CN102633233A - 一种从铅锌矿常压富氧浸出渣中回收硫磺的方法 - Google Patents

Abstract

一种从铅锌矿常压富氧浸出渣中回收硫磺的方法，特别涉及铅锌矿浸出渣中硫磺的真空蒸馏回收，属于固体废弃物资源再生、利用领域。将经过干燥、碾磨、筛分预处理过的铅锌矿常压富氧浸出渣置于真空蒸馏炉内，加热至200-400℃，控制炉内压力在600-10000Pa，使浸出渣中的硫磺升华、挥发，含硫蒸气被真空泵抽出蒸馏炉，经冷却后得到硫磺产品。蒸馏后，硫挥发完毕，高沸点残渣以固体粉末形式排出蒸馏炉。整个过程中保持炉内密封，避免单质硫的氧化及环境污染。该方法工艺过程及设备简单，硫磺的回收率及产品质量高，能耗低，对原料适应性强、无污染、是一种经济、高效的硫磺提取方法，可以实现铅锌湿法冶炼废渣的零排放，应用前景广阔。

Description

一种从铅锌矿常压富氧浸出渣中回收硫磺的方法

技术领域

本发明公开了一种从铅锌矿常压富氧浸出渣中回收硫磺的方法，具体涉及对铅锌湿法冶炼过程中产生的浸出渣的资源化利用。属于资源环境领域。

背景技术

硫磺在农业、化工、轻工、建材、医药等行业被广泛应用，具有很高的价值。我国天然硫磺矿很少，由于技术经济原因，几乎没有开采。目前，国产硫磺主要来自原油、煤、天然气中回收的硫磺，难以满足其在各行各业中的巨大需求。我国的资源特点及技术现状决定了我国硫磺资源供需失衡的局面在相当长的一段时间内难以改变。

从工业废渣中回收硫磺既可以改变我国硫磺资源短缺的现状，又实现了废渣的减量化、资源化，具有广阔的应用前景。常压富氧浸出方法近年来在铅锌冶炼行业得到了广泛应用，同时产生了大量的浸出渣。铅锌矿常压富氧浸出渣中单质硫含量较高(可高达60％)，完全可以作为提取硫磺的原料。回收硫磺后，剩余矿渣的质量和体积将大大减少，有利于后续处理处置。另外，由于浸出渣中富含多种有价金属，剩余矿渣甚至可以作为常压富氧提取金属的原料，从而可以真正实现矿渣的零排放，具有很好的环境和经济效益，符合国家提倡的循环经济的政策。

硫磺的提取方法可分为物理法、化学法、生物法三类。其中，化学方法需要使用额外的溶剂或化学试剂，容易对环境造成污染；生物法速度缓慢，难以进行大规模工业应用。因此，通常采用物理方法，利用元素硫的低熔点及黏度等物理性质使之与其它杂质分离，具体方法有浮选法、制粒筛分法、热过滤法、高压倾析法等。浮选法工艺过程简单，只需加一些轻油或不需加任何药剂就可进行浮选，成本较低，但其缺点是回收的硫磺品位低、贵金属损失较大。制粒筛分法将含硫物料经过加热、骤冷处理后，使元素硫形成粒径较大的硫粒，再进行筛分回收。其缺点是工艺难于被掌握，得到的硫磺质量不高。热过滤法利用元素硫在125-158℃范围内具有很低粘度的特性，将物料加热并控制在130-155℃，使硫熔化并具有良好的流动性(接近于水)，趁热用过滤的方法将单质硫与其它固体物料机械分离。它仅适用于处理硫含量很高的原料，原料含硫越高，热滤率越大，得到的硫磺质量越好。高压倾析法利用高压釜在加压条件下对硫物料进行加热，使元素硫呈熔融状态沉在高压釜的底部，然后排出冷却，得到经过富集的硫磺产品。其缺点是金属硫化物熔融于硫磺中，使得硫磺纯度不高。以上硫磺提取方法均存在一定的技术缺陷，随着常压富氧浸出工艺在铅锌冶炼行业的广泛应用，开发新的、能够克服以上技术缺点的硫磺提取方法有助于消除浸出渣大量堆存的环境隐患，同时实现废弃物的资源化。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足提供一种工艺方法简单合理，能耗低，成本低，高效、高质量回收铅锌矿常压富氧浸出渣中的硫磺，同时可以实现对渣中贵金属富集，便于其回收利用或无害化处理的从铅锌矿常压富氧浸出渣中回收硫磺的方法。

本发明一种从铅锌矿常压富氧浸出渣中回收硫磺的方法，是采用以下技术方案实现的：将经过预处理的铅锌矿常压富氧浸出渣置于真空蒸馏炉内，控制炉内真空度在600-10000Pa，加热至200-400℃，使浸出渣中的硫磺升华、挥发，含硫蒸气抽出蒸馏炉，在惰性气体保护下冷却，得到硫磺产品。

蒸馏后，硫挥发完毕，高沸点残渣以固体粉末形式排出蒸馏炉。整个过程中保持炉内密封，避免单质硫的氧化及污染环境。

本发明一种从铅锌矿常压富氧浸出渣中回收硫磺的方法，所述预处理是指对铅锌矿常压富氧浸出渣进行干燥，碾磨、筛分；所述干燥是指将铅锌矿常压富氧浸出渣干燥至含水量小于等于10％；所述碾磨、筛分是指将铅锌矿常压富氧浸出渣碾磨后过100目筛。

本发明一种从铅锌矿常压富氧浸出渣中回收硫磺的方法，所述铅锌矿常压富氧浸出渣的硫含量大于等于10％。

本发明由于采用上述工艺方法，利用元素硫与其它元素及化合物的蒸气压、沸点、挥发性的差别，采用真空蒸馏处理铅锌矿常压富氧浸出渣，通过控制真空蒸馏炉内真空度、温度、物料粒度，蒸馏时间等操作参数回收渣内的硫磺，同时富集渣中的贵金属元素，实现废渣的资源化、减量化。铅锌矿常压富氧浸出渣X射线荧光光谱表明其主要由Si、Al、Fe、Ca、Mg、K、S、Mn、Cu、Zn、Pb、Cl、O等元素组成。除硫以外，锌的沸点稍微低一些，其它几种元素皆为高沸点元素。锌及其硫化物的沸点已远高于硫的沸点，硫与其它成分蒸气压的差异则更大，加之浸出渣中元素硫的含量较高，所以完全可以忽略其它成分的挥发，实现硫磺的高效、高纯度回收。

本发明利用元素硫沸点(444.6℃)较低的物理性质，在真空及一定温度条件下，使浸出渣中的元素硫快速升华挥发，含硫蒸气被抽出，经过冷凝后得到高纯度的硫磺产品。浸出渣中高沸点的物质则残留在蒸馏后的渣内，在蒸馏后的残渣内多种贵金属得到富集，可以作为冶炼原料被重新利用，也有利于冶炼企业实现矿渣的零排放，具有很好的环境和经济效益，符合国家提倡的循环经济的政策。

采用本发明工艺方法，浸出渣中硫磺的回收率可达到90％以上，硫磺纯度也高达95％以上，完全可以满足工业应用标准。采用真空蒸馏方法可以经济、高效地提取浸出渣中的硫磺，改观我国硫磺资源供需失衡的局面，同时可以实现矿渣的资源化、减量化处理，具有创造性，新颖性及广阔的应用前景。克服了现有硫磺提取方法对环境污染很严重，对原料的要求较高，提取的硫磺品味不高，达不到工业应用的要求等弊端。

本发明方法可以高效、高质量回收铅锌矿常压富氧浸出渣中的硫磺，同时可以实现对渣中贵金属的富集，便于其回收利用或无害化处理。

本发明方法工艺过程及设备简单，硫磺的回收率及产品质量高，能耗低，是一种经济、高效的硫磺提取方法。

本发明与现有及公知技术相比具有的优点及积极效果：

1.从冶金废渣中回收硫磺，实现固体废物的资源化，减量化，符合国家提倡的循环经济政策；

2.对原料含硫量要求不高，矿渣中硫磺含量达到10％以上即可采用该方法进行回收；

3.浸出渣经过预处理后易于被蒸馏，使得整个工艺对温度和真空度要求较低，因此能耗较低、成本较低，有利于实现规模化工业应用；

4.整个过程中，系统密封，无环境污染；

附图说明

附图1为本发明实施例1对锌精矿常压富氧浸出渣蒸馏回收硫磺前、后的XRD图谱。

图中，曲线a是蒸馏前的XRD图谱；曲线b是锌精矿常压富氧浸出在140℃，3000Pa条件下蒸馏30分钟后的的XRD图谱；曲线c是锌精矿常压富氧浸出在260℃，3000Pa条件下蒸馏30分钟后的XRD图谱。

具体实施实例

实施例1：

取3g经过干燥、碾磨、筛分，含硫量为58.00％，粒径在100目以下的锌精矿常压富氧浸出渣样品，加入卧式真空蒸馏装置中，密封、抽真空到3000Pa左右，加热到200℃，保持温度不变，硫蒸气被抽出并在蒸馏装置后冷凝，蒸馏30分钟后，降温冷却反应系统到100℃以下，向蒸馏装置中通入氮气，打开蒸馏装置，获取硫磺及金属残渣。计算后可得硫磺的回收率达到92.35％，产品纯度为97.80％。蒸馏前及蒸馏后的XRD图谱如图1所示，由图可知，经过处理后矿渣中几乎所有的单质硫都被蒸馏出来。

实施例2：

取10g经过干燥、碾磨、筛分，含硫量为18.60％，粒径在100目以下的锌精矿常压富氧浸出渣样品，加入卧式真空蒸馏装置中，密封、抽真空到600Pa左右，加热至400℃，保持温度不变，硫蒸气被抽出并在蒸馏装置后冷凝，蒸馏30分钟后，降温冷却反应系统到100℃以下，向蒸馏装置中通入氮气，打开蒸馏装置，获取硫磺及金属残渣。计算后可得硫磺的回收率达到91.04％，产品纯度为95.12％。

实施例3：

将1t经过干燥、碾磨、筛分，含硫量为58.00％，粒径在100目以下的锌精矿常压富氧浸出渣投入卧式连续硫磺渣真空蒸馏工业炉中，抽真空到10000Pa左右，加热至300℃，保持温度不变，硫蒸气被抽出并在蒸馏装置后冷凝，，蒸馏120分钟后，排出金属残渣，重新进料，开始下一轮的蒸馏过程。收集获得的硫磺及金属残渣，称量、计算，可得硫磺的回收率达到90.57％，产品纯度为95.80％。每个循环耗电400-1000度左右，无废水、废气等污染物产生。

Claims (3)

1.一种从铅锌矿常压富氧浸出渣中回收硫磺的方法，其特征在于：将经过预处理的铅锌矿常压富氧浸出渣置于真空蒸馏炉内，控制炉内真空度在600-10000Pa，加热至200-400℃，使浸出渣中的硫磺升华、挥发，含硫蒸气抽出蒸馏炉，在惰性气体保护下冷却，得到硫磺产品。

2.根据权利要求1所述的一种从铅锌矿常压富氧浸出渣中回收硫磺的方法，其特征在于：所述预处理是指对铅锌矿常压富氧浸出渣进行干燥，碾磨、筛分；所述干燥是指将铅锌矿常压富氧浸出渣干燥至含水量小于等于10％；所述碾磨、筛分是指将铅锌矿常压富氧浸出渣碾磨后过100目筛。

3.根据权利要求1或2所述的一种从铅锌矿常压富氧浸出渣中回收硫磺的方法，其特征在于：所述铅锌矿常压富氧浸出渣的硫含量大于等于10％。

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