湿法炼锌铁矾渣无害化处理方法研究

陈胜进，曹建成，钱冬枝，潘芝华

（铜陵有色金属集团铜冠有色池州公司，安徽 池州 247000）

铁矾渣是有色金属湿法冶金除铁过程中形成的一种固体废弃渣，目前国内20几家锌冶炼企业多采用热酸浸出-黄钾铁矾工艺[1]，产出的铁矾渣一般含铁25%～30%，锌3%～6%，铅0.1%～0.5%，还有铜、镉、铟、锗等金属元素，其物相主要是六方晶系铵铁矾、钠铁矾或铅锌铁矾等混合铁矾，铁酸锌，硫酸锌等。因无经济有效的处理手段，现阶段各厂家的铁矾渣堆存居多。根据《国家危险废物名录》（2016年版）规定，铁矾渣属危险废物，不能长期堆存。

目前处理铁矾渣的方法主要有热分解、碱分解、酸分解及水泥固化处理[2]，但热分解和水泥固化成本较高，碱分解和酸分解工艺复杂、易造成二次污染，鲜有工程应用实例。本文根据对铁矾渣主要浸出毒性特点的研究，采用“酸浸+水洗”[3]脱除毒性因子的方法实现铁矾渣无害化，并能综合回收铁矾渣中的有价金属。

1 铁矾渣浸出毒性鉴别

1.1 原料与方法

试验以安徽某冶炼企业库存的自产铁矾渣为原料，含铁28.3%，含锌3.74%，水分21.13%

浸出毒性鉴别实验（HJ/T299-2007）：量取2000mL蒸馏水于3000mL的烧杯中，用质量比2：1的硫酸-硝酸混合液调节液体PH值为3.20(正负误差0.05)；向混合液中加入200g（干量）铁矾渣，在室温条件下搅拌18h（正负误差2h）；停止搅拌澄清0.5h，取上清液检测分析。

图1 铁矾渣“酸浸—水洗”处理工艺流程图

1.2 结果与讨论

由检测结果可以看出，铁矾渣直接进行浸出毒性检测时超标的毒性因子只有Zn和Cd离子，是主要的毒性因子，只要将这两种毒性因子脱除，就可以达到铁矾渣无害化的目的。根据鉴别实验的反应条件，这两种毒性因子应该是可溶于稀酸的，理论上可以通过酸浸法进行脱除。两种主要毒性因子中，Zn超标最高，达标准值得35倍，为保证脱除效果，验证实验采用酸浸+水洗两步处理，水洗渣进行浸出毒性鉴别以检测处理效果。

2 无害化处理验证实验

2.1 实验方法

取铁矾渣8Kg，加40L水浆化后加入反应釜，加入浓硫酸100ml调节PH 值，控制反应温度60℃，搅拌时间60分钟，反应时间达到后停止搅拌，抽滤。抽滤渣再入反应釜配水40L，控制反应温度60℃，搅拌60分钟后进行抽滤取样分析。水洗渣进行浸出毒性检测（参照HJ/T299-2007）

表1 铁矾渣成分分析及浸出毒性检测结果（单位：mg/l）

表2 水洗渣成分分析及浸出毒性检测结果（表中单位：mg/L）

2.2 实验结果

结果分析：水洗渣浸出毒性检测各指标均远低于鉴别标准，说明酸浸+水洗处理完全可以达到无害化处理的目的；经处理后，水洗渣中锌、铜、镉等有价金属大幅减少，进入到溶液中，其中锌约84%的、铜约59%的、镉约86%，这部分有价金属可以通过加碱沉淀的方法进行回收[4]。

3 结论

（1）铁矾渣浸出毒性鉴别主要毒性因子为锌、镉，其中锌超标达35倍；

（2）“酸浸—水洗”处理后，铁矾渣浸出毒性鉴别为无害渣；

（3）“酸浸—水洗”处理工艺简单、可靠性强，并可综合回收锌、铜、镉等有价金属，具有一定的经济效益。

（4）铁矾渣“酸浸—水洗”处理工业化应用工艺流程如下。