17%Hg的锌精矿高压氧浸硫渣，锌精矿高压氧浸硫渣与二硫化碳的质量比为 1:3,加料完毕后，提高搅拌速度至300rpm，在水封的条件下于室温下搅拌反应0. 75h浸出 硫渣物料中的硫；其中所有加入物料的总体积为浸出槽体积的75%，锌精矿高压氧浸硫渣 与二硫化碳的固液体积为浸出槽体积的50% ; 然后通过浸出槽底部的出料管通入预先加有水的真空过滤槽的水下底部，在水封的条 件下进行真空过滤(液固分离)，滤渣用水洗涤3次，得到锌、汞等的富集渣，合并所有过滤 滤液；滤液静置分层后，收集二硫化碳有机相，并将二硫化碳有机相通过管道送入蒸馏器， 在常压下于80°C进行蒸馏，蒸出全部液体，得到硫磺产品；蒸出的二硫化碳导入淋洗塔中， 采用温度为l〇°C的水冷却、淋洗收集回收后返回浸出槽循环使用；分析表明，硫磺产品含 S 99. 58%，Hg 0· 02mg/kg，外观为黄色，硫的收率为 94. 85% ;富集渣含 Zn 26. 17%、HgO. 58%、 Agl723g/t。
[0019] 本实施例使用的浸出槽结构同实施例1。
[0020] 实施例4 :通过液体加料管把水加入到浸出槽中，浸出槽槽体积60%处设置有中 间隔网，然后在水的下部加入二硫化碳，在l〇〇rpm搅拌条件下加入含74. 58%硫、8. 25%Zn、 527g/tAg和0. 17%Hg的锌精矿高压氧浸硫渣，锌精矿高压氧浸硫渣与二硫化碳的质量比为 1:3,加料完毕后，提高搅拌速度至350rpm，在水封的条件下于室温下搅拌反应lh浸出硫渣 物料中的硫；其中所有加入物料的总体积为浸出槽体积的75%，锌精矿高压氧浸硫渣与二 硫化碳的固液体积为浸出槽体积的60% ; 然后通过浸出槽底部的出料管通入预先加有水的真空过滤槽的水下底部，在水封的条 件下进行真空过滤(液固分离)，滤渣用水洗涤3次，得到锌、汞等的富集渣，合并所有过滤 滤液；滤液静置分层后，收集二硫化碳有机相，并将二硫化碳有机相通过管道送入蒸馏器， 在常压下于60°C进行蒸馏，蒸出全部液体，得到硫磺产品；蒸出的二硫化碳导入淋洗塔中， 采用温度为l〇°C的水冷却、淋洗收集回收后返回浸出槽循环使用；分析表明，硫磺产品含 S 99. 69%，Hg 0· 12mg/kg，外观为黄色，硫的收率为 96. 15% ;富集渣含 Zn 24. 83%、HgO. 62%、 Agl643g/t。
[0021] 本实施例使用的浸出槽结构同实施例1。
【权利要求】
1. 一种锌精矿高压氧浸硫渣的综合利用方法，其特征在于经过下列工艺步骤： A、 通过液体加料管把水加入到浸出槽中，浸出槽槽体积60%处设置有中间隔网，然后 在水的下部加入二硫化碳，在l〇〇rpm搅拌条件下加入锌精矿高压氧浸硫渔，锌精矿高压氧 浸硫渔与二硫化碳的质量比为1:2?1:4,在水封的条件下于室温下、250?400rpm搅拌反 应0. 5?1. Oh浸出硫渣物料中的硫；其中所有加入物料的总体积为浸出槽体积的75-85%， 锌精矿高压氧浸硫渣与二硫化碳的固液体积为浸出槽体积的50-60% ; B、 对步骤A得到的固液混合物料，通过管道导入预先加有水的真空过滤槽的水下底 部，在水封的条件下过滤，滤渣用水洗涤3次得到富集锌、汞的富集渣，合并所有过滤滤液； C、 步骤B得到的滤液静置分层后，收集二硫化碳有机相，并通过管道导入蒸馏器中，在 常压、温度50?80°C条件下加温蒸馏，蒸出二硫化碳后得到的固体物料即为硫磺产品，蒸 出的二硫化碳采用温度为l〇°C的水在淋洗塔中冷却、淋洗收集回收后返回步骤A循环使 用。
2. 根据权利要求1所述的锌精矿高压氧浸硫渣的综合利用方法，其特征在于：浸出槽 包括槽体、液体加料管、固体加料管、导气管、中间格网、出料管、搅拌器，其中中间隔网的位 置位于浸出槽槽体积60%处，液体加料管和固体加料管设置在槽体内，且出口端位于槽体 内底部，浸出槽为密封装置，导气管设置在槽体上部，出料管设置在槽体底部，搅拌器设置 在槽体内底部。
3. 根据权利要求1所述的锌精矿高压氧浸硫渣的综合利用方法，其特征在于：中间隔 网为80?200目的筛网。
【文档编号】C01B17/027GK104120272SQ201410307879
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月1日 优先权日:2014年7月1日
【发明者】李国斌, 苏毅, 罗康碧, 李沪萍, 胡亮 申请人:昆明理工大学