專利名稱：含錫電鍍污泥的回收處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含錫電鍍污泥的回收處理工藝。
背景技術(shù)：
錫屬于小金屬，國(guó)家發(fā)改委目前正在研議將錫列為我國(guó)戰(zhàn)略儲(chǔ)備金屬。我國(guó)錫儲(chǔ)量占世界總儲(chǔ)量的28. 85%，我國(guó)云南個(gè)舊是目前全球已知最大的錫礦富集區(qū)，其中錫資源儲(chǔ)量200多萬(wàn)噸。然而由于長(zhǎng)期、大規(guī)模的開采，個(gè)舊礦區(qū)探明的資源儲(chǔ)量嚴(yán)重消耗。礦區(qū)有14座較大規(guī)模的礦山因資源枯竭而破產(chǎn)關(guān)閉，在生產(chǎn)的5座大型礦山中有4座屬于資源危機(jī)礦山。與此同時(shí)，國(guó)外原來的產(chǎn)錫大國(guó)英國(guó)和泰國(guó)，錫資源也已全部枯竭。金屬錫在工業(yè)生產(chǎn)中用途十分廣泛，用量大，但有些行業(yè)利用率不高。例如，有些 中小鍍錫企業(yè)，錫的利用率僅為40%，造成大量的錫資源浪費(fèi)。這就讓含錫電鍍污泥的綜合回收顯得更加迫切和重要。然而現(xiàn)有技術(shù)普遍存在回收率不高、不能綜合回收污泥中其他金屬元素以及回收中資源消耗較大等問題。在原始資料中，出現(xiàn)過這樣一句話，遠(yuǎn)高于其它堿浸法和酸浸法的回收率。也就是說堿浸法和酸浸法是個(gè)常規(guī)技術(shù)，只是我們通過工藝的改造提高了回收率，請(qǐng)申請(qǐng)人大概介紹下現(xiàn)有的堿浸法和酸浸法，并注明器回收率大概是多少？堿浸法主要流程是以氫氧化鈉浸出-固液分離-蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)出錫酸鈉.該法浸出率低，用二次浸出總回收率也只能達(dá)到70%左右，而且氫氧化鈉價(jià)格高，氫氧化鈉消耗量大，生產(chǎn)成本高.另有文獻(xiàn)介紹以硫酸浸出，因錫電鍍污泥中錫是以氫氧化錫和單質(zhì)錫兩種形式存在，硫酸浸出時(shí)，氫氧化錫容易浸出，而稀硫酸溶解單質(zhì)錫的速度非常緩慢，所以以稀硫酸浸出錫電鍍污泥時(shí)，回收率也是很低，只能達(dá)到709Γ80%.本發(fā)明是以一定濃度鹽酸浸出，是根據(jù)物料中氫氧化錫和單質(zhì)錫均能溶解于鹽酸的特性，一次浸出率就可達(dá)到95%以上，由于浸出渣只有5%，將浸出渣返回浸出，所以總浸出率在99%以上.再以鋁屑置換錫，其置換率又在97%以上.將置換出的海綿錫經(jīng)過洗滌，壓塊，鑄錠，得到98%以上的錫錠，總回收率達(dá)到96%以上.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種含錫電鍍污泥的回收處理工藝。本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)它的主要步驟包括浸出過程和置換過程，浸出過程中，將鹽酸加入到含錫電鍍污泥中，使其中的錫元素浸出到溶液中，經(jīng)過固液分離，分別得到含錫溶液和浸出渣；置換過程中，將金屬鋁材料加入含錫溶液中，置換得到海綿錫。換得到的金屬錫為海綿錫，海綿錫分別經(jīng)過洗滌、壓塊、鑄錠得到粗錫錠；粗錫錠通過精煉進(jìn)一步提純。較之現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用本技術(shù)方案，含錫電鍍污泥中錫的綜合回收率可達(dá)到96%，遠(yuǎn)高于其它堿浸法和酸浸法的回收率；其后處理過程將置換進(jìn)入溶液的鋁也進(jìn)行了回收，充分利用了資源；回收鋁后的廢水可進(jìn)入酸浸槽循環(huán)；全過程可用廢酸、廢渣、廢水、廢鋁箔為原料，可用工廠的余熱鍋爐的廢蒸汽加熱，生產(chǎn)出高質(zhì)量的工業(yè)原料；在酸浸過程中產(chǎn)生的少量廢氣可經(jīng)過液堿噴淋塔吸收，廢水循環(huán)使用；廢渣按國(guó)標(biāo)固化，達(dá)標(biāo)填埋。做到了變廢為寶，節(jié)能減排。


圖I為含錫污泥中回收錫錠工藝流程圖。圖2為浸出溫度一浸出率的坐標(biāo)圖。圖3為鹽酸濃度一浸出率的坐標(biāo)圖。 圖4為置換溫度一置換率。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)說明如圖I所示它的主要步驟包括浸出過程和置換過程，其特征在于浸出過程中，將鹽酸加入到含錫電鍍污泥中，使其中的錫元素浸出到溶液中，經(jīng)過固液分離，分別得到含錫溶液和浸出渣；置換過程中，將金屬鋁材料加入含錫溶液中，置換得到海綿錫。海綿錫分別經(jīng)過洗滌、壓塊、鑄錠得到粗錫錠；粗錫錠通過精煉進(jìn)一步提純。本發(fā)明中采用各種常用濃度的鹽酸均可實(shí)施。為了簡(jiǎn)化操作增加作業(yè)安全性，同時(shí)減少?gòu)U氣排放，優(yōu)選鹽酸濃度為I. 5^3. 5mol/L，含電鍍污泥與鹽酸的固液質(zhì)量體積比為lkg:5 12L。在浸出過程中，常溫下即可進(jìn)行，提高反應(yīng)溫度有助于提高反應(yīng)速率，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間有助于提高錫的浸出率。優(yōu)選的反應(yīng)溫度為6(T99°C，反應(yīng)時(shí)間為60min以上。為了能夠提高含錫電鍍污泥中，錫的回收，浸出渣一般混合新的含錫電鍍污泥再次進(jìn)行浸出。這樣可以確保含錫電鍍污泥中的錫96%以上的浸出率。所述的金屬鋁材料為以金屬鋁為主要成分的各種鋁材均可實(shí)現(xiàn)。為提高置換率，金屬鋁材料加入量可稍過量，優(yōu)選的加入量為含錫電鍍污泥中錫物質(zhì)的量的I.廣1.5倍。為提高反應(yīng)速率，金屬鋁材料優(yōu)選為粉狀或薄片狀。在置換過程中，常溫下即可進(jìn)行，提高反應(yīng)溫度有助于提高反應(yīng)速率，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間有助于提高錫的置換率。優(yōu)選的反應(yīng)溫度為5(T70°C，反應(yīng)時(shí)間為60min以上。為節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境，作為改進(jìn)，本發(fā)明的回收處理工藝中還可加入后處理過程置換得到錫后，將剩余溶液調(diào)節(jié)PH為1(Γ12，固液分離得到含鋁溶液和固體沉淀物；將所述含鋁溶液，調(diào)節(jié)PH為3飛，得到氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁沉淀經(jīng)灼燒得到氧化鋁，固體沉淀物進(jìn)行固化處理后填埋。調(diào)節(jié)PH至1(Γ12的過程中，使用常用的強(qiáng)堿即可實(shí)施，以下為一種優(yōu)選的堿化方法用石灰先調(diào)節(jié)PH至6 7，再用強(qiáng)堿如氫氧化鈉或氫氧化鉀調(diào)節(jié)PH至1(Γ12。調(diào)節(jié)PH為3飛使用的常用的酸即可實(shí)施，如硫酸或鹽酸。后處理過程中產(chǎn)生的廢水進(jìn)入浸出過程循環(huán)；在浸出過程中產(chǎn)生的少量廢氣經(jīng)過液堿噴淋塔吸收。
本發(fā)明所述的含錫電鍍污泥的回收處理工藝的化學(xué)原理如下在浸出過程中，將含錫電鍍污泥中Sn、Fe、Ca、Cr、Mg等主要金屬元素浸出至溶液中；在置換過程中，使用金屬鋁，主要將溶液中的Sn置換出來，得到金屬錫；后處理過程的堿處理中，將剩余溶液調(diào)節(jié)PH至1(Γ12，使除鋁外的其它金屬元素以氫氧化物的形式沉淀，得到固體廢渣，而鋁元素則以鋁酸離子形式留在溶液中；而后經(jīng)過調(diào)節(jié)PH為:Γ6，使鋁以氫氧化鋁形式沉淀。為了進(jìn)一步證明本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)，申請(qǐng)人就幾個(gè)關(guān)鍵步驟進(jìn)行了試驗(yàn)。一、浸出過程試驗(yàn)二 浸出溫度的選擇選用2. 9mol/L濃度鹽酸，在固液比Ikg :6L條件下，對(duì)各個(gè)溫度下，反應(yīng)一小時(shí)浸出率進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果如表一、圖2所示。
表一浸出溫度浸出率(時(shí)間Ih固液比” 6鹽酸濃度2.9mol/L)
溫度 V j 20 j 60 j 70 j 80 j 90 j 95 j 99 —_浸出率 ％__74. 8 85· 7 87. 8 90. 2 93. I 94. 8 96如表一所示，浸出過程在室溫下即可進(jìn)行，提高反應(yīng)溫度有助于提高反應(yīng)速率，從而提高相同時(shí)間內(nèi)的浸出率。浸出溫度在6(T99°C內(nèi)，浸出效果較好，超過99°C產(chǎn)生較多蒸氣。試驗(yàn)二 鹽酸濃度的選擇在95°C、固液比Ikg :6L條件下，采用不同濃度鹽酸，反應(yīng)一個(gè)小時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果如表二、圖3所示。
表二丨鹽酸濃聲一浸-率 (P間Th固液比丨6溫亨95 )
鹽酸濃度 moVL I j I. 5 j L 86 j I j 3 I 2. 5 I 2. 9 I 3. 5 j 12·「 浸出率 ％35 I 62.6 I 78.4 85.4 90. I 92. 7 94.8 | 95.9 | 97—如表二所示，浸出過程采用各常用濃度鹽酸均可實(shí)施，增加鹽酸濃度有助于提高反應(yīng)速率。為了簡(jiǎn)化操作增加作業(yè)安全性，同時(shí)減少?gòu)U氣，I. 5^3. 5mol/L濃度即可滿足需要。二、置換過程在不同溫度下，相同時(shí)間內(nèi)，以錫物質(zhì)的量的I. 3倍的鋁進(jìn)行置換試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見表三、圖4所示。
表三_換溫度一置換率(固液比I: 6鹽酸濃度2.9mol/L)
~V~反時(shí)間 mif
又20 I 40I 60 I80I 100120140 —
20__9__21__3243536169
—40Io~ 25384857~ 65 73
—50 ~2^!—4761 —697682 —
—60 ~26 ~6984 ~90— 9497~ 97
—70 I40 I 74I 89 I92丨 93I 94 丨 9權(quán)利要求
1.一種含錫電鍍污泥的回收處理工藝，其步驟包括浸出過程和置換過程，其特征在于浸出過程中，將鹽酸加入到含錫電鍍污泥中，使其中的錫元素浸出到溶液中，經(jīng)過固液分離，分別得到含錫溶液和浸出渣；置換過程中，將金屬鋁材料加入含錫溶液中，置換得到海綿錫。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含錫電鍍污泥的回收處理工藝，其特征在于海綿錫分別經(jīng)過洗漆、壓塊、鑄錠得到粗錫錠；粗錫錠通過精煉進(jìn)一步提純。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含錫電鍍污泥的回收處理工藝，其特征在于浸出過程中，反應(yīng)溫度為6(T99°C，反應(yīng)時(shí)間為60min以上，鹽酸的濃度為I. 5^3. 5mol/L，含電鍍污泥與鹽酸的固液質(zhì)量體積比為I :5 12kg/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含錫電鍍污泥的回收處理工藝，其特征在于浸出渣混合新的含錫電鍍污泥再次進(jìn)行浸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含錫電鍍污泥的回收處理工藝，其特征在于所述的金屬鋁材料為以金屬鋁為主要成分的各種鋁材，加入量為含錫電鍍污泥中錫物質(zhì)的量的I. Γ1. 5倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的含錫電鍍污泥的回收處理工藝，其特征在于所述的金屬鋁材料為粉狀或薄片狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含錫電鍍污泥的回收處理工藝，其特征在于其置換過程，反應(yīng)溫度為5(T70°C，反應(yīng)時(shí)間為60min以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含錫電鍍污泥的回收處理工藝，其特征在于它還包括后處理過程置換得到錫后，將剩余溶液調(diào)節(jié)PH為1(Γ12，固液分離得到含鋁溶液和固體沉淀物；將所述含鋁溶液調(diào)節(jié)PH為:Γ6，得到氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁沉淀經(jīng)灼燒得到氧化鋁，固體沉淀物進(jìn)行固化處理后填埋。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的含錫電鍍污泥的回收處理工藝，其特征在于調(diào)節(jié)PH至1(Γ12的過程中，用石灰先調(diào)節(jié)PH至6 7，再用氫氧化鈉或氫氧化鉀調(diào)節(jié)PH至1(Γ 2 ;調(diào)節(jié)PH為3 6使用的酸為硫酸或鹽酸。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的含錫電鍍污泥的回收處理工藝，其特征在于后處理過程中產(chǎn)生的廢水進(jìn)入浸出過程循環(huán)；在浸出過程中產(chǎn)生的少量廢氣經(jīng)過液堿噴淋塔吸收。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含錫電鍍污泥的回收處理工藝。它的主要步驟包括浸出過程和置換過程，浸出過程中，將鹽酸加入到含錫電鍍污泥中，使其中的錫元素浸出到溶液中，經(jīng)過固液分離，分別得到含錫溶液和浸出渣；置換過程中，將金屬鋁材料加入含錫溶液中，置換得到海綿錫。換得到的金屬錫為海綿錫，海綿錫分別經(jīng)過壓塊、鑄錠得到粗錫錠；粗錫錠通過精煉進(jìn)一步提純。本發(fā)明中含錫電鍍污泥中錫的綜合回收率可達(dá)到96%，其后處理過程將置換進(jìn)入溶液的鋁進(jìn)行回收，回收鋁后的廢水進(jìn)入酸浸槽循環(huán)；全過程可用廢酸、廢渣、廢水、廢鋁箔為原料，可用工廠的余熱鍋爐的廢蒸汽加熱，生產(chǎn)出高質(zhì)量的工業(yè)原料；廢渣按國(guó)標(biāo)固化，達(dá)標(biāo)填埋。做到了變廢為寶，節(jié)能減排。
文檔編號(hào)C22B25/06GK102912155SQ201210350379
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月20日
發(fā)明者嚴(yán)桂清, 吳承順, 唐文會(huì) 申請(qǐng)人:福建省固體廢物處置有限公司