專利名稱：一種從含鉛物料中配合浸出-電積法回收鉛的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開的一種采用乙二胺四乙酸鹽的堿溶液配合浸出含鉛物料中的鉛、電積回收鉛的新工藝，屬于二次資源回收和有色金屬濕法冶金領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
次氧化鋅煙灰是鉛、鋅冶金過程的一種中間產(chǎn)物，是由鉛鼓風(fēng)爐渣煙化爐煙化過程中產(chǎn)生的沉積于煙道中的含鋅、鉛煙塵。目前一般先經(jīng)過多膛爐或酸洗脫氟、氯后，用于硫酸法生產(chǎn)金屬鋅，鉛進(jìn)入酸浸渣中，得到含鉛10-30%的硫酸鉛渣，得到的低品位鉛渣和鉛精礦配料進(jìn)入火法鉛冶煉，該法鋅的回收率較低，鉛鋅在中間循環(huán)，加大物流量，且能耗高、環(huán)境污染較嚴(yán)重。目前，對(duì)于從含鉛渣中濕法回收鉛，陳維平等采用酸液(用10% HCl)在高溫、 高壓下的浸出和超聲波條件下浸出鉛(陳維平，龔建森.中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào)，1996，6(3) 43-46)，但該方法浸出劑腐蝕性大，對(duì)設(shè)備要求較高。奚長(zhǎng)生等人提出用含鉛廢渣制備硬脂酸鉛回收鉛(奚長(zhǎng)生，陳國(guó)生，彭翠紅等.廣東化工，2001,6(11) :44-46)，利用不同難溶鉛鹽離子積濃度的不同實(shí)現(xiàn)鉛鹽轉(zhuǎn)換。首先利用碳酸銨與硫酸鉛反應(yīng)，生成碳酸鉛沉淀，用稀醋酸溶解碳酸鉛，得到醋酸鉛溶液；將濾液加入硬脂酸鈉溶液，生成硬脂酸鉛沉淀，洗滌、分離沉淀，干燥即可得廣泛應(yīng)用于塑料添加劑的硬脂酸鉛產(chǎn)品，還可根據(jù)需要同時(shí)制得醋酸鉛。該法適應(yīng)于含量較低的鉛渣，具有投資小、效益高的特點(diǎn)，但處理過程過于復(fù)雜，不易操作。郭翠香等人提出用NaOH處理含鉛次氧化鋅渣(郭翠香，趙由才等.化工環(huán)保，2008， 28(1) :77-80)，同時(shí)浸出渣里面的鉛鋅，然后利用電位差選擇電積鉛鋅達(dá)到鉛鋅分離的目的。該方法具有環(huán)保，高效，低能耗，流程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，但NaOH濃度要求很高，過濾困難，并且鉛鋅一起進(jìn)入浸出液中，電積后始終含有2% -3%的鉛還需進(jìn)一步進(jìn)行凈化處理。而含量很低的鉛渣作為廢物堆放，浙出水中含此2+，這對(duì)環(huán)境與人類健康造成很大危害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種從含鉛物料中配合浸出-電積法回收鉛的方法，該方法通過浸出鉛可以提高次氧化鋅中鋅的品位與后續(xù)浸出的浸出率，便于后序處理；而且適合處理含氧化鉛、硫酸鉛或氯化鉛的低品位鉛渣，浸出鉛后，渣堆存過程中浙出的污水將不含或少含鉛，對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生影響，同時(shí)可以回收鉛渣中的鉛，變廢為寶。本發(fā)明的目的是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的。一種從含鉛物料中配合浸出-電積法回收鉛的方法采用乙二胺四乙酸鹽與堿的混合溶液為浸出劑，從含鉛物料中選擇性浸出鉛，過濾分離后得到的含鉛溶液，再采用電積法從溶液中析出金屬鉛粉。所述的含鉛物料包括各種含氧化鉛、硫酸鉛、氯化鉛中的一種或幾種的物料。如 來源于鉛冶煉爐渣煙灰爐次氧化鋅煙灰、生產(chǎn)鋅化工產(chǎn)品產(chǎn)生的酸浸出渣或鋅冶煉高溫高酸浸出渣。
所述的浸出劑采用0. 05-0. 5M的乙二胺四乙酸鹽與0. 05-1. OM的堿的混合溶液； 堿包括氫氧化鈉或氧化鈣。所述的浸出劑可以為乙二胺四乙酸鈉與氫氧化鈉的混合溶液、乙二胺四乙酸鈣與氧化鈣的混合溶液，或者是乙二胺四乙酸鈉與氧化鈣的混合溶液。所述的浸出劑與含鉛物料的液固比為IL 100_300g。所述的浸出過程采用攪拌浸出或球磨浸出。尤其采用CaEDTA浸出1^^04過程中， 由于生成的CaSO4包覆在鉛的表面，影響浸出率，需要采用邊浸出邊球磨的方法，溫度為常溫，球與料漿的比為Ikg 5-50L。所述的浸出過程溫度為0_95°C，時(shí)間為0. 5_池。所述的電積金屬鉛粉過程中采用不銹鋼或鈦板為陰極，型穩(wěn)陽極，在20_70°C，電流密度50-500A/m2的條件下，電積至溶液中鉛離子濃度l_2g/L，陰極上產(chǎn)生粗鉛粉，收集后熔鑄成粗鉛。所述的電積后的廢液經(jīng)配液后返回浸出。本發(fā)明的基本原理是Pb0+EDTA2>H20 = Pb (EDTA) +20F(1)Zn0+EDTA2>H20 = Zn (EDTA) +20F(2)Zn (EDTA) +Pb0+H20 = Pb (EDTA) +Zn (OH) 2(3)PbS04+EDTA2_ = Pb (EDTA) +SO42-(4)PbCl2+EDTA2_ = Pb (EDTA) +2CF(5) PbS04+EDTA2>Ca0+H20 = Pb (EDTA) +CaS04+20r (6)因I^b2+-EDTA2_配合物比&i2+-EDTA2_配合物穩(wěn)定性高，所以在有1 2+存在時(shí)會(huì)抑制 Si2+的浸出。浸出次氧化鋅煙灰過程中，即使由于煙灰中鋅含量高，鋅優(yōu)先溶解，隨著浸出時(shí)間的延長(zhǎng)，也會(huì)慢慢與固相中鉛交換進(jìn)入渣中。但當(dāng)浸出含鉛物料為含I^bSO4物料時(shí)，鉛溶解時(shí)物料中的SO/—也進(jìn)入溶液，影響反應(yīng)式(4)的平衡，從而影響鉛的浸出率；因此要加入
一定量的堿來提高1 2+的浸出。Kp = [Pbf^A][2s5]，溫度一定時(shí)Kp恒定，加入氧化鈣生由于鉛、鋅的平衡電位相差較大，因此可以采用直接電積的方法選擇性電解鉛。電
極反應(yīng)可以表示為如下。陽極2H204e- = 4H++02(7)陰極Pb (EDTA)= Pb+EDTA2-(8)陰極副反應(yīng)Zn (EDTA)= Si+EDTA2-(9)Cu (EDTA) +2e" = Cu+EDTA2-(10) 由于一般浸出劑EDTA2_相對(duì)于鉛的含量過量，因此有部分鋅進(jìn)入溶液中，在電積過程中由于傳質(zhì)速度的動(dòng)力學(xué)因素的影響，少量鋅也電積進(jìn)入金屬鉛中。本發(fā)明整個(gè)鉛電解過程電流效率為82% -98%，能耗為600_1000kWh/t鉛。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于(1)對(duì)于采用EDTA2-從含鉛次氧化鋅煙灰中選擇性浸出鉛，鉛和鋅得到了很好的分離，無論是對(duì)于后續(xù)的鉛的進(jìn)一步電積，還是鋅的進(jìn)一步處理，都奠定了很好的基礎(chǔ)，大大提高了后續(xù)操作的效率；(2)使用的浸出劑配制簡(jiǎn)單，濃度要求不高，因此，對(duì)設(shè)備要求也不高；(3)整個(gè)工藝流程簡(jiǎn)單，易于操作；能耗低，渣中鉛含量大大降低，減少環(huán)境污染；(4)能廣泛處理含鉛次氧化鋅物料及各種低品位含鉛渣。


圖1為本發(fā)明具體的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例旨在進(jìn)一步說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。實(shí)施例1 某廠鉛冶煉副產(chǎn)次氧化鋅煙灰，物料成分(% ) =Zn 52. 43，Pb 12. 44，Cu 0. 04，In 0. 0199，S 3. 2，Cl 0. 06，F(xiàn) 0. 084，As 0. 32，Sb 0. 047。乙二胺四乙酸二鈉0. 15mol/L,Na0H 0. 2mol/L的溶液，按固液比200g/L稱取次氧化鋅煙灰，加入反應(yīng)器內(nèi)，控制反應(yīng)溫度為90°C，攪拌浸出2. Oh,使次氧化鋅煙灰中的鉛以 Pb (EDTA)配合物的形態(tài)進(jìn)入浸出液中，渣含1 1.06%，浸出液？!1值為10。浸出過程中鉛的浸出率為93. 65%，鋅浸出率僅為4.對(duì)％。浸出液含鉛22. 04g/L，采用不銹鋼作為陰、涂1 鈦板為陽極，在20_30°C，電流密度為ΙΟΟΑ/m2下進(jìn)行電積，電壓為1. 7-2. 2V電解10h，廢液含鉛1. 8g/L，在陰極上獲得含鉛88. 4%、鋅4. 6%和水6. 8%的粗鉛粉，整個(gè)鉛電解過程電流效率為90%，能耗為8 IOkWh/ t鉛。電積廢液配液后返回下一次浸出。實(shí)施例2:某硫酸鋅廠產(chǎn)酸浸鉛渣，物料成分(％ ) =Zn 3. 89, Pbl8. 16，In 0.025，SO42" 14. 2，F(xiàn)eO. 56，Cu 0. 05，Sb 1. 47，Bi 0. 85，Ca 1. 20。CaEDTA 0. 3mol/L,Ca0 1. Omo 1/L的溶液，按固液比為150g/L稱取含鉛渣，一起加入球磨反應(yīng)器內(nèi)，控制反應(yīng)溫度為常溫，球與料漿的比為Ikg 10L，球磨反應(yīng)時(shí)間0. ，使 I^bSO4渣中的鉛以I^bEDTA配合物的形態(tài)進(jìn)入浸出液中，SO/—以CaSO4-的形式殘存在渣中， 浸出渣含1 0. 64%，浸出過程中鉛的浸出率為96. 65%。浸出液含鉛27. 08g/L，采用不銹鋼作為陰、涂1 鈦板為陽極，在40°C，電流密度為400A/m2下進(jìn)行電積，電壓為2. 0-2. 5V電解12h，廢液含鉛1. 2g/L，在陰極上獲得含鉛 92. 0%、含鋅0. 6%的粗鉛粉，整個(gè)鉛電解過程電流效率為92%，能耗為630kWh/t鉛。電積廢液配液后返回下一次浸出。實(shí)施例3 某濕法鋅廠產(chǎn)高酸浸渣，物料成分(％ )為Zn 8.21, Pb 7. 76, Ag 0. 162，Ge0. 015，F(xiàn)el3. 76，SO, 4. 2，SiO2 25. 34。CaEDTA 0. 4mol/L,CaO 0. 5mol/L的溶液，按固液比為300g/L稱取含鉛渣，一起加入球磨反應(yīng)器內(nèi)，控制反應(yīng)溫度為常溫，球與料漿的比為Ikg 30L，球磨反應(yīng)時(shí)間l.Oh，使 I^bSO4渣中的鉛以I^bEDTA配合物的形態(tài)進(jìn)入浸出液中，SO/—以CaSO4-的形式殘存在渣中， 浸出渣含1 0. 48%，浸出過程中鉛的浸出率為93. 52%，銀的浸出率為85%。浸出液含鉛21. Mg/L，采用不銹鋼作為陰、涂IiO2鈦板為陽極，在45°C，電流密度為200A/m2下進(jìn)行電積，電壓為1. 7-2. 2V電解Mh，廢液含鉛1. 5g/L，在陰極上獲得含鉛 84. 0%、銀1. 8%、鋅5. 6%的粗鉛粉，整個(gè)鉛電解過程電流效率為82%，能耗為980kWh/t 鉛。電積廢液配液后返回下一次浸出。
權(quán)利要求
1.一種從含鉛物料中配合浸出-電積法回收鉛的方法，其特征在于，采用乙二胺四乙酸鹽與堿的混合溶液為浸出劑，從含鉛物料中選擇性浸出鉛，分離后得到的含鉛溶液，再采用電積法從溶液中析出金屬鉛粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的含鉛物料包括各種含氧化鉛、硫酸鉛、氯化鉛中的一種或幾種的物料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的含鉛物料來源于鉛冶煉爐渣煙灰爐次氧化鋅煙灰、生產(chǎn)鋅化工產(chǎn)品產(chǎn)生的酸浸出渣或鋅冶煉高溫高酸浸出渣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的浸出劑采用0.05-0. 5M的乙二胺四乙酸鹽與0. 05-1. OM的堿的混合溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述的浸出劑為乙二胺四乙酸鈉與氫氧化鈉的混合溶液、乙二胺四乙酸鈣與氧化鈣的混合溶液，或者是乙二胺四乙酸鈉與氧化鈣的混合溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述的浸出劑與含鉛物料的液固比為 IL 100-300g。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的浸出過程采用攪拌浸出或球磨浸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述的浸出過程溫度為0-95°C，時(shí)間為 0.5-3h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的電積金屬鉛粉過程中采用不銹鋼或鈦板為陰極，型穩(wěn)陽極，在20-70°C，電流密度50-500A/m2的條件下，電積至溶液中鉛離子濃度l_2g/L，陰極上產(chǎn)生粗鉛粉，收集后熔鑄成粗鉛。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的方法，其特征在于，所述的電積后的廢液經(jīng)配液后返回浸出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種從含鉛物料中配合浸出-電積法回收鉛的方法，采用0.05-0.5M的乙二胺四乙酸鹽加0.05-1.0M的堿為浸出劑，在常溫-95℃的溫度下，從含鉛物料中選擇性浸出鉛，過濾分離后得到的含鉛溶液，再采用電積法從溶液中析出金屬鉛粉，電積廢液經(jīng)配液后返回浸出。對(duì)于次氧化鋅煙灰，通過浸出鉛可以提高次氧化鋅中鋅的品位與后續(xù)浸出的浸出率，便于后序處理；對(duì)于含氧化鉛、硫酸鉛或氯化鉛的低品位鉛渣，浸出鉛后，渣堆存過程中瀝出的污水將不含或少含鉛，對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生影響，另一方面，變廢為寶，可以回收鉛渣中的鉛。該方法具有流程簡(jiǎn)單、易于操作、低能耗等優(yōu)點(diǎn)，能廣泛處理含鉛次氧化鋅物料及各種低品位鉛渣。
文檔編號(hào)C22B13/00GK102206750SQ20111011421
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者何靜, 劉青, 楊聲海, 陳永明 申請(qǐng)人:中南大學(xué)