專利名稱：一種從瓦斯泥中回收鉍制備BiOCl的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬固體廢棄物資源利用化領(lǐng)域，具體涉及一種從瓦斯泥中回收鉍制備BiOCl的工藝。
背景技術(shù)：
全國(guó)鋼鐵年生產(chǎn)能力已超過(guò)1. 40億噸，鋼鐵冶煉過(guò)程每年產(chǎn)生瓦斯泥高達(dá)200萬(wàn)噸。瓦斯泥中富含有鐵、鋅、鉍、鉛、錳等有價(jià)金屬，如果不能合理地加以利用，會(huì)給環(huán)境造成不利影響。除此，焦化生產(chǎn)工藝會(huì)產(chǎn)生大量的剩余氨水，冷軋工藝會(huì)產(chǎn)生大量的廢酸和廢堿。如果可較好地利用好這幾種廢棄資源，將對(duì)鋼鐵行業(yè)廢物資源化利用及環(huán)保都發(fā)揮重要的作用
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種從瓦斯泥中回收鉍制備BiOCl的工藝。其成本低廉，能很經(jīng)濟(jì)地從瓦斯泥中回收貴金屬鉍制得BiOCl。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為
一種從瓦斯泥中回收鉍制備BiOCl的工藝，其特征在于它包括以下步驟
(1)取瓦斯泥，加焦化工藝產(chǎn)生的剩余氨水進(jìn)行浸泡以溶解可和NH3絡(luò)合的雜質(zhì)元素包括 Cu、Ag、N1、Co ；
(2)在上述浸泡體系中加入Mg粉，將比其活性差的金屬雜質(zhì)元素包括Cu、Ag、N1、Co的氨絡(luò)合物通過(guò)置換反應(yīng)置換為相應(yīng)的單質(zhì)形式，過(guò)濾除去；
(3)加熱，使體系中的鎂元素和鋅元素在焦化剩余氨水中碳酸氫銨的共同作用下相應(yīng)轉(zhuǎn)化為MgCO3或ZnCO3沉淀形式，過(guò)濾除去；
(4)加入冷軋工藝產(chǎn)生的廢酸，使體系中的鉛元素以PbSO4沉淀形式去除，同時(shí)使體系中易溶解為酸的金屬雜質(zhì)元素包括鐵元素和錳元素相應(yīng)以離子形式存在，包括Fe2+、Fe3+、Mn2+、Mn4+等，使鉍元素以Bi3+形式存在；
(5)加入冷軋工藝產(chǎn)生的廢堿，使體系中的金屬雜質(zhì)離子包括Fe2+、Fe3+、Mn2+、Mn4+等相應(yīng)沉淀析出，過(guò)濾除去；
(6)調(diào)節(jié)體系pH為1.5 2. 1，使體系中的Cl—和Bi3+共同水解作用生成BiOCl沉淀，后處理即得。按上述方案，所述每IKg瓦斯泥所需要的剩余氨水量為4 6L，浸泡時(shí)長(zhǎng)至少為30mino按上述方案，所述每IKg瓦斯泥所需要的Mg粉含量為6 12g。按上述方案，所述步驟(3)為將體系緩慢加熱至體系溫度為8(T12(TC，保持3(Γ50min,以使體系中的鎂元素和鋅元素相應(yīng)轉(zhuǎn)化為MgCO3或ZnCO3沉淀形式,過(guò)濾除去。按上述方案，所述每IKg瓦斯泥所需要的冷軋工藝產(chǎn)生的廢酸的用量為2 4L。按上述方案，所述每IKg瓦斯泥所需要的冷軋工藝產(chǎn)生的廢堿的用量為2 4L。
按上述方案，所述步驟(6)中的pH調(diào)節(jié)劑為硝酸或鹽酸，優(yōu)選為鹽酸。優(yōu)選使用鹽酸可使體系中的Cr濃度增加，從而易于體系中Cr和Bi3+共同水解析出BiOCl沉淀。按上述方案，所述的瓦斯泥是高爐瓦斯泥。本發(fā)明通過(guò)在瓦斯泥中加入焦化工藝產(chǎn)生的剩余氨水進(jìn)行浸泡以先將可和NH3絡(luò)合的金屬雜質(zhì)元素包括Cu、Ag、N1、Co轉(zhuǎn)化為氨絡(luò)合物形式，然后加入活性較活潑的Mg可將前述Cu、Ag、N1、Co元素生成的氨絡(luò)合物置換為單質(zhì)形式去除，再通過(guò)加熱在剩余氨水體系中碳酸氫銨的存在作用下將Mg和Zn分別以MgCO3和ZnCO3沉淀形式除去，接著再加入冷軋工藝產(chǎn)生的廢酸，在加入冷軋工藝產(chǎn)生的廢酸前，體系中鉍元素主要以包括Bi2O3, Bi2S3及單質(zhì)Bi的形式存在，加入廢酸后，則會(huì)主要發(fā)生以下反應(yīng)
Fe203+H+ — Fe3++H20Bi203+HCl — BiCl3+H20Bi2S3+Fe3+ — Bi3++Fe2++S (沉淀)
Bi+Fe3+ — Bi3++Fe2+ ；
而使體系中易溶解為酸的金屬雜質(zhì)元素包括鐵元素和錳元素相應(yīng)以離子形式如Fe2+、Fe3+、Mn2+、Mn4+等存在，且因硫酸鉍易溶于鹽酸中，體系中的Bi元素不會(huì)以硫酸鉍沉淀形式從體系中析出，而主要以Bi3+形式存在。另外在這一過(guò)程中，體系中的鉛元素則會(huì)以PbSO4沉淀形式析出(因?yàn)槠洳蝗苡贖C1，而鉍則不然)。之后加入冷軋工藝產(chǎn)生的廢堿可使體系中的金屬雜質(zhì)離子包括Fe2+、Fe3+、Mn2+、Mn4+相應(yīng)以沉淀形式除去，其中Fe2+、Fe3+主要以Fe (OH)2^Fe (OH) 3等沉淀形式析出，且體系中Mn (OH) 2和Mn (OH) 4不穩(wěn)定，會(huì)最終轉(zhuǎn)化以MnO2等沉淀形式析出；最后再通過(guò)調(diào)節(jié)體系的PH，使體系pH保持在1. 5 2.1之間，從而使體系中的Cl—和Bi3+共同水解作用生成BiOCl沉淀，然后過(guò)濾即得，此時(shí)發(fā)生的反應(yīng)如下=BiCl3+ H2O = BiOCl I + 2 HCl0本發(fā)明的有益效果成本低廉，能很經(jīng)濟(jì)地從瓦斯泥中回收貴金屬鉍制得BiOCl ；
可實(shí)現(xiàn)焦化廠焦化工藝剩余氨水的二次利用，減少焦化剩余氨水對(duì)環(huán)境的污染； 實(shí)現(xiàn)鋼鐵冷軋工業(yè)產(chǎn)生的廢酸和廢堿的二次利用，省卻廢酸及廢堿的治理費(fèi)用。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
一種從瓦斯泥中回收鉍制備BiOCl的工藝，如圖1所示，步驟如下
Cl)取高爐瓦斯泥l(xiāng)Kg，加焦化工藝產(chǎn)生的剩余氨水5L，浸泡30min以上，以溶解可和NH3絡(luò)合的雜質(zhì)元素包括Cu、Ag、N1、Co ;
(2)在上述浸泡體系中加入IOgMg粉，將比其活性差的金屬雜質(zhì)元素包括Cu、Ag、N1、Co的氨絡(luò)合物通過(guò)置換反應(yīng)置換為相應(yīng)的單質(zhì)形式，過(guò)濾除去；
(3)緩慢加熱,使體系溫度升至120°C,并保持50min，而使體系中的鎂元素和鋅元素在焦化剩余氨水中碳酸氫銨的共同作用下相應(yīng)轉(zhuǎn)化為MgCO3沉淀或ZnCO3沉淀形式，過(guò)濾去除；
(4)加入冷軋工藝產(chǎn)生的廢酸3L，使體系中的鉛元素以PbSO4沉淀形式去除，同時(shí)使體系中易溶解為酸的金屬雜質(zhì)元素包括鐵元素和錳元素以離子形式如Fe2+、Fe3+、Mn2+、Mn4+存在，使鉍元素以Bi3+形式存在；
(5)加入冷軋工藝產(chǎn)生的廢堿3L，使體系中的金屬雜質(zhì)離子包括Fe2+、Fe3+、Mn2+、Mn4+相應(yīng)以Fe (OH) 2、Fe (OH) 3、MnO2等沉淀形式析出，過(guò)濾除去；
(6)用HCl調(diào)節(jié)體系pH，使體系pH保持在1.5^2.1之間，從而使體系中的Cl_和Bi3+共同水解作用生成白色沉淀，過(guò)濾洗滌得到白色晶狀物質(zhì)即BiOCl。實(shí)施例2
一種從瓦斯泥中回收鉍制備BiOCl的工藝，步驟如下
(1)取高爐瓦斯泥l(xiāng)Kg，加焦化工藝產(chǎn)生的剩余氨水4L，浸泡lh，以溶解可和NH3絡(luò)合的雜質(zhì)元素包括Cu、Ag、N1、Co ；
(2)在上述浸泡體系中加入6gMg粉，將比其活性差的金屬雜質(zhì)元素包括Cu、Ag、N1、Co的氨絡(luò)合物通過(guò)置換反應(yīng)置換為相應(yīng)的單質(zhì)形式，過(guò)濾除去；
(3)緩慢加熱,使體系溫度升至100°C,并保持30min，而使體系中的鎂元素和鋅元素在焦化剩余氨水中碳酸氫銨的共同作用下相應(yīng)轉(zhuǎn)化為MgCO3沉淀或ZnCO3沉淀形式，過(guò)濾去除；
(4)加入冷軋工藝產(chǎn)生的廢酸2L，使體系中的鉛元素以PbSO4沉淀形式去除，同時(shí)使體系中易溶解為酸的金屬雜質(zhì)元素包括鐵元素和錳元素以離子形式如Fe2+、Fe3+、Mn2+、Mn4+存在，使鉍元素以Bi3+形式存在；
(5)加入冷軋工藝產(chǎn)生的廢堿2L，使體系中的金屬雜質(zhì)離子包括Fe2+、Fe3+、Mn2+、Mn4+相應(yīng)以Fe (OH) 2、Fe (OH) 3、MnO2等沉淀形式析出，過(guò)濾除去；
(6)用HNO3調(diào)節(jié)體系pH，使體系pH保持在1.5^2.1之間，從而使體系中的Cl_和Bi3+共同水解作用生成白色沉淀，過(guò)濾洗滌得到白色晶狀物質(zhì)即BiOCl。實(shí)施例3
一種從瓦斯泥中回收鉍制備BiOCl的工藝，步驟如下
(1)取瓦斯泥l(xiāng)Kg，加焦化工藝產(chǎn)生的剩余氨水6L，充分浸泡，以溶解可和NH3絡(luò)合的雜質(zhì)元素包括Cu、Ag、N1、Co ；
(2)在上述浸泡體系中加入12gMg粉，將比其活性差的金屬雜質(zhì)元素包括Cu、Ag、N1、Co的氨絡(luò)合物通過(guò)置換反應(yīng)置換為相應(yīng)的單質(zhì)形式，過(guò)濾除去；
(3)加熱,使體系溫度升至100°C,并保持30min，而使體系中的鎂元素和鋅元素在焦化剩余氨水中碳酸氫銨的共同作用下相應(yīng)轉(zhuǎn)化為MgCO3沉淀或ZnCO3沉淀形式，過(guò)濾去除；
(4)加入冷軋工藝產(chǎn)生的廢酸4L，使體系中的鉛元素以PbSOjX淀形式去除，同時(shí)使體系中易溶解為酸的金屬雜質(zhì)元素包括鐵元素和錳元素以離子形式如Fe2+、Fe3+、Mn2+、Mn4+存在，使鉍元素以Bi3+形式存在；
(5)加入冷軋工藝產(chǎn)生的廢堿4L，使體系中的金屬雜質(zhì)離子包括Fe2+、Fe3+、Mn2+、Mn4+相應(yīng)以Fe (OH) 2、Fe (OH) 3、MnO2等沉淀形式析出，過(guò)濾除去；
(6)用HNO3調(diào)節(jié)體系pH，使體系pH保持在1.5^2.1之間，從而使體系中的Cl_和Bi3+共同水解作用生成白色沉淀，過(guò)濾洗滌得到白色晶狀物質(zhì)即BiOCl。
權(quán)利要求
1.一種從瓦斯泥中回收鉍制備BiOCl的工藝，其特征在于它包括以下步驟 (1)取瓦斯泥，加焦化工藝產(chǎn)生的剩余氨水進(jìn)行浸泡以溶解可和NH3絡(luò)合的雜質(zhì)元素包括 Cu、Ag、N1、Co ； (2)在上述浸泡體系中加入Mg粉，將比其活性差的金屬雜質(zhì)元素包括Cu、Ag、N1、Co的氨絡(luò)合物通過(guò)置換反應(yīng)置換為相應(yīng)的單質(zhì)形式，過(guò)濾除去； (3)加熱，使體系中的鎂元素和鋅元素在焦化剩余氨水中碳酸氫銨的共同作用下相應(yīng)轉(zhuǎn)化為MgCO3或ZnCO3沉淀形式，過(guò)濾除去； (4)加入冷軋工藝產(chǎn)生的廢酸，使體系中的鉛元素以PbSO4沉淀形式去除，同時(shí)使體系中易溶解為酸的金屬雜質(zhì)元素包括鐵元素和錳元素相應(yīng)以離子形式存在，包括Fe2+、Fe3+、Mn2+、Mn4+等，使鉍元素以Bi3+形式存在； (5)加入冷軋工藝產(chǎn)生的廢堿，使體系中的金屬雜質(zhì)離子包括Fe2+、Fe3+、Mn2+、Mn4+等相應(yīng)沉淀析出，過(guò)濾除去； (6)調(diào)節(jié)體系pH為1.5 2. 1，使體系中的Cl—和Bi3+共同水解作用生成BiOCl沉淀，后處理即得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從瓦斯泥中回收鉍制備BiOCl的工藝，其特征在于所述每IKg瓦斯泥所需要的剩余氨水量為4飛L，浸泡時(shí)長(zhǎng)至少為30min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從瓦斯泥中回收鉍制備BiOCl的工藝，其特征在于所述每IKg瓦斯泥所需要的Mg粉含量為6 12g。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從瓦斯泥中回收鉍制備BiOCl的工藝，其特征在于所述步驟(3)為將體系緩慢加熱至體系溫度為8(T12(TC，保持30飛0 min,以使體系中的鎂元素和鋅元素相應(yīng)轉(zhuǎn)化為MgCO3或ZnCO3沉淀形式，過(guò)濾除去。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從瓦斯泥中回收鉍制備BiOCl的工藝，其特征在于所述每IKg瓦斯泥所需要的冷軋工藝產(chǎn)生的廢酸的用量為2 4L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從瓦斯泥中回收鉍制備BiOCl的工藝，其特征在于所述每IKg瓦斯泥所需要的冷軋工藝產(chǎn)生的廢堿的用量為2 4L。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從瓦斯泥中回收鉍制備BiOCl的工藝，其特征在于所述步驟(6)中的pH調(diào)節(jié)劑為硝酸或鹽酸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從瓦斯泥中回收鉍制備BiOCl的工藝，其特征在于所述的瓦斯泥是高爐瓦斯泥。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從瓦斯泥中回收鉍制備BiOCl的工藝。包括以下步驟取瓦斯泥，加焦化剩余氨水進(jìn)行浸泡；在上述浸泡體系中加入Mg粉，將比其活性差的金屬雜質(zhì)元素置換為相應(yīng)單質(zhì)過(guò)濾除去；加熱，使體系中鎂元素和鋅元素轉(zhuǎn)化為MgCO3或ZnCO3沉淀過(guò)濾去除；加入冷軋廢酸，使鉛元素以PbSO4沉淀去除，易溶解為酸的金屬雜質(zhì)元素以離子形式存在，鉍元素以Bi3+形式存在；加入冷軋廢堿，使體系中金屬雜質(zhì)離子包括Fe2+、Fe3+、Mn2+、Mn4+相應(yīng)沉淀析出；調(diào)節(jié)體系pH在1.5~2.1，使體系中Cl-和Bi3+共同水解作用生成BiOCl沉淀，后處理即得。其成本低廉，能很經(jīng)濟(jì)地從瓦斯泥中回收鉍制得BiOCl。
文檔編號(hào)C22B30/06GK103014349SQ20121054612
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者劉尚超, 薛改鳳, 劉璞, 張壘, 王麗娜, 吳亮軍, 張楠, 付本全, 段建峰 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司