專利名稱：一種堿浸法從冶煉煙灰中回收生產(chǎn)電解鋅粉和鉛粉的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶煉技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種堿浸法從冶煉煙灰中回收生產(chǎn)電解鋅粉和鉛粉的工藝。
背景技術(shù)：
冶煉煙灰是銅火法冶煉過程中產(chǎn)生的固體廢物，其中富含重金屬鋅、銅、鎘、鉛、錫，還含有大量硅、鋁、砷、氯、氟、銻、錳、鎳等。采用常規(guī)的濕法煉鋅工藝處理冶煉煙灰，都會(huì)遇到硫酸鋅溶液中氯和氟沒有合適的凈化方法，鋅粉用量大，運(yùn)行成本高等技術(shù)不足?，F(xiàn)有技術(shù)中如《一種濕法煉鋅工藝》公開號(hào)CN 1341760，對含鋅礦或含鋅工業(yè)廢 渣、煙塵通過浸取提純后再進(jìn)行電解，用pH值為8 9的氨水和氯化銨混合溶液在常溫下充分?jǐn)嚢杞『\物料，如氧化鋅、氫氧化鋅、碳酸鋅、鋅焙砂、鋅渣灰，使鋅與氨及NH4Cl溶液絡(luò)合溶解，溶解液凈化后電積。但氨-氯化銨體系的一個(gè)明顯不足之處是氨有刺激性氣味，操作環(huán)境差，氨的損失量大，實(shí)際生產(chǎn)中需采用密封設(shè)備，因而會(huì)導(dǎo)致設(shè)備費(fèi)用增加，同時(shí)帶來操作上的不便。又如《一種從銅轉(zhuǎn)爐煙灰中提取鋅的方法》公開號(hào)CN101509083，首先將銅轉(zhuǎn)爐煙灰用稀硫酸進(jìn)行浸出；浸出液直接使用P204萃取分離，得到萃取液硫酸鋅溶液和萃余液硫酸銅溶液。采用酸法浸出-萃取-電積工藝流程長，工序復(fù)雜，設(shè)備投資大，酸、堿和鋅粉消耗量大，并且產(chǎn)生大量的硫酸鈉廢水。再如《一種用鋅粉塵和鋅浮渣生產(chǎn)金屬鋅粉的方法》公開號(hào)CN1817518，首先，將鋅粉塵和鋅浮渣粉碎到O. I —1_，用強(qiáng)堿性溶液浸取后過濾，濾渣在水洗后用于制磚或填埋，濾液中加入分離劑，所得鉛濾渣直接出售，濾液電解，在陰極上沉積獲得一級金屬鋅粉。然后，在剩下的液體中加入堿，得到沉淀，過濾。在沉淀中加入洗渣水和除雜劑，過濾。將這兩步的濾液混合后返回堿浸取，濾渣填埋。該項(xiàng)技術(shù)要求原料含雜質(zhì)比較少，其凈化方法對于含硅、鋁、砷、錫、氯、氟高的原料比較難適應(yīng)，硅、鋁、砷、錫、氯、氟在堿性溶液中富集后，采取該法無法達(dá)到凈化效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于利用堿浸出-凈化除雜-電解提純工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了在低運(yùn)行成本下回收銅，并生產(chǎn)電解鋅粉和電解鉛粉產(chǎn)品；同時(shí)使得冶煉煙灰中共存的有價(jià)金屬錫得到富集并且使其再次資源化。從而提供一種堿浸法從冶煉煙灰中回收生產(chǎn)電解鋅粉和鉛粉的工藝。本發(fā)明的技術(shù)方案通過以下過程實(shí)現(xiàn)的
(I)浸出；(2)鉛粉脫銅；(3)電積脫鉛一鑄錠；(4)硫化鈉除鉛；(5)除砷銻；(6)電積鋅粉；(7)電解廢液凈化。(I)浸出
先對冶煉煙灰進(jìn)行化學(xué)成分分析，按照氫氧化鈉液浸出劑與冶煉煙灰的液固質(zhì)量比5 —13:1，浸出劑中游離堿150— 250 g/L，在溫度20—100 °〇下，反應(yīng)O. 5— 4 h，浸出反應(yīng)終點(diǎn)游離堿100— 200 g/L，經(jīng)過液固分離，得到澄清的浸出液和含錫的浸出渣；
(2)鉛粉脫銅
在步驟(I)所述的浸出液中，加入浸出液中銅質(zhì)量5 —10倍的電解鉛粉，在30— 60°C下，反應(yīng)O. 5— 2 h，液固分離；得到澄清的脫銅液和銅渣；
(3)電積脫鉛
將步驟(2)所述脫銅液經(jīng)過電積產(chǎn)出電解鉛粉，電解時(shí)不銹鋼板作陰、陽極；在20—100°C，1.9一2. 8 V槽電壓恒壓電解O. 5— 5 h，當(dāng)電流密度降至100—1000 A /m2時(shí)，停止電解；液固分離，得到澄清的脫鉛液和鉛粉，陰極上即產(chǎn)出含鉛90— 99%的鉛粉；鉛粉也可以經(jīng)過壓濾、洗滌后，用工頻感應(yīng)爐熔化后澆注成鉛錠產(chǎn)品；
(4)硫化鈉除鉛
以硫化鈉為除鉛劑，分離沉淀步驟(3)所述的脫鉛液中的余鉛，加入脫鉛液中鉛質(zhì)量3—9倍的硫化鈉，在30—100 1下，反應(yīng)I一5 h ;液固分離，得到澄清的除鉛后液及硫化鉛渣；
(5)除砷銻
在30—100 °C條件下，在步驟(4)所述除鉛后液中依次加入硫酸高鐵、氧化鈣，加入量分別為2— 9 g/L，再加入硫化鈉，硫化鈉加入量為電積脫鉛得到的脫鉛液中鉛質(zhì)量的3、倍，反應(yīng)O. 5—4 h ;液固分離，得到澄清的凈化液和鐵鹽渣；
(6)電積脫鋅
步驟(5)所述的凈化液經(jīng)過電積產(chǎn)出鋅粉；電解時(shí)不銹鋼板做陰、陽極，槽電壓2. 4-
3.4V，電流密度500—1000 A/m2，溫度30—60°C;電解出魚鱗片狀鋅粉水洗后，經(jīng)無水乙醇脫水，真空烘干即可成出售；
電解廢液回步驟(I)所述浸出工序中作堿浸出劑或進(jìn)入凈化工序中除去廢液中雜質(zhì)離子后再返回步驟(I)所述浸出工序作堿浸出劑循環(huán)使用；
(7)電解廢液凈化
在步驟(6)所述電解廢液中加入固體片堿，加入量為補(bǔ)充到電解廢液中含堿量達(dá)到250—350 g/L，溫度50—100 °C，反應(yīng)O. 5— 2 h后冷卻，靜止，液固分離，得到電解廢液凈化液和共沉渣；
電解廢液凈化液返回步驟(I)所述浸出工序作堿浸出劑循環(huán)使用。 本發(fā)明的有益效果
(O該工藝對來料適應(yīng)性廣，能夠處理不同類型的含鋅粉塵廢料；
(2)該工藝流程操作簡單，設(shè)備要求不高，投資少；
(3)采用堿浸-電積提純技術(shù)，使得冶煉煙灰中鉛、鋅及部分銅得到回收利用，制備出了合格的的金屬鋅和金屬鉛產(chǎn)品，且鋅、鉛回收率高；
(4)該工藝過程采用全濕法流程，整個(gè)工藝過程閉路循環(huán)，沒有廢水排放，環(huán)境友好；
(5)電積制備的鋅粉活性高，市場價(jià)值大；
(6)該工藝電解廢液凈化過程采用加堿共沉法，在過飽和及共沉作用驅(qū)動(dòng)下，廢液中主要雜質(zhì)CO廣、SiO廣、SO42' Cl' F—結(jié)晶析出，廢電解液中其他雜質(zhì)，如鐵、銅、砷、錳、鎂、鈣、鉻、鎘、銻等都有一定量的析出。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例I的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明通過下面的實(shí)施例可以對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，然而，本發(fā)明的范圍并不限于下述實(shí)施例。按照I圖所示工藝進(jìn)行操作。一種典型的冶煉煙灰化學(xué)成分見表I。
表I典型原料化學(xué)成分/%
權(quán)利要求
1.一種堿浸法從冶煉煙灰中回收生產(chǎn)電解鋅粉和鉛粉的エ藝，各エ藝步驟包括浸出，鉛粉脫銅，電積脫鉛ー鑄錠，硫化鈉除鉛，除砷銻和電積鋅粉，其特征在于先對冶煉煙灰進(jìn)行化學(xué)成分分析，將氫氧化鈉液浸出劑與冶煉煙灰進(jìn)行浸出反應(yīng)；在浸出液中加入電解鉛粉脫銅；脫銅液經(jīng)過電積產(chǎn)出電解鉛粉；以硫化鈉為除鉛劑，分離沉淀脫鉛液中的余鉛；除去除鉛后液中的砷銻；經(jīng)過除砷銻后的浄化液再經(jīng)過電積產(chǎn)出鋅粉，電解廢液返回浸出エ序中作堿浸出劑或進(jìn)入凈化工序中除去廢液中雜質(zhì)離子后再返回浸出エ序作堿浸出劑循環(huán)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種堿浸法從冶煉煙灰中回收生產(chǎn)電解鋅粉和鉛粉的エ藝，其特征在于所述浸出的エ藝為按照氫氧化鈉液浸出劑與冶煉煙灰的液固質(zhì)量比5—13:1，浸出劑中游離堿150—250 g/L，在溫度20—100で下，反應(yīng)0.5—4 h，浸出反應(yīng)終點(diǎn)游離堿100— 200 g/L，經(jīng)過液固分離，得到澄清的浸出液和含錫的浸出渣。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種堿浸法從冶煉煙灰中回收生產(chǎn)電解鋅粉和鉛粉的エ藝，其特征在于所述鉛粉脫銅的エ藝為在上一エ序的浸出液中，加入浸出液中銅質(zhì)量5 —10倍的電解鉛粉，在30—60°C下，反應(yīng)0.5—2 h，液固分離；得到澄清的脫銅液和銅渣。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種堿浸法從冶煉煙灰中回收生產(chǎn)電解鋅粉和鉛粉的エ藝，其特征在于所述電積脫鉛的エ藝為將上ーエ序的脫銅液經(jīng)過電積產(chǎn)出電解鉛粉，電解時(shí)不銹鋼板作明、陽極；在20—100°C，I. 9—2. 8 V槽電壓恒壓電解0.5— 5 h，當(dāng)電流密度降至100—1000 A /m2時(shí)，停止電解；液固分離，得到澄清的脫鉛液和鉛粉，陰極上即產(chǎn)出含鉛90— 99%的鉛粉。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種堿浸法從冶煉煙灰中回收生產(chǎn)電解鋅粉和鉛粉的エ藝，其特征在于所述硫化鈉除鉛的エ藝為以硫化鈉為除鉛劑，分離沉淀上一エ序的脫鉛液中的余鉛，加入脫鉛液中鉛質(zhì)量3—9倍的硫化鈉，在30—100 °C下，反應(yīng)I一5 h ;液固分尚，得到澄清的除鉛后液及硫化鉛渣。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種堿浸法從冶煉煙灰中回收生產(chǎn)電解鋅粉和鉛粉的エ藝，其特征在于所述除砷銻的エ藝為在30—100で條件下，在上一エ序的除鉛后液中依次加入硫酸高鉄、氧化鈣，加入量分別為2— 9 g/L，再加入硫化鈉，硫化鈉加入量為電積脫鉛得到的脫鉛液中鉛質(zhì)量的3、倍，反應(yīng)0. 5-4 h ;液固分離，得到澄清的浄化液和鐵鹽渣。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種堿浸法從冶煉煙灰中回收生產(chǎn)電解鋅粉和鉛粉的エ藝，其特征在于所述電積脫鋅的エ藝為上一エ序的浄化液經(jīng)過電積產(chǎn)出鋅粉；電解時(shí)不銹鋼板做陰、陽極，槽電壓2. 4 — 3. 4 V，電流密度500—1000 A/m2，溫度30— 60°C ;電解出魚鱗片狀鋅粉水洗后，經(jīng)無水こ醇脫水，真空烘干即可成出售； 電解廢液回浸出エ序中作堿浸出劑或進(jìn)入凈化工序中除去廢液中雜質(zhì)離子后再返回浸出エ序作堿浸出劑循環(huán)使用。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種堿浸法從冶煉煙灰中回收生產(chǎn)電解鋅粉和鉛粉的エ藝，其特征在于所述電解廢液凈化的エ藝為在電積脫鋅エ序中產(chǎn)生的電解廢液中加入固體片堿，加入量為補(bǔ)充到電解廢液中含堿量達(dá)到250— 350 g/L，溫度50—100で，反應(yīng)0.5—2h后冷卻，靜止，液固分離，得到電解廢液凈化液和共沉渣；電解廢液凈化液返回浸出エ序作堿浸出劑循環(huán)使用。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種堿浸法從冶煉煙灰中回收生產(chǎn)電解鋅粉和鉛粉的エ藝，其特征在于由以下的エ藝步驟完成 ①浸出 先對冶煉煙灰進(jìn)行化學(xué)成分分析，按照氫氧化鈉液浸出劑與冶煉煙灰的液固質(zhì)量比5 —13:1，浸出劑中游離堿150— 250 g/L，在溫度20—100で下，反應(yīng)0.5— 4 h，浸出反應(yīng)終點(diǎn)游離堿100— 200 g/L，經(jīng)過液固分離，得到澄清的浸出液和含錫的浸出渣； ②鉛粉脫銅 在步驟①所述的浸出液中，加入浸出液中銅質(zhì)量5 —10倍的電解鉛粉，在30—60°C下，反應(yīng)0. 5-2 h，液固分離；得到澄清的脫銅液和銅渣； ③電積脫鉛 將步驟②所述脫銅液經(jīng)過電積產(chǎn)出電解鉛粉，電解時(shí)不銹鋼板作明、陽極；在20—100°C，1.9一2. 8 V槽電壓恒壓電解0. 5— 5 h，當(dāng)電流密度降至100—1000 A /m2時(shí)，停止電解；液固分離，得到澄清的脫鉛液和鉛粉，陰極上即產(chǎn)出含鉛90— 99%的鉛粉，鉛粉也可以經(jīng)過壓濾、洗滌后，用エ頻感應(yīng)爐熔化后澆注成鉛錠產(chǎn)品； ④硫化鈉除鉛 以硫化鈉為除鉛劑，分離沉淀步驟③所述的脫鉛液中的余鉛，加入脫鉛液中鉛質(zhì)量3—9倍的硫化鈉，在30—100で下，反應(yīng)I一5 h;液固分離，得到澄清的除鉛后液及硫化鉛渣； ⑤除砷銻 在30—100で條件下，在步驟④所述除鉛后液中依次加入硫酸高鉄、氧化鈣，加入量分別為2—9 g/L,再加入硫化鈉，硫化鈉加入量為電積脫鉛得到的脫鉛液中鉛質(zhì)量的3、倍，反應(yīng)0. 5—4 h ;液固分離，得到澄清的凈化液和鐵鹽渣； ⑥電積脫鋒 步驟⑤所述的凈化液經(jīng)過電積產(chǎn)出鋅粉；電解時(shí)不銹鋼板做陰、陽極，槽電壓2. 4-3. 4V，電流密度500—1000 A/m2，溫度30— 60°C ;電解出魚鱗片狀鋅粉水洗后，經(jīng)無水こ醇脫水，真空烘干即可成出售； 電解廢液回步驟①所述浸出エ序中作堿浸出劑或進(jìn)入凈化工序中除去廢液中雜質(zhì)離子后再返回步驟①所述浸出エ序作堿浸出劑循環(huán)使用； ⑦電解廢液凈化 在步驟⑥ 所述電解廢液中加入固體片堿，加入量為補(bǔ)充到電解廢液中含堿量達(dá)到250—350 g/L，溫度50—100で，反應(yīng)0.5— 2 h后冷卻，靜止，液固分離，得到電解廢液凈化液和共沉渣； 電解廢液浄化液返回步驟①所述浸出エ序作堿浸出劑循環(huán)使用。
全文摘要
本發(fā)明公開一種堿浸法從冶煉煙灰中回收生產(chǎn)電解鋅粉和鉛粉的工藝，各工藝步驟包括浸出，鉛粉脫銅，電積脫鉛—鑄錠，硫化鈉除鉛，除砷銻和電積鋅粉，其特征在于先對冶煉煙灰進(jìn)行化學(xué)成分分析，將氫氧化鈉液浸出劑與冶煉煙灰進(jìn)行浸出反應(yīng)；在浸出液中加入電解鉛粉脫銅；脫銅液經(jīng)過電積產(chǎn)出電解鉛粉；以硫化鈉為除鉛劑，分離沉淀脫鉛液中的余鉛；除去除鉛后液中的砷銻；經(jīng)過除砷銻后的凈化液再經(jīng)過電積產(chǎn)出鋅粉，電解廢液返回浸出工序中作堿浸出劑或進(jìn)入凈化工序中除去廢液中雜質(zhì)離子后再返回浸出工序作堿浸出劑循環(huán)使用。能夠處理不同類型的含鋅粉塵廢料；操作簡單，設(shè)備投資少；且鋅、鉛回收率高；整個(gè)工藝過程閉路循環(huán)，沒有廢水排放，環(huán)境友好。
文檔編號(hào)C22B3/12GK102851707SQ20121031117
公開日2013年1月2日 申請日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者葉標(biāo), 寧建平, 王偉, 趙增宇 申請人:江西自立資源再生有限公司