火法炼锌的锌精矿在高温氧化焙烧过程中,会产出占加入总量20%的焙烧烟尘,该烟尘成分复杂,回收处理困难。目前应用于工业上的二次焙烧方法,存在着污染严重、流程长、成本高、综合回收率低等无法解决的问题。以焙烧烟尘为研究对象,提出了热酸浸出处理焙烧烟尘的新工艺,并在回收主金属锌的同时,综合回收其它有价金属,从而实现了焙烧烟尘的全湿法清洁生产工艺。同时,本论文还对新工艺的反应机理、动力学和工艺条件进行了系统研究。首先对焙烧烟尘分别采用了浮选法、生物浸出法和热酸浸出法进行了探索性的实验,实验结果表明,浮选法处理过程中各产物中的有价金属更为分散,无法继续分离回收；生物浸出法存在着时间长,浸出率低,溶解的镉对细菌生长有影响等缺点。因此,前两种方法均不适合处理焙烧烟尘。系统研究了中性浸出焙烧烟尘的工艺条件、反应机理及其动力学。最终确定的最优工艺条件为：反应温度65℃,始酸浓度90g/l,液固比5:1,反应时间60min,在此条件下,锌的浸出率为71.29%,渣率54.84%,渣中含锌23.12%。动力学研究表明,该过程表观活化能为E=11.92kJ/mol,处于扩散控制步骤。深入研究了热酸浸出中性浸出渣的工艺条件、反应机理及其动力学。最终确定的最优工艺条件为：始酸浓度200g/1,反应温度95℃,液固比5:1,反应时间180min,二氧化锰加入量为理论量的0.6倍,在此条件下,锌浸出率为93.37%,渣含锌8.38%。动力学研究表明,该过程可用收缩核模型表示,反应的表观活化能为48.09kJ/mo1,说明反应处于化学控制步骤,[H+]及[Fe3+]对反应的影响级数分别为0.4、0.2,反应的宏观动力学方程为：1-(1-α)1/3=4.90[H+]0.4[Fe3+]0.2d0-exp(-48090/RT)t+A研究了针铁矿法对热酸浸出液进行除铁的工艺,并优化了工艺条件：pH=3.0,温度60℃,反应时间80min,空气流量为20L/min,在此条件下,浸出液除铁率99.5%以上,除铁液含铁小于0.1g/1。分别研究了焙烧烟尘综合回收铟、镉、铅及银等工艺。铟回收工艺包括预中和富集、铟渣酸浸、萃取及反萃取、置换等工序,并获得了品位为97.75%的海绵铟,铟的总回收率为92.66%。镉回收工艺包括浸出液净化除铜、铜镉渣的酸浸、酸浸液置换除铜、酸浸液置换除镉及粗镉熔铸等工序,可获得品位为98.45%的粗镉,镉总回收率为90.73%。铅及银回收采用浮选脱硫及碱熔工艺,可获得含铅98.29%,含银0.169%的粗铅,铅及银的总回收率分别为90.09%和94.14%。基于实验的结果,在葫芦岛锌厂进行了热酸浸出焙烧烟尘的扩大试验,并验证了实验结果,锌总浸出率为97.45%。以葫芦岛锌厂每年所产的焙烧烟尘量6.3万吨为基础,分析了焙烧烟尘中各主要成分的全流程走向,每年回收进入中浸液中的锌量为2.63万吨,总锌回收率为93.93%;回收粗镉394.9吨；粗铅2330吨(其中含铅2290吨、银3.86吨)；海绵铟2.56吨。焙烧烟尘中主要有价金属损失有：锌进入浸出渣1.50%,进入除铁渣4.49%,其它0.08%；铅进入除铁渣3.90%,进入熔炼渣3.61%,其它2.40%；镉进入浸出渣0.11%,进入除铁渣中的2.89%,进入其它铜镉渣及镉渣0.53%；铟进入浸出渣0.89%,进入除铁渣4.17%,其它渣2.28%银进入熔炼渣1.74%,进入熔炼烟尘2.63%,其它1.49%。综上所述,本论文针对火法炼锌焙烧烟尘的特点,提出了热酸浸出的新工艺,通过实验系统地研究了该工艺的反应机理、动力学和最优化工艺条件,并通过扩大试验对该工艺进行了验证。该工艺有着流程短、成本低、综合回收率高的优点,它不仅减少了环境污染,还实现了资源的综合利用和清洁生产。与其它火法炼锌处理焙烧烟尘回收工艺相比,具有一定的推广前景和重要的意义。