濕法煉鋅無論采用哪種工藝，最終都會產(chǎn)出相當數(shù)量的浸出渣。這些浸出渣顆粒細小并含有一定量的鋅、鉛、銅、銦及金、銀等伴生有價元素。為了綜合利用浸出渣，減少環(huán)境污染同時充分有效地利用二次資源，國內外學者做了大量的研究，提出了一系列的方法，歸納起來可分為濕法工藝和火法工藝。
(1)濕法工藝
1)熱酸浸出黃鉀鐵礬法
熱酸浸出黃鉀鐵礬法于1986年開始應用于工業(yè)生產(chǎn)。我國于1985年首先在柳州市有色冶煉總廠應用，1992年西北鉛鋅廠采用該法生產(chǎn)電鋅，其設計規(guī)模為年產(chǎn)電鋅10萬t。熱酸浸出黃鉀鐵礬法是基于浸出渣中鐵酸鋅和殘留的硫化鋅等在高溫高酸條件下溶解，得到硫酸鋅溶液沉礬除鐵后返回原浸出流程，其流程包括五個過程，即中性浸出、熱酸浸出、預中和、沉礬和礬渣的酸洗，比常規(guī)浸出法增加了熱酸浸出、沉礬和鐵礬渣酸洗等過程，可使鋅的浸出率提高到97%，不需要再建浸出渣處理設施。該法沉鐵的特點：既能利用高溫高酸浸出溶解中性浸出渣中的鐵酸鋅，又能使溶出的鐵以鐵礬晶體形態(tài)從溶液中沉淀分離出來。渣處理工藝流程短，投資少，能耗低，生產(chǎn)環(huán)境好，但渣量大，渣含鐵僅30%左右，難以利用，堆存時其中可溶重金屬會污染環(huán)境。
2)熱酸浸出赤鐵礦法
熱酸浸出赤鐵礦法由日本同和礦業(yè)公司發(fā)明，1972年在飯島煉鋅廠采用。該法沉鐵是在200℃的高壓釜中進行，浸出渣中的Fe3*生成FeO沉淀，渣含鐵高達58%~60%，可作煉鐵原料，副產(chǎn)品一段石膏作水泥，二段石膏作為回收鎵、銦等的原料，因此，該法綜合利用最好，不需渣場，從而消除了渣的污染和占地。但熱酸浸出赤鐵礦法浸出和沉鐵在高壓下進行，所用設備昂貴，操作費用高。
3)針鐵礦法
熱酸浸出針鐵礦法沉鐵浸出工藝是法國Vieille-Montagne公司研究成功并于1970年開始應用于工業(yè)生產(chǎn)的。熱酸浸出針鐵礦法處理浸出渣的流程包括中性浸出、熱酸浸出、超熱酸浸出、還原、預中和、沉鐵等六個過程，可使鋅的浸出率提高到97%以上。針鐵礦法的沉鐵過程采用空氣或氧氣作氧化劑，將二價鐵離子逐步氧化為三價，然后以FeOOH形態(tài)沉淀下來。溶液中的砷、銻、氟可大量隨鐵渣沉淀而開路，因而中浸上清液的質量穩(wěn)定良好。針鐵礦法比黃鉀鐵礬法的產(chǎn)渣率小，渣含鐵較高，便于處置。
4)熱酸浸出法后利用石灰和煤灰渣處理鋅浸出棄渣
熱酸浸出法浸出的棄渣是濕法煉鋅所產(chǎn)生的固體廢物，渣中含有大量的重金屬離子。目前一般是填埋處置。為了防止浸出渣中有害物質的溶出對環(huán)境造成污染，浸出渣應先進行無害化處理，然后再做最終處置。無害化處理的方法很多，通過用石灰、煤灰渣處理含鋅浸出渣，該方法不僅簡單，易于操作，而且處理為果較好，處理后的浸出渣達到國家所規(guī)定的控制標準。某單位使用石灰、煤灰放成功處理鋅含量為21.43%、鎘含量為0.178%的鋅浸出渣，其工藝過程是：各料一混合一成型浸出渣。浸出廢渣風干過100目篩，石灰、煤灰渣分別粉碎后過40目篩，浸出渣、石灰、煤灰渣以一定的配比投入到原料混合機中，經(jīng)攪拌混合均勻，然后通過出料裝置成型，再將成型的坯體養(yǎng)護，使之形成具有一定強度的固化產(chǎn)品，然后送往處置場進行處置。
5)富氧直接浸出搭配處理鋅浸出渣
常壓富氧直接浸出工藝由奧國泰公司開發(fā)，該工藝是在氧壓浸出基礎上發(fā)展起來的，避免了氧壓浸出高壓釜設備制作要求高、操作控制難度大等問題，但同樣達到了浸出回收率高的目的。株洲冶煉集團股份有限公司采用引進奧國泰公司硫化鋅精礦常壓富氧直接浸出技術搭配處理浸出渣，同時綜合回收銦，沉銦渣送銦回收工段，硫渣與浮選尾礦壓濾后送冶煉系統(tǒng)處理。整個工藝過程中大幅消減SO。煙氣排放量，鋅的總回收率達到97%、銦回收率達到85%以上;沉鐵渣的品位達40%左右，提高了資源綜合利用率;能耗明顯降低，達到了綜合回收有價金屬的目的，同時治理環(huán)境，解決了鋅浸出渣的污染問題。
鋅冶煉過程中鐵酸鋅的生成導致后續(xù)沉鐵工藝復雜，渣量大，造成資源浪費和環(huán)境污染。針對這一問題，提出一種在CO/CO弱還原氣氛下，將鐵酸鋅選擇性分解為氧化鋅和四氧化三鐵的鋅浸出渣處理方法，焙燒產(chǎn)物可通過酸浸和磁選實現(xiàn)鐵鋅分離和回收。這一選擇性還原焙燒方法使鋅浸出渣量降低30%，同時實現(xiàn)了鋅、鐵的資源化，具有較高的經(jīng)濟和環(huán)境效益。
(2)火法工藝
回轉窯揮發(fā)法是我國處理鋅浸出渣所使用的典型方法，該法是將干燥的鋅浸出渣配以50%左右的焦粉加入回轉窯中，在1100~1300℃高溫下實現(xiàn)浸出渣中Zn 的還原揮發(fā)，然后以氧化鋅粉回收，同時在煙塵中可回收Pb、Cd、In、Ge、Ga 等有價金屬。Zn的揮發(fā)率為90%～95%，浸出渣中的Fe、SiO，和雜質約90%進入窯渣，稀散金屬部分富集于氧化鋅中利于回收，窯渣無害，易于棄置也可以加以利用。但該工藝存在窯壁黏結造成窯齡短、耐火材料消耗大、設備投資和維修費用高、工作環(huán)境差、能耗高等缺點。
我國雞街冶煉廠采用矮鼓風爐處理濕法煉鋅浸出渣。鋅浸出渣經(jīng)過干燥，根據(jù)其化學成分，選擇合適的渣型，配人一定的還原劑、熔劑和黏合劑，經(jīng)制成具有一定規(guī)格和強度的團塊后，與一定量的焦炭一起加入矮鼓風爐中1050~150℃進行還原熔煉。在熔煉過程中，鐵將被還原。為了避免爐底積鐵，通過風口鼓風將還原出來的鐵再次氧化，使其進入渣中而排出爐外。該廠用矮鼓風爐處理浸出渣的主要技術經(jīng)濟指標為：鋅回收率為90%，鉛回收率為95%，渣含鋅小干2%，每噸氧化鋅粉耗焦700kg、耗粉煤112t、爐床能率為25t/(m2·d)。該法具有操作簡單，處理能力大，對原料適應性強等特點，而且投資少，適合企業(yè)中小型煉鋅使用。
3)漩渦爐熔煉法
漩渦爐熔煉是通過沿爐子切線方向送入高速風在爐內產(chǎn)生高速氣流，當爐內有燃料燃燒時，則為灼熱氣流。高速灼熱氣流與具有巨大反應表面的細小顆粒作用，加速傳熱和傳質，強化工藝過程。由切線風口向送人的高速氣流在爐內形成強烈旋轉的渦流，爐料在高速旋轉氣流形成的離心力作用下被拋到爐壁上進行燃燒、熔化和易揮發(fā)組分的揮發(fā)，依靠碳和必要時添加的輔助燃料的燃燒，爐內溫度可達1300~1400℃，爐料中的金屬鋅、鉛、鍺、銦等揮發(fā)進入爐氣，最終以氧化鋅狀態(tài)回收，未揮發(fā)的熔體從爐壁上連續(xù)經(jīng)隔膜口落人沉淀池。漩渦爐處理鋅浸出渣，浸出渣與焦粉混合料中含碳必須大于30%，溫度高于1300℃，才能確保渣含鋅小于2%。漩渦爐熔煉法處理浸鋅渣具有金屬揮發(fā)全面、渣中有價金屬含量低、余熱能充分有效利用、設備壽命較長、生產(chǎn)過程連續(xù)穩(wěn)定、經(jīng)濟效益好等優(yōu)點。其缺點是對資源和能源的要求較高、原料制備復雜、生產(chǎn)流程長、產(chǎn)出的煙塵再處理難度大。
4)澳斯麥特技術處理鋅浸出渣
澳斯麥特技術是近年來發(fā)展起來的強化熔池熔煉技術，該熔煉技術在各種有色金屬冶煉、鋼鐵冶煉及冶煉殘渣回收處理生產(chǎn)應用方面都曾涉足。利用澳斯麥特技術處理鋅浸出渣最成功的工業(yè)化應用范例是韓國鋅公司溫山冶煉廠。該廠于1995年8月采用澳斯麥特技術處理鋅渣，產(chǎn)出無害棄渣，而且將各種有價金屬回收在產(chǎn)出的氧化煙塵中。澳斯麥特技術具有設備簡單、對爐料要求低、占地面積小、各種有價元素回收率高、能耗低等優(yōu)點，但是對于含砷較高的物料，澳斯麥特爐產(chǎn)出的煙灰含砷較高，會污染環(huán)境，而且高砷物料的處理難度也很大，還會影響鋅系統(tǒng)的正常生產(chǎn)，并且給氧化鋅煙灰中稀散金屬的回收帶來困難。
5)煙化爐連續(xù)吹煉工藝
煙化爐吹煉處理濕法煉鋅過程中產(chǎn)生浸鋅渣工藝的實質是還原揮發(fā)過程，與回轉窯揮發(fā)工藝原理基本相同，不同的是煙化法是在熔融狀態(tài)下進行，而回轉窯揮發(fā)工藝是在固態(tài)下還原揮發(fā)鋅。煙化爐揮發(fā)工藝過程是將浸鋅渣、粉煤或其他還原劑與空氣混合后鼓入煙化爐內，粉煤燃燒產(chǎn)生大量的熱和一氧化碳，使爐內保持較高的溫度和一定的還原氣氛，渣中的金屬氧化物被還原成金屬蒸氣揮發(fā)，并且在爐子的上部空間再次被爐內的一氧化碳或從三次風口吸入的空氣所氧化。
爐渣中錯、錮等金屬氧化物以煙塵形式隨煙氣一起進入收塵系統(tǒng)收集。該工藝的優(yōu)點是縮短了工藝流程,能耗較低,勞動環(huán)境得到改善,加工成本降低。但其缺點是鋅渣煙化連續(xù)吹煉全過程在原料粒度一定、給料均衡的情況下,將微機在線檢測變?yōu)槲C自動控制是可行的,但要實現(xiàn)其定運行,還需一步深人研究。
6)基夫賽特工藝搭配處理鋅浸出渣
爐內連續(xù)完成;原 ,可直接制酸;,能耗低;爐子壽命長,爐壽可達3年,維修費用省。其主要缺點是原料準各;能需干燥至含水1%以下),一次性投入較高。根據(jù)基夫賽特原料適應性強的結將鉛精礦與濕法煉鋅漫出渣搭配冶煉,不僅可以實現(xiàn)鉛冶煉技術及裝備的全面合企業(yè)循環(huán)經(jīng)濟建設中鋅精礦直接浸出所產(chǎn)出的渣料(硫渣、高酸浸出渣的空處理問題,形成先進的直接鉛冶煉濕法煉鋅浸出渣處理配套技術。
國內自主開發(fā)的富氧低次一鼓風還原工藝(sKS法)雖然解決了低濃度80,元染問題,但仍然存在能花高、氣型重金屬污染問題。與此同時,鐵生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)出大量含有價金屬的鉛每渣料,傳統(tǒng)回轉窯處理工藝金屬回收率低、污染嚴重而目大量窯渣掛存,造成資源浪費和環(huán)境污染。該技術圍繞重金屬固體廢物全牌污染控制利資源化高效利用,通過引進機再創(chuàng)新研究原料適應性強的基夫賽直接練圖技術,突貨基于搭面浸鋅道為原料的鉛閃速座陳微觀場調控下多結折1與消除氧位一貨位控制有價金屬定向分離等關鍵技術,創(chuàng)建搭配鉛鋅直料閃速密陳直接練轉新工藝,取代傳統(tǒng)的"花結規(guī)一鼓剛分"陳鉛系統(tǒng)。以株后集因為底托,建設年產(chǎn)10萬將鉛的直夢練鉛生產(chǎn)系統(tǒng),同時搭配處理10萬均以讓上含鉛鋅渣料,實現(xiàn)鉛冶煉高效清潔生產(chǎn)的同時實現(xiàn)鋅生產(chǎn)系統(tǒng)鉛鋅渣料資源化。
韓國鋅業(yè)公司1山活體)為建成一座"綠色"I廠,曾對液處理選基成過多有案的比較有改進。其原的是將除浸出連的錢場,使未來不可的責任最小■,而不是公司當前用益的最大化,其目標是4究一種與的:值組化你相同的化學反應 ,實在續(xù)化最作的每個處理工藝,連把代的連續(xù)化過程有利于含共每氣后笑想,也有用于要作管理。在大舟亞進分法給后,于10903年藏成兩收朋麥特友處圖每,直,規(guī)產(chǎn)有,的遇到了許多成成的恩,經(jīng)過一段時面的設圖以取得了不很好的說果,還進朋開生續(xù)1那必少以理年事出有過或1每片陳出攝夢菌蘆出無學期習用的發(fā)值是一個1鎮(zhèn)好的方法,該更目的正常生產(chǎn)逐步將關了藥生產(chǎn)過周立中的制過有體存的期時隨道,5化你比4的將經(jīng)水燁后出惜樂x2 ,從而真正比實期了"無忘每質"的肉惠,淚小每出等一讀的凌等菌小里工藝,沒展力為12萬6平基慢出。食水25路是出有龍熊50.211,
石英溶劑經(jīng)配料、混合后加入第一段澳斯麥特熔煉爐。熔煉爐頂部噴槍送入富氧空氣、粉煤，二次燃燒空氣進行浸沒熔煉，產(chǎn)出的含鋅氧化物煙塵和SO。煙氣經(jīng)沉降室余熱鍋爐降溫，電收塵機除塵后，尾氣含有SO1%左右，通過氧化鋅吸收后排空。沉降室收集的粗塵返回熔煉爐，余熱鍋爐和電收塵器收集的混合氧化物作為尾氣洗滌吸收劑，經(jīng)洗滌產(chǎn)出的亞硫酸鋅礦漿回煉鋅廠回收鋅和硫酸。熔煉爐下部排渣口將熔融渣送往第二段澳斯麥特爐進一步貧化，第二段爐設有單獨的煙氣處理系統(tǒng)，由于第二段爐的煙氣不含SO，所以無尾氣吸收裝置。煙氣經(jīng)沉降室、熱回收降溫至200℃，再經(jīng)布袋收塵器除塵后直接排放，二段爐的氧化鋅煙塵送浸出廠。二段爐設有放渣口和底部放出口，廢渣由放渣口排出后水淬外售，銅锍由底部放出口間斷排放，送銅廠處理。熔煉爐操作溫度1270℃，貧化爐操作溫度為1300~1320℃。該廠1995年初產(chǎn)遇到的主要問題是：由于噴濺造成上升煙道的堵塞，噴槍下部壽命短;耐火材料過度損壞。經(jīng)溫山冶煉廠不斷改進已取得了很好的效果。生產(chǎn)實踐數(shù)據(jù)為：鋅回收率86%，鉛回收率91%，銀回收率88%(其中，71.5%進入氧化鋅煙塵，其余進入銅锍)。廢渣含鋅小于3%，含鉛小于0.3%，銅、銻以黃渣形式得以回收。
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