一種從鉛冶煉系統(tǒng)中富集回收鎘的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于有色金屬冶煉行業(yè)，尤其涉及一種用于從鉛冶煉系統(tǒng)中富集回收鎘的方法，將鉛精礦搭配輔料、返回的低鎘煙塵后，加入底吹爐脫硫熔煉鉛的同時(shí)，鎘以硫酸鎘形式循環(huán)富集在電收塵煙灰中；當(dāng)電收塵煙灰含鎘達(dá)到5-28%時(shí)，用水或稀硫酸浸出分離鎘，浸出液用鋅粉置換產(chǎn)出鎘綿，并進(jìn)一步產(chǎn)出粗鎘、精鎘；置換鎘后液作為生產(chǎn)納米氧化鋅、一水硫酸鋅、七水硫酸鋅的原料來(lái)回收鋅；鉛在浸出過(guò)程中富集在浸出渣中，便于返回鉛系統(tǒng)中冶煉回收；此方法采用底吹熔煉技術(shù)，在熔煉鉛的同時(shí)，高效富集轉(zhuǎn)化了原料中的鎘為水溶性的鎘鹽，縮短了工藝流程，為直接富集分離回收鉛、鎘提供了條件，避免了濕法回收鎘時(shí)鉛的分散，降低了生產(chǎn)成本。
【專利說(shuō)明】一種從鉛冶煉系統(tǒng)中富集回收鎘的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于有色金屬冶煉行業(yè)，尤其涉及一種用于從鉛冶煉系統(tǒng)中富集回收鎘的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，鎘金屬主要是從鋅冶煉系統(tǒng)中綜合回收，主要回收工藝為:硫化鋅精礦經(jīng)過(guò)焙燒，使鋅、鎘以氧化物和硫酸鹽形式進(jìn)入焙砂，焙砂經(jīng)過(guò)酸性浸出時(shí)，鋅和鎘以硫酸鹽形式進(jìn)入溶液，鋅電積前需將溶液中的有害金屬除去，除鎘的方法主要是加入鋅粉置換，產(chǎn)出銅鎘置換渣；然后用稀硫酸或鋅電積液氧化浸出銅鎘置換渣，產(chǎn)出的銅鎘渣浸出液用鋅粉兩次置換除鎘，第一步是加入量為理論量85%的鋅粉(用鋅粉置換鎘時(shí)，把溶液中全部鎘置換出來(lái)需要鋅粉的量為加入鋅粉的理論量)，欠量置換得70-80%高品位海綿鎘，海綿鎘經(jīng)壓制成團(tuán)后在熔融NaOH中除雜得含鎘90%的粗鎘，經(jīng)精餾產(chǎn)出品位99.99%的精鎘銷(xiāo)售。欠量置換產(chǎn)出的置換后液，加入量為理論量1.2-1.3倍的鋅粉進(jìn)行過(guò)量置換，得到低品位的鎘綿渣返回銅鎘渣浸出槽回收處理。
[0003]傳統(tǒng)的燒結(jié)鼓風(fēng)爐煉鉛工藝中燒結(jié)溫度低，鎘分散在燒結(jié)煙灰、鼓風(fēng)爐煙灰、粗鉛及渣等物料中，不易綜合回收，環(huán)境污染重，若回收其中的鎘，需對(duì)含鎘物料進(jìn)行富集。文獻(xiàn)(有色金屬提取冶金手冊(cè)編委會(huì)，有色金屬提取冶金手冊(cè)鋅鎘鉛鉍卷，北京:冶金工業(yè)出版社，1992，236-240)介紹了水口山三廠采用反射爐富集熔煉處理鉛鼓風(fēng)爐煙塵，產(chǎn)出含 Cdl0.8-26.8%, 0.2-0.51%Se, 1-1.4%Te,0.28-0.5%Zn, 29-50%Pb 的富鎘布袋塵，或用硫酸-硝石氧化浸出后濕法提取鎘，或硫酸化焙燒后硫酸浸出、除雜、電積提取鎘的生產(chǎn)工藝；同時(shí)還介紹了沈陽(yáng)冶煉廠 采用濕法氯氣氧化浸出處理含Cd4%左右的低品位燒結(jié)煙塵，四次富集浸出，浸出液含Cd由4-6g/l提高到20-23g/l后，置換產(chǎn)70%以上海綿鎘的試驗(yàn)流程。由此可知，從鉛冶煉系統(tǒng)中回收鎘時(shí)，傳統(tǒng)工藝流程長(zhǎng)，鎘分散嚴(yán)重，富集分離困難，重金屬污染大，大量使用化學(xué)試劑，生產(chǎn)成本高，金屬回收率低等問(wèn)題。
[0004]目前，國(guó)內(nèi)普遍采用底吹爐氧化-鼓風(fēng)爐(還原爐)還原煉鉛工藝，高溫熔煉副產(chǎn)的含鎘物料大都富含鉛和鋅，有企業(yè)把此部分含鎘物料出售至鋅冶煉廠回收鎘，此類(lèi)高含鎘的鉛鋅煙灰出售時(shí)，鎘、鋅都不計(jì)價(jià)，只計(jì)鉛價(jià)，使得此回收鎘的方式，經(jīng)濟(jì)效益較差，經(jīng)濟(jì)上不合理，且損失一定量的鉛金屬量，鋅冶煉廠還要承擔(dān)重金屬鉛污染的風(fēng)險(xiǎn)。因此尋找一種從鉛冶煉系統(tǒng)中富集回收鎘的經(jīng)濟(jì)有效方法，是減少鉛冶煉過(guò)程中鎘污染的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于改變現(xiàn)有從鉛冶煉系統(tǒng)富集回收鎘技術(shù)的不足，而提供一種從鉛冶煉系統(tǒng)富集回收鎘的方法。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案:
一種從鉛冶煉系統(tǒng)中富集回收鎘的方法，其特征在于:包括以下步驟:
步驟I)、鎘富集:將鉛精礦搭配輔料、低鎘煙塵，加入底部配置有氧槍的底吹爐內(nèi)，通過(guò)氧槍吹入氧氣和氮?dú)鈹嚢枞鄢?，?050-1250°C下進(jìn)行底吹脫硫熔煉產(chǎn)出高鉛渣、粗鉛和高溫SO2煙氣塵，高溫SO2煙氣塵依次經(jīng)補(bǔ)氧、余熱鍋爐降溫和電除塵器收塵后，SO2煙氣送去制酸，在電收塵煙灰中鎘以硫酸鎘形式富集回收，并密閉返回原料配料后循環(huán)入爐，使鎘在鉛冶煉系統(tǒng)中密閉循環(huán)富集；
步驟2)、鎘浸出:當(dāng)電收塵煙灰含鎘達(dá)到5-28%時(shí)，用水或稀硫酸浸出含鎘電收塵煙灰，煙灰中的CcUZn進(jìn)入浸出液，Pb及大部分Cu、Fe、As留在浸出渣中返回步驟I)鉛冶煉系統(tǒng)回收鉛；
步驟3)、鎘置換:將步驟2)中得到的含鎘浸出液用理論量80-90%的鋅粉進(jìn)行欠量置換，得到欠量置換液和海綿鎘，海綿鎘經(jīng)過(guò)壓團(tuán)、熔鑄得到粗鎘；欠量置換液返回第二步鎘浸出，循環(huán)2-7次后，最后一次欠量置換液送至過(guò)量置換槽，用理論量120%的鋅粉進(jìn)行過(guò)量置換，產(chǎn)出鎘綿渣和置換后液，鎘綿渣氧化后返回步驟2)進(jìn)行鎘浸出；
步驟4)、回收鋅:將步驟3)中得到的置換后液送去制取納米氧化鋅、一水硫酸鋅、七水硫酸鋅等產(chǎn)品。
[0007]所述步驟I)中低鎘煙塵為含鎘質(zhì)量百分?jǐn)?shù)小于5%的煙塵，輔料包括石子和石英，鉛精礦搭配輔料、低鎘煙塵，搭配比例為鉛精礦:石英:石子:低鎘煙塵=10:0.5-1:0.5-1:1-2。
[0008]所述步驟I)中吹入氧氣和氮?dú)鈮毫?.6-1.0MPa,吹入氧氣的量為每噸鉛精礦、輔料和低鎘煙塵的混合物料吹入80-120m3氧氣，氮?dú)庥昧繛檠鯕獾?.3^0.5倍。
[0009]所述步驟I)中補(bǔ)氧形式為:噴槍往爐內(nèi)噴富氧空氣、壓縮空氣、氧氣等，或從爐子出煙口處負(fù)壓混入冷空氣 、氧氣等，或前述方式的單一或組合，漏風(fēng)補(bǔ)氧量為5000—20000m3/h，作用主要是降低煙氣溫度、降低二氧化硫氣濃、并和煙氣中部分還原性物質(zhì)反應(yīng)。
[0010]所述步驟I)中所述的高溫SO2煙氣塵經(jīng)余熱鍋爐降溫后，溫度為280-350°C。
[0011]所述步驟2)中所述的用水或稀硫酸浸出，優(yōu)先選用水作浸出劑，然后根據(jù)煙灰含硫，確定是否補(bǔ)加或使用稀硫酸作浸出劑；使用稀硫酸時(shí)選用的稀硫酸的濃度為0.2 —1%。
[0012]所述步驟2)中浸出含鎘電收塵煙灰，浸出時(shí)液固比控制在3-5:1，室溫下M1.5—2.5 小時(shí)。
[0013]所述步驟3)中欠量置換時(shí)的溫度為40_50°C,置換時(shí)間為35-45分鐘,置換后得到的海綿鎘含鎘百分?jǐn)?shù)為70-90% ;過(guò)量置換時(shí)溫度為40-50°C，置換時(shí)間為35-45分鐘，置換結(jié)束后得到的鎘綿渣中含鎘百分?jǐn)?shù)為30-50%。
[0014]所述步驟3)中海綿鎘熔鑄過(guò)程中需要加入NaOH，熔鑄溫度為350_450°C，加入NaOH的量為鎘含量的10-20%，熔鑄后得到含鎘質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為90-98%的粗鎘錠。
[0015]所述步驟3)中所述的鎘綿渣氧化方式采用鎘綿渣在空氣中自然氧化，或采用鎘綿渣在反應(yīng)器中用氧化劑強(qiáng)制氧化。
[0016]本發(fā)明的有益效果:
1、本發(fā)明在鉛底吹熔池熔煉的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了鎘的高效富集分離。
[0017]2、富集分離采用多種循環(huán)富集方式，過(guò)程不產(chǎn)生廢渣，所產(chǎn)中間渣都返回了鉛底吹熔煉系統(tǒng)加以回收利用；置換液回收鋅后產(chǎn)出少量廢水，該廢水酸度低，易于實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。[0018]3、相比傳統(tǒng)的鉛鋅冶煉過(guò)程中鎘回收工藝，該方法富集分離流程短，環(huán)境污染小，金屬回收率可達(dá)到90%以上。
[0019]4、整個(gè)過(guò)程很少使用化學(xué)試劑，置換鋅粉也只用一次，生產(chǎn)費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1所示，一種從鉛冶煉系統(tǒng)中富集回收鎘的方法，包括以下步驟:
步驟I)、鎘富集:將鉛精礦搭配輔料、返回的含鎘質(zhì)量百分?jǐn)?shù)小于5%低鎘煙塵后，加入底部配置有氧槍的底吹爐內(nèi)，通過(guò)氧槍吹入氧氣和氮?dú)鈹嚢枞鄢兀?100°C左右溫度下進(jìn)行底吹脫硫熔煉，產(chǎn)出高鉛渣、粗鉛和高溫SO2煙氣塵，高溫SO2煙氣塵經(jīng)補(bǔ)氧、余熱鍋爐降溫和電除塵器收塵后，SO2煙氣送去制酸，在電收塵煙灰中鎘以硫酸鎘形式富集回收，并密閉返回原料配料后循環(huán)入爐，使鎘在鉛底吹熔煉系統(tǒng)中密閉循環(huán)富集，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的富集后，電收塵系統(tǒng)產(chǎn)出的煙灰中鎘品位可達(dá)到5-28%左右，含鋅10-15%左右，其主要成分如下:(％)
【權(quán)利要求】
1.一種從鉛冶煉系統(tǒng)中富集回收鎘的方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟I)、鎘富集:將鉛精礦搭配輔料、低鎘煙塵，加入底部配置有氧槍的底吹爐內(nèi)，通過(guò)氧槍吹入氧氣和氮?dú)鈹嚢枞鄢?，?050-1250°C下進(jìn)行底吹脫硫熔煉產(chǎn)出高鉛渣、粗鉛和高溫SO2煙氣塵，高溫SO2煙氣塵依次經(jīng)補(bǔ)氧、余熱鍋爐降溫和電除塵器收塵后，SO2煙氣送去制酸，在電收塵煙灰中鎘以硫酸鎘形式富集回收，并密閉返回原料配料后循環(huán)入爐，使鎘在鉛冶煉系統(tǒng)中密閉循環(huán)富集； 步驟2)、鎘浸出:當(dāng)電收塵煙灰含鎘達(dá)到5-28%時(shí)，用水或稀硫酸浸出含鎘電收塵煙灰，煙灰中的CcUZn進(jìn)入浸出液，Pb及大部分Cu、Fe、As留在浸出渣中返回步驟I)鉛冶煉系統(tǒng)回收鉛； 步驟3)、鎘置換:將步驟2)中得到的含鎘浸出液用理論量80-90%的鋅粉進(jìn)行欠量置換，得到欠量置換液和海綿鎘，海綿鎘經(jīng)過(guò)壓團(tuán)、熔鑄得到粗鎘；欠量置換液返回第二步鎘浸出，循環(huán)2-7次后，最后一次欠量置換液送至過(guò)量置換槽，用理論量120%的鋅粉進(jìn)行過(guò)量置換，產(chǎn)出鎘綿渣和置換后液，鎘綿渣氧化后返回步驟2)進(jìn)行鎘浸出； 步驟4)、回收鋅:將步驟3)中得到的置換后液送去制取納米氧化鋅、一水硫酸鋅、七水硫酸鋅等產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鉛冶煉系統(tǒng)中富集回收鎘的方法，其特征在于:所述步驟O中低鎘煙塵為含鎘質(zhì)量百分?jǐn)?shù)小于5%的煙塵，輔料包括石子和石英，鉛精礦搭配輔料、低鎘煙塵，搭配比例為鉛精礦:石英:石子:低鎘煙塵=10:0.5-1:0.5-1:1-2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鉛冶煉系統(tǒng)中富集回收鎘的方法，其特征在于:所述步驟O中吹入氧氣和氮?dú)鈮毫?.6-1.0MPa，吹入氧氣的量為每噸鉛精礦、輔料和低鎘煙塵的混合物料吹入80-120m3氧氣，氮?dú)庥昧繛檠鯕獾?.3^0.5倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鉛冶煉系統(tǒng)中富集回收鎘的方法，其特征在于:所述步驟O中補(bǔ)氧形式為:噴槍往爐內(nèi)噴富氧空氣、壓縮空氣、氧氣等，或從爐子出煙口處負(fù)壓混入冷空氣、氧氣等，或前述方式的單一或組合，漏風(fēng)補(bǔ)氧量為5000— 20000m3/h，作用主要是降低煙氣溫度、降低二氧化硫氣濃、并和煙氣中部分還原性物質(zhì)反應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鉛冶煉系統(tǒng)中富集回收鎘的方法，其特征在于:所述步驟O中所述的高溫SO2煙氣塵經(jīng)余熱鍋爐降溫后，溫度為280-350°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鉛冶煉系統(tǒng)中富集回收鎘的方法，其特征在于:所述步驟2)中所述的用水或稀硫酸浸出，優(yōu)先選用水作浸出劑，然后根據(jù)煙灰含硫，確定是否補(bǔ)加或使用稀硫酸作浸出劑；使用稀硫酸時(shí)選用的稀硫酸的濃度為0.2 —1%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鉛冶煉系統(tǒng)中富集回收鎘的方法，其特征在于:所述步驟2)中浸出含鎘電收塵煙灰，浸出時(shí)液固比控制在3-5:1，室溫下浸出1.5—2.5小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鉛冶煉系統(tǒng)中富集回收鎘的方法，其特征在于:所述步驟3)中欠量置換時(shí)的溫度為40-50°C，置換時(shí)間為35-45分鐘，置換后得到的海綿鎘含鎘百分?jǐn)?shù)為70-90% ;過(guò)量置換時(shí)溫度為40-50°C，置換時(shí)間為35-45分鐘，置換結(jié)束后得到的鎘綿渣中含鎘百分?jǐn)?shù)為30-50%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鉛冶煉系統(tǒng)中富集回收鎘的方法，其特征在于:所述步驟3)中海綿鎘熔鑄過(guò)程中需要加入NaOH，熔鑄溫度為350-450°C，加入NaOH的量為鎘含量的10-20%，熔鑄后得到含鎘質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為90-98%的粗鎘錠。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鉛冶煉系統(tǒng)中富集回收鎘的方法，其特征在于:所述步驟3)中所述的鎘綿渣 氧化方式采用鎘綿渣在空氣中自然氧化，或采用鎘綿渣在反應(yīng)器中用氧化劑強(qiáng)制氧化。
【文檔編號(hào)】C22B13/02GK103740945SQ201410013873
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】李衛(wèi)鋒, 狄聚才, 蔣麗華, 王光明, 李武科, 王成偉, 王海濤, 楊明 申請(qǐng)人:河南豫光金鉛股份有限公司