权利要求
在铅锌冶炼含硫烟尘浸出液中加入铅粉并进行保温反应，随后液固分离得到硫酸锌溶液和浸出渣。
2.根据权利要求1所述的一种铅锌冶炼含硫烟尘浸出液中单质硫的脱除方法，其特征在于，所述铅粉与所述铅锌冶炼含硫烟尘浸出液中单质硫的摩尔比为1.1~2.0:1。
3.根据权利要求1所述的一种铅锌冶炼含硫烟尘浸出液中单质硫的脱除方法，其特征在于，所述保温反应的温度为60℃~90℃。
4.根据权利要求1所述的一种铅锌冶炼含硫烟尘浸出液中单质硫的脱除方法，其特征在于，所述保温反应的时间为30min~120 min。
5.根据权利要求1所述的一种铅锌冶炼含硫烟尘浸出液中单质硫的脱除方法，其特征在于，所述铅粉的有效金属铅含量为90%~99.99%。
6.根据权利要求1所述的一种铅锌冶炼含硫烟尘浸出液中单质硫的脱除方法，其特征在于，所述铅锌冶炼含硫烟尘浸出液的pH<7。
7.根据权利要求6所述的一种铅锌冶炼含硫烟尘浸出液中单质硫的脱除方法，其特征在于，所述铅锌冶炼含硫烟尘浸出液的pH为4.6~5.2。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的一种铅锌冶炼含硫烟尘浸出液中单质硫的脱除方法，其特征在于，所述铅粉为雾化铅粉、球磨铅粉、电解铅粉、还原铅粉中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的一种铅锌冶炼含硫烟尘浸出液中单质硫的脱除方法，其特征在于，所述硫酸锌溶液中单质硫含量小于10 mg/L。
10.根据权利要求9所述的一种铅锌冶炼含硫烟尘浸出液中单质硫的脱除方法，其特征在于，所述铅粉中，粒径为0μm~100μm占比为80%~100%。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及铅锌冶炼技术领域，具体涉及一种铅锌冶炼含硫烟尘浸出液中单质硫的脱除方法。
背景技术
[0002]金属锌是常见的有色金属，其在有色金属的消费中位列前三，每年生产的金属锌约一半用于镀锌，其他主要用于生产锌合金、黄铜和青铜、氧化锌、干电池和化工制品。我国铅锌产量总体保持增长势头，据统计，2024年中国锌产量为683.7万吨。
[0003]传统生产工艺中，火法生产金属锌约占总锌的15%，湿法冶金生产金属锌约占总锌的85%，在湿法冶金生产金属锌中，主要采用传统的“焙烧/还原-浸出-净化-电积”工艺，而浸出工序会产生大量锌浸出渣，目前对锌浸出渣的处理方法有湿法冶金和火法冶金，其中火法冶金主要采用回转窑还原挥发法/烟化吹炼挥发法。其原理是将锌浸出渣和还原剂按一定比例混合后在窑/炉体内进行还原熔炼，还原剂主要为焦炭、煤粉等，通常炉内温度一般达到1100～1300℃，在此温度下，渣中可挥发的有价金属以氧化烟尘的形式挥发，随后对挥发烟尘进行捕集回收，回收的烟尘再进行酸浸回收有价金属，此工艺对锌的挥发率高达90%以上。利用挥发工艺在提高有价金属的回收率的同时还可以控制锌浸出渣的处理成本和处理量。
[0004]在原矿石还原挥发焙烧或者浸出渣还原挥发焙烧过程中，当窑/炉体内氧势控制不好时，原料中存在硫时，部分硫会被还原为单质硫，并以硫蒸气进入烟尘中，该烟尘经过捕集后进入酸性浸出。因烟尘颗粒极细(微米级)，吸附能力强，在捕集过程中，硫蒸气附着在烟尘表面。在后续酸性浸出中(60~95℃)，烟尘中的单质硫(一般低于5%)会以熔化或半熔化状态进入浸出液中，并与浸出液处于混溶状态，会导致浸出浆液粘度增加，液固分离出现困难，同时导致后续净化脱除铜、镉、钴等杂质元素时出现溶液发黑，杂质元素脱除困难等问题。目前尚未发现有效解决该问题的报道。
发明内容
[0005]为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种铅锌冶炼含硫烟尘浸出液中单质硫的脱除方法，本发明通过向铅锌冶炼含硫烟尘浸出液中添加铅粉，将浸出液中的单质硫脱除，生成不活泼的化合物硫化铅沉淀，随后液固分离，将硫化铅从铅锌冶炼含硫烟尘浸出液中脱离出来，达到消除单质硫影响的目的。
[0006]本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
本发明的第一个目的是提供一种铅锌冶炼含硫烟尘浸出液中单质硫的脱除方法，包括以下步骤：
将铅锌冶炼含硫烟尘浸出液加入铅粉并进行保温反应，随后液固分离得到硫酸锌溶液和浸出渣。
[0007]本发明的有益效果是：本发明通过向铅锌冶炼含硫烟尘浸出液中添加铅粉，将浸出液中的单质硫脱除，生成不活泼的化合物硫化铅沉淀，将硫化铅从铅锌冶炼含硫烟尘浸出液中分离出来，达到消除单质硫影响的目的，本发明的脱除方法简单、高效、易操作、试剂成本低，不影响后续净化脱除铜、镉、钴等杂质元素。
[0008]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0009]进一步，所述铅粉与所述铅锌冶炼含硫烟尘浸出液中单质硫的摩尔比为1.1~2.0:1。
[0010]进一步，所述保温反应的温度为60℃~90℃。
[0011]进一步，所述保温反应的时间为30min~120 min。
[0012]进一步，所述铅粉的有效金属铅含量为90%~99.99%。
[0013]采用上述进一步方案的有益效果是：铅粉脱除单质硫效果好，脱除率达到95%以上。
[0014]进一步，所述铅锌冶炼含硫烟尘浸出液的pH<7。
[0015]进一步，所述铅锌冶炼含硫烟尘浸出液的pH为4.6~5.2。
[0016]采用上述进一步方案的有益效果是：铅锌冶炼含硫烟尘浸出液的主要成分为硫酸锌，元素锌含量为120~170g/L。
[0017]进一步，所述铅粉为雾化铅粉、球磨铅粉、电解铅粉、还原铅粉中的至少一种。
[0018]采用上述进一步方案的有益效果是：本发明简单、高效、易操作、试剂成本低。
[0019]进一步，所述硫酸锌溶液中单质硫含量小于10 mg/L。
[0020]采用上述进一步方案的有益效果是：铅粉脱除单质硫效果好，脱除单质硫后的硫酸锌溶液中单质硫含量小于10 mg/L，脱除率达到95%以上。
[0021]进一步，所述铅粉的粒径为100μm以下占比80%以上。
附图说明
[0022]图1为本发明实施例1分离出的脱硫渣图;
图2为本发明实施例1的工艺流程图。
具体实施方式
[0023]以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0024]实施例1：
本实施例所用的铅锌冶炼含硫烟尘浸出液为新疆地区某厂的烟尘浸出液，pH为4.8，其主要成分如表1所示：
表1
(1)如图2所示，向表1所示的铅锌冶炼含硫烟尘酸性浸出液中加入雾化铅粉在70℃下保温90 min，其中雾化铅粉中有效金属铅的含量为94%，0~100 μm粒度的铅粉占比97%，铅粉添加量按铅粉中有效金属铅与烟尘酸性浸出液中单质硫含量的摩尔比为1.2:1，即铅粉的加入量为4.21 kg/m3。
[0025](2)随后进行液固分离，获得硫酸锌溶液和脱硫渣。
[0026]经检测发现，在保温过程中溶液中的单质硫含量逐渐减少，在保温90 min后，单质硫含量为5 mg/L，单质硫的脱除率达到99.02%，混合浆液液固分离后的渣主要物相为PbS、Pb，如图1所示，液固分离后的溶液进入溶液净化系统，净化工序顺行畅通。
[0027]实施例2：
本实施例所用的铅锌冶炼含硫烟尘浸出液为内蒙古某厂的烟尘酸性浸出液，pH为5.1，其主要成分如表2所示：
表2
(1)向表2所示的铅锌冶炼含硫烟尘浸出液中加入球磨铅粉在80℃下保温60 min，其中球磨铅粉中有效金属铅的含量为96%，0~100 μm粒度的铅粉占比100%，铅粉添加量按铅粉与烟尘酸性浸出液中单质硫含量的摩尔比为1.5:1，即铅粉的加入量为6.26 kg/m3。
[0028](2)随后进行液固分离，获得硫酸锌溶液和脱硫渣。
[0029]经检测发现，在保温过程中溶液中的单质硫含量迅速减少，在保温60 min后，单质硫含量为7 mg/L，单质硫的脱除率达到98.87%。混合浆液液固分离后的渣主要物相为PbS、PbSO4、Pb、CuS，液固分离后的溶液进入溶液净化系统，净化工序顺行畅通。
[0030]实施例3：
本实施例所用的铅锌冶炼含硫烟尘浸出液为辽宁某厂的烟尘酸性浸出液，pH为5.3，其主要成分如表3所示：
表3
(1)向表3所示的铅锌冶炼含硫烟尘浸出液中加入还原铅粉，在85℃下保温60min，其中还原铅粉中有效金属铅的含量为95%，0~100 μm粒度的铅粉占比90%，铅粉添加量按铅粉与溶液中单质硫含量的摩尔比为1.1:1，即铅粉的加入量为2.84kg/m3;
(2)随后进行液固分离，获得硫酸锌溶液和脱硫渣。
[0031]经检测发现，在保温过程中溶液中的单质硫含量逐渐减少，在保温60 min后，单质硫含量为3 mg/L，单质硫的脱除率达到99.36%。液固分离后的固体主要以PbS、PbSO4、CuS、Pb形式存在，分离的溶液进入溶液净化系统，净化工序顺行畅通。
[0032]实施例4：
本实施例所用的铅锌冶炼含硫烟尘浸出液为云南某厂的烟尘酸性浸出液，pH为5.1，其主要成分如表4所示：
表4
(1)向表4所示的铅锌冶炼含硫烟尘浸出液中加入电解铅粉在70℃下保温120min，其中电解铅粉中有效金属铅的含量为97%，0~100 μm粒度的铅粉占比92%，铅粉添加量按铅粉与溶液中单质硫含量的摩尔比为1.3:1;
(2)随后进行液固分离，获得硫酸锌溶液和脱硫渣。
[0033]经检测发现，在保温过程中溶液中的单质硫含量逐渐减少，在保温120 min后，单质硫含量为6 mg/L，单质硫的脱除率达到98.60%。液固分离后的固体主要以PbS、Pb形式存在，液固分离后的溶液进入溶液净化系统，净化工序顺行畅通。
[0034]对比例1：
本对比例与实施例1相比，其区别仅在于，将步骤(1)中的0~100 μm粒度的铅粉占比97%的雾化铅粉替换为粒径为100μm以下占比20%的雾化铅粉，其余条件、步骤均与实施例1相同。
[0035]保温后，经检测，单质硫含量为0.33g/L，单质硫的脱除率为35.29%。液固分离后的渣主要为Pb、PbS。
[0036]对比例2：
本对比例与实施例2相比，其区别仅在于，步骤(1)中的球磨铅粉的加入量按照铅粉中有效金属铅的重量与单质硫的重量摩尔比为0.7:1，即铅粉添加量为2.92kg/m3，其余条件、步骤均与实施例2相同。
[0037]保温后，经检测，单质硫含量为0.26g/L，单质硫的脱除率为58.06%。液固分离后的渣主要为PbS、PbSO4、CuS组成。
[0038]综上所述，本发明发现溶液中单质硫的存在，且发现单质硫对冶炼系统造成影响，提出利用铅粉脱除铅锌冶炼含硫烟尘浸出液中单质硫的原理，铅粉中的有效金属铅与硫酸锌溶液中的单质硫在65~95℃下发生氧化还原反应，生成不活泼的化合物硫化铅沉淀，硫化铅在液固分离中进入浸出渣中，阻断单质硫对溶液净化的影响，在后续的酸性浸出工序亦不与酸发生反应，解决单质硫影响硫酸锌溶液净化的技术难题。
[0039]铅粉脱除单质硫效果好，脱除单质硫后的硫酸锌溶液中单质硫含量小于10 mg/L，脱除率达到95%以上。经脱除单质硫后的硫酸锌溶液在后续溶液净化除铜、钴、镉工序中顺行。浸出渣并入原有的工艺流程中即可，不作其他处理，不影响原有生产工艺流程。
[0040]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
说明书附图(2)
