本發(fā)明涉及一種濕法煉鋅渣還原浸出過程中尾氣回收利用的方法，屬于濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
閃鋅礦是重要的鋅礦物資源，在其成礦過程中，鐵、銦以類質(zhì)同象取代閃鋅礦中的鋅原子，采用機械磨礦和選礦的方法難以使鋅、鐵、銦分離，導致選礦產(chǎn)出的鋅精礦含有較高的鐵高，并伴生有較高含量的銦、銅等金屬。伴生于鋅精礦中的鐵在硫化鋅精礦焙燒過程中不可避免的產(chǎn)生大量鐵酸鋅及少量的其他有價金屬的鐵酸鹽，鐵酸鋅在中性浸出過程不被破壞，與未被溶解的氧化鋅以及幾乎全部的鐵、銦及大部分銅留在鋅浸出渣中。目前，我國約80%的金屬鋅采用沸騰焙燒-中性浸出-凈化-電積-熔鑄的濕法工藝流程提取,但由于鋅焙砂中的鐵酸鋅在低酸條件下難以溶解，導致該工藝中產(chǎn)出大量的鋅浸出渣。當前，我國每年有數(shù)萬噸的鋅浸出渣產(chǎn)出，數(shù)量巨大，且鋅浸出渣中富含鋅、銅、銦、鍺等有價金屬。
為了破壞鋅浸出渣中的鐵酸鋅以便回收鋅和銦，通常需采用回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)法或熱酸浸出—黃鉀鐵礬法、熱酸浸出—針鐵礦法、熱酸浸出—赤鐵礦法等方法，這些方法各有利弊。其中回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)法能有效破壞鐵酸鋅，產(chǎn)出氧化鋅和氧化銦返回煉鋅流程回收鋅銦。然而，回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)法能耗高，鋅銦回收率低，且產(chǎn)出低濃度二氧化硫煙氣難以治理，限制了該方法的推廣應用。
熱酸浸出是破壞鐵酸鋅的一種有效方法，但在鋅浸出渣的熱酸浸出過程中，鋅、鐵、銦一同進入溶液中，并且鐵大部分以fe3+形式存在。隨著浸出渣中大量鐵化合物的溶解，大量鐵以三價鐵離子的形式進入溶液中，溶液中高濃度的三價鐵離子將極大的提高溶液的氧化還原電位至700mv以上，難溶的鐵酸鋅穩(wěn)定性隨著電位的升高而增強，抑制了鋅浸出渣中鐵酸鋅的溶解，導致金屬浸出率較低。
同時由于熱酸浸出液中的鐵幾乎全部為fe3+，在浸出液后續(xù)分離除鐵工藝中，為了避免沉鐵過程鋅、銦、銅等有價金屬進入鐵渣，通常需要先將浸出液中的fe3+還原為fe2+，再用置換法與中和水解法回收銅、銦。目前常用的方法為在酸性條件下，利用硫化鋅精礦還原浸出液中的三價鐵離子，但由于精礦利用率低，需添加過量鋅精礦，易導致熱酸浸出液中的銅生成硫化亞銅沉淀進入還原渣中，且未反應的剩余鋅精礦需專門處理，致使該方法存在物料中鋅、銦、銅等有價金屬浸出率低、工藝流程復雜、能耗高等問題。
因此，如何實現(xiàn)鋅浸出渣的高效浸出、解決鋅鐵分離和有價金屬高效利用的問題已成為濕法煉鋅的關(guān)鍵技術(shù)難題。
專利申請cn201610188437.1和cn201610188394.7中公開了同一種用二氧化硫浸出含鋅物料的方法，采用先低溫（80~110℃）再高溫（110~150℃）的兩級連續(xù)浸出工藝以提高so2利用率，但工藝過程較為復雜，其過程產(chǎn)生so2尾氣利用二氧化硫洗塔洗滌反應裝置排出的尾氣，尾氣返回制酸系統(tǒng)回收二氧化硫氣體制酸，未能實現(xiàn)so2的高效循環(huán)利用。傳統(tǒng)火法冶金工藝產(chǎn)出的低濃度so2的處理方法，如在發(fā)明專利cn201310361569.6公開的一種含低濃度二氧化硫煙氣的脫硫方法，以及發(fā)明專利cn03104017公開的氧化鋅脫除煙氣二氧化硫的方法及裝置，采用的吸收-分解-制酸工藝，難以回收利用以作為還原劑為目的二氧化硫，不適用于處理二氧化硫濕法還原浸出工藝產(chǎn)出的高純so2尾氣。在發(fā)明專利cn201610039470.8中公開了一種用二氧化硫控制電位法浸出鋅浸出渣的方法和裝置，采用了兩級逆流浸出提高so2的利用率，但so2尾氣只是通過尾氣吸收裝置進行處理，亦未能實現(xiàn)so2的高效循環(huán)利用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及不足，本發(fā)明提供一種濕法煉鋅渣還原浸出過程中尾氣回收利用的方法。本發(fā)明實現(xiàn)了鋅浸出渣二氧化硫還原浸出工藝過程so2和終渣洗水的高效利用，避免了尾氣排放，減少了環(huán)境污染，簡化了工藝流程，降低生產(chǎn)成本，提高了資源利用率，有利于濕法煉鋅清潔生產(chǎn)。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。
一種濕法煉鋅渣還原浸出過程中尾氣回收利用的方法，其具體步驟如下：
（1）首先將鋅冶煉工藝中鋅精礦焙燒過程產(chǎn)生的含鋅煙塵按照液固比為2~4：1l/kg加入洗水，然后機械活化制備活化礦漿，其中洗水中含量為鋅10~20g/l、硫酸5~10g/l以及銅和銦；
（2）將步驟（1）得到的活化礦漿中吸收鋅浸出渣二氧化硫還原浸出工藝過程排出的高純so2尾氣，得到凈化渣和可達標排放的尾氣，凈化渣作為含鋅物料和還原劑返回鋅浸出渣二氧化硫還原浸出工藝中。
所述步驟（1）中含鋅煙塵包括zn35~38wt.%、fe10~20wt.%和鈣鎂，主要物相為zno和znfe2o4
所述步驟（2）中高純so2尾氣為濕法冶金工藝產(chǎn)生的70~100℃二氧化硫與水蒸氣的混合氣體，混合氣體中二氧化硫體積濃度為75~95%。
本發(fā)明的有益效果是：
（1）采用沸騰凈化吸收工藝，利用冶煉工藝自產(chǎn)的含鋅煙塵（包括zn35~38wt.%、fe10~20wt.%及少量鈣鎂等，主要物相為zno和znfe2o4）回收高純so2尾氣，實現(xiàn)了鋅浸出渣二氧化硫還原浸出工藝過程so2的高效回收，避免了尾氣排放，降低了環(huán)境污染，有利于濕法煉鋅清潔生產(chǎn)。
（2）利用還原浸出的終渣洗水制備吸收礦漿，避免了洗水處理工藝，簡化了工藝流程，提高了資源利用率。
（3）尾氣吸收后得到凈化渣主要成分為亞硫酸鋅，既是含鋅物料又是還原劑，返回還原浸出系統(tǒng)，實現(xiàn)了二氧化硫的高效利用，降低生產(chǎn)成本。
（4）利用自身產(chǎn)出的低硫酸濃度洗水配制活化礦漿，有效溶解含鋅煙塵中的鈣鎂等脈石礦物，使其中的氧化鋅和鐵酸鋅易于分解剝離；二氧化硫吸收過程可有效分解znfe2o4為zno和fe2o3，提高了含鋅煙塵的zno物相含量，增強了吸收效果。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式，對本發(fā)明作進一步說明。
實施例1
該濕法煉鋅渣還原浸出過程中尾氣回收利用的方法，其具體步驟如下：
（1）首先將鋅冶煉工藝中鋅精礦焙燒過程產(chǎn)生的含鋅煙塵按照液固比為2：1l/kg加入洗水溶解含鋅煙塵中的鈣鎂等，然后通過機械活化細磨分解剝離含鋅煙塵中的氧化鋅和鐵酸鋅，制備活化礦漿，其中洗水中含量為鋅20g/l、硫酸10g/l以及銅和銦；含鋅煙塵包括zn37.8wt.%，fe16.9wt.%及少量鈣鎂等，其主要物相為zno和znfe2o4；
（2）將步驟（1）得到的活化礦漿中吸收鋅浸出渣二氧化硫還原浸出工藝過程排出的高純so2尾氣（高純so2尾氣為100℃二氧化硫與水蒸氣的混合氣體，混合氣體中二氧化硫體積濃度為75%），得到凈化渣和可達標排放的尾氣，凈化渣作為含鋅物料和還原劑返回鋅浸出渣二氧化硫還原浸出工藝中（在90℃下進行還原浸出，具體還原工藝參照cn201610039470.8中公開的方法）。
本實施例中so2尾氣的回收率為99.3%，凈化渣中鋅浸出率為97.8%。
對比實施例1
本對比實施例中活化礦漿換為現(xiàn)有技術(shù)中的濃度為29wt%次氧化鋅粉溶液，其他條件不變，so2尾氣的回收率為78%，凈化渣中鋅浸出率為75%。
實施例2
該濕法煉鋅渣還原浸出過程中尾氣回收利用的方法，其具體步驟如下：
（1）首先將鋅冶煉工藝中鋅精礦焙燒過程產(chǎn)生的含鋅煙塵按照液固比為2.7：1l/kg加入洗水溶解含鋅煙塵中的鈣鎂等，然后通過機械活化細磨分解剝離含鋅煙塵中的氧化鋅和鐵酸鋅，制備活化礦漿，其中洗水中含量為鋅16g/l、硫酸8g/l以及銅和銦；含鋅煙塵包括zn37.8wt.%，fe16.9wt.%及少量鈣鎂等，其主要物相為zno和znfe2o4；
（2）將步驟（1）得到的活化礦漿中吸收鋅浸出渣二氧化硫還原浸出工藝過程排出的高純so2尾氣（高純so2尾氣為70℃二氧化硫與水蒸氣的混合氣體，混合氣體中二氧化硫體積濃度為95%），得到凈化渣和可達標排放的尾氣，凈化渣作為含鋅物料和還原劑返回鋅浸出渣二氧化硫還原浸出工藝中（在100℃下進行還原浸出，具體還原工藝參照cn201610039470.8中公開的方法）。
本實施例中so2尾氣的回收率為99.7%，凈化渣中鋅浸出率為98.5%。
對比實施例2
本對比實施例中活化礦漿換為現(xiàn)有技術(shù)中的濃度為24wt%次氧化鋅粉溶液，其他條件不變，so2尾氣的回收率為85%，凈化渣中鋅浸出率為78%。
實施例3
該濕法煉鋅渣還原浸出過程中尾氣回收利用的方法，其具體步驟如下：
（1）首先將鋅冶煉工藝中鋅精礦焙燒過程產(chǎn)生的含鋅煙塵按照液固比為4：1l/kg加入洗水溶解含鋅煙塵中的鈣鎂等，然后通過機械活化細磨分解剝離含鋅煙塵中的氧化鋅和鐵酸鋅，制備活化礦漿，其中洗水中含量為鋅10g/l、硫酸5g/l以及銅和銦；含鋅煙塵包括zn37.8wt.%，fe16.9wt.%及少量鈣鎂等，其主要物相為zno和znfe2o4；
（2）將步驟（1）得到的活化礦漿中吸收鋅浸出渣二氧化硫還原浸出工藝過程排出的高純so2尾氣（高純so2尾氣為85℃二氧化硫與水蒸氣的混合氣體，混合氣體中二氧化硫體積濃度為82%），得到凈化渣和可達標排放的尾氣，凈化渣作為含鋅物料和還原劑返回鋅浸出渣二氧化硫還原浸出工藝中。
本實施例中so2尾氣的回收率為99.5%，凈化渣中鋅浸出率為98.1%。
對比實施例3
本對比實施例中活化礦漿換為現(xiàn)有技術(shù)中的濃度為17wt%的次氧化鋅粉溶液，其他條件不變，so2尾氣的回收率為82%，凈化渣中鋅浸出率為76%。
實施例4
該濕法煉鋅渣還原浸出過程中尾氣回收利用的方法，其具體步驟如下：
（1）首先將鋅冶煉工藝中鋅精礦焙燒過程產(chǎn)生的含鋅煙塵按照液固比為3：1l/kg加入洗水溶解含鋅煙塵中的鈣鎂等，然后通過機械活化細磨分解剝離含鋅煙塵中的氧化鋅和鐵酸鋅，制備活化礦漿，其中洗水中含量為鋅16g/l、硫酸8g/l以及銅和銦；含鋅煙塵包括zn35wt.%，fe10wt.%及少量鈣鎂等，其主要物相為zno和znfe2o4；
（2）將步驟（1）得到的活化礦漿中吸收鋅浸出渣二氧化硫還原浸出工藝過程排出的高純so2尾氣（高純so2尾氣100℃二氧化硫與水蒸氣的混合氣體，混合氣體中二氧化硫體積濃度為92%），得到凈化渣和可達標排放的尾氣，凈化渣作為含鋅物料和還原劑返回鋅浸出渣二氧化硫還原浸出工藝中。
實施例5
該濕法煉鋅渣還原浸出過程中尾氣回收利用的方法，其具體步驟如下：
（1）首先將鋅冶煉工藝中鋅精礦焙燒過程產(chǎn)生的含鋅煙塵按照液固比為2：1l/kg加入洗水溶解含鋅煙塵中的鈣鎂等，然后通過機械活化細磨分解剝離含鋅煙塵中的氧化鋅和鐵酸鋅，制備活化礦漿，其中洗水中含量為鋅18/l、硫酸9g/l以及銅和銦；含鋅煙塵包括zn36wt.%，fe20wt.%及少量鈣鎂等，其主要物相為zno和znfe2o4；
（2）將步驟（1）得到的活化礦漿中吸收鋅浸出渣二氧化硫還原浸出工藝過程排出的高純so2尾氣（高純so2尾氣90℃二氧化硫與水蒸氣的混合氣體，混合氣體中二氧化硫體積濃度為90%），得到凈化渣和可達標排放的尾氣，凈化渣作為含鋅物料和還原劑返回鋅浸出渣二氧化硫還原浸出工藝中。
以上對本發(fā)明的具體實施方式作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。