CN100591783C - 一种从废电解阳极泥中回收锌铅的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从废电解阳极泥中回收锌铅的方法，该方法先将废电解阳极泥磨细，后加入到混酸溶液中，在20-60℃下搅拌0.2-4小时，过滤，滤渣备用；滤液加入氨水-碳酸氨溶液，搅拌，过滤，得硫酸锌溶液，电积，即得金属锌；在滤渣中加入氢氧化钠溶液，搅拌，过滤，再向滤液中加入硫化钠固体，得硫化铅黑色沉淀，将硫化铅沉淀和固体氢氧化钠混匀，加热反应40-50分钟，降温，水浸，过滤即得金属铅；本发明具有下述优点：(1)采用湿法工艺，能耗低、成本低、劳动条件好；(2)采用溶液中氧化还原和沉淀的方法去杂质，避免了复杂的净化工序；3)对废泥中的锌和铅同时回收，并且回收率高、金属品位高。
Description
(一)技术领域：
本发明涉及有色金属的回收方法，具体是从废电解阳极泥中回收锌铅的方法。
(二)背景技术：
近20年来，由于经济的发展，有色金属消耗量迅速上升，产生了大量可回收的有色金属废料，同时再生有色金属的生产也取得了较快的发展。再生有色金属的生产以其低投资、低能耗、低成本、低污染和工艺较简单的特点，日益受到重视。
据不完全统计，湿法冶炼产生的浸出含锌废渣加上工业生产中没有得到利用的含锌废渣泥累计达到1000万吨，每年约产生32万吨的工业废渣泥，如电镀锌渣泥，铜铅锌渣泥等。这些含铜铅锌渣泥如果不加以回收利用，既会对环境产生污染，又会造成大量的资源浪费。因此，从含铜铅锌渣泥中回收锌铅，制备锌铅制品，使固体废弃物资源化，减少环境污染，显得尤为迫切。
含锌废渣由于来源不同，其成分和性质都不同，其处理方法很多，主要分为火法和湿法两种。火法炼锌由于能耗高、污染大，劳动条件差、金属回收率低、金属品位低已逐渐被淘汰。一般的湿法炼锌由精矿焙烧、烟气制酸、浸出、净液、电积、熔铸等工序组成。湿法炼锌的主要优点是环境卫生、劳动条件好，金属回收率高、金属品位高，易于规模化生产。
中国专利CN1243167A提出了一种从含锌废渣中提炼锌方法，该方法包括锌原料球的制备、烧结、蒸馏、排渣和加料，烧结和蒸馏在烧结蒸馏瓶内均匀配置的抖罐中同步进行，竖直料罐中装满含锌原料球，用燃煤对烧结蒸馏瓶逐渐加热至1300℃，在竖直料罐中依次进行氧化还原反应、固体锌汽化、锌气液化、烧结和预热。这种方法可将废料变为有工业价值利用的锌，但是存在许多缺点：(1)该方法仍然采用传统的火法工艺，加热温度高，达到1300℃，能耗大，生产成本过高；(2)反应装置较复杂，不利于操作；(3)该方法回收的金属品种单一，只有金属锌。
再生铅的生产工艺流程主要是熔析粗炼-电解精炼-碱性精炼以及传统的反射炉熔炼和鼓风炉熔炼，此外还有铅矿冶炼搭配处理废杂铅生产再生铅流程、铅基合金废料生产再生铅合金流程等。但以上多数工艺存在步骤复杂、生产成本高、金属回收率低、金属品位低等缺点。
(三)发明内容：
本发明的目的就是提供一种从废电解阳极泥中回收锌铅的方法。本方法以废电解阳极泥为原料，采用浸出-电积-高温碱处理工艺回收金属锌和铅，工艺流程短，生产成本低，特别适宜于再生有色金属的生产。
本发明的方法包括下述步骤：
a.废电解阳极泥的浸出
将废电解阳极泥磨到150-300目，加入到3-10倍废泥重量的混酸溶液中，混酸的摩尔浓度为1-2摩尔/升，再加入废泥重量0.01-1倍的氧化剂，在20-60℃下搅拌0.2-4小时，过滤，滤渣备用；滤液用氢氧化钠溶液调节到pH8.0，加入与混酸等重量的氨水-碳酸氨溶液，氨水与碳酸氨的重量比为1∶1，氨水-碳酸氨溶液的浓度为20％，搅拌，过滤，得硫酸锌溶液；
b.电积
将上述硫酸锌溶液浓缩到1摩尔/升，后进行电积，即得金属锌；
c.高温碱处理制铅
在上述滤渣中加入30％氢氧化钠溶液，滤渣与氢氧化钠溶液的重量比为0.1-0.5，搅拌到滤液澄清，过滤，再向滤液中加入硫化钠固体，硫化钠与滤渣的重量比为1∶1-2，得硫化铅黑色沉淀，将硫化铅沉淀和固体氢氧化钠按2∶3的重量比混匀，置于300-400℃加热反应40-50分钟，降至室温，水浸，过滤即得金属铅。
所述的混酸为硫酸、硝酸、磷酸、苯磺酸、盐酸、对甲苯磺酸中任意两种酸的混合物，其中两种酸的重量比为1∶1。
所述的氧化剂为高锰酸钾、浓硫酸、高氯酸、氯气、工业漂白粉、双氧水、溴水、过硫酸盐中的一种或两种，其中两种氧化剂的重量比为1∶1。
所述废电解阳极泥为电解锌精矿得到的阳极废泥。
本发明与现有技术相比具有下述优点：
(1)采用湿法工艺，能耗低、成本低、环境卫生、劳动条件好；
(2)采用溶液中氧化还原和沉淀的方法将杂质一步除去，避免了复杂的净化提纯工序，降低了生产成本；
(3)对废泥中的锌和铅同时回收，并且回收率可达80％以上，锌和铅的品位高，锌的品位83％，铅的品位76％，提高了经济效益。
(四)附图说明：
图1是本发明工艺流程示意图。
(五)具体实施方式：
实施例1：
取10克废泥磨细到150目，加入到30克1摩尔/升浓度的硫酸和盐酸混合溶液中，其中硫酸和盐酸的配比为1∶1，再加入0.1克工业漂白粉，在20-60℃搅拌0.2小时，过滤，收集滤液，滤渣备用。滤液用氢氧化钠溶液调节到pH8.0，再加入30克由等量氨水和碳酸氨配制的20％的氨水-碳酸氨溶液，于60℃搅拌直到不产生沉淀为止，过滤，收集滤液并将其浓缩到1摩尔/升，电积，即得到0.34克锌，回收率为83％；
在上述滤渣中加入30％氢氧化钠溶液，滤渣与氢氧化钠溶液的重量比为0.1-0.5，搅拌，过滤，再向滤液中加入20克硫化钠固体，过滤得黑色硫化铅沉淀。将硫化铅沉淀和固体氢氧化钠以2∶3的比例混合均匀，放入坩锅中，然后置于电阻炉中加热，在300-400℃的温度下反应40-50分钟，降至室温，加1升水浸20-30分钟，过滤，即得0.68克铅，回收率为81％。
实施例2
取10克废泥磨细到200目，加入到100克1.5摩尔/升浓度的硝酸和盐酸混合溶液中，其中硝酸和盐酸的配比为1∶1，再加入0.5克高锰酸钾，在20-60℃搅拌2小时，过滤，收集滤液，滤渣备用。滤液用氢氧化钠溶液调节到pH8.0，加入100克由等量氨水和碳酸氨配制的20％氨水-碳酸氨溶液，于60℃搅拌直到不产生沉淀为止，过滤，收集滤液并将其浓缩到1摩尔/升，电积，即得到0.5克锌，回收率为85％；
在上述滤渣中加入30％氢氧化钠溶液，滤渣与氢氧化钠的重量比为0.1-0.5，搅拌，过滤，再向滤液中加入20克硫化钠固体，过滤得黑色硫化铅沉淀。将硫化铅沉淀和固体氢氧化钠以2∶3的比例混合均匀，放入坩锅中，然后置于电阻炉中加热，在300-400℃的温度下反应40-50分钟，降至室温，加1升水浸20-30分钟，过滤，即得0.74克铅，回收率为88％。
实施例3
取10克废泥磨细到180目，加入到50克2摩尔/升浓度的硫酸和磷酸混合溶液中，其中硫酸和磷酸的配比为1∶1，再加入1克高氯酸，在20-60℃搅拌3小时，过滤，收集滤液，滤渣备用。滤液用氢氧化钠溶液调节到pH8.0，加入50克由等量氨水和碳酸氨配制的20％氨水-碳酸氨溶液，于60℃搅拌直到不产生沉淀为止，过滤，收集滤液并将其浓缩到1摩尔/升，电积，即得到0.377克锌，回收率为92％；
在上述滤渣中加入30％氢氧化钠溶液，滤渣与氢氧化钠的重量比为0.1-0.5，搅拌，过滤，再向滤液中加入20克硫化钠固体，过滤得黑色硫化铅沉淀。将硫化铅沉淀和固体氢氧化钠以2∶3的比例混合均匀，放入坩锅中，然后置于电阻炉中加热，在300-400℃的温度下反应40-50分钟，降至室温，加1升水浸20-30分钟，过滤，即得0.739克铅，回收率为85％。
实施例4
取10克废泥磨细到300目，加入到80克1摩尔/升浓度的对甲苯磺酸和硫酸的混合溶液中，其中硫酸和甲苯磺酸的配比为1∶1，再加入5克氯气，在20-60℃搅拌3小时，过滤，收集滤液，滤渣备用。滤液用氢氧化钠溶液调节到pH8.0，加入80克由等量氨水和碳酸氨配制的20％氨水-碳酸氨溶液，于60℃搅拌直到不产生沉淀为止，过滤，收集滤液并将其浓缩到1摩尔/升，电积，即得到0.39克锌，回收率为95％；
在上述滤渣中加入30％氢氧化钠溶液，滤渣与氢氧化钠的重量比为0.1-0.5，搅拌，过滤，再向滤液中加入20克硫化钠固体，过滤得黑色硫化铅沉淀。将硫化铅沉淀和固体氢氧化钠以2∶3的比例混合均匀，放入坩锅中，然后置于电阻炉中加热，在300-400℃的温度下反应40-50分钟，降至室温，加1升水浸20-30分钟，过滤，即得0.748克铅，回收率为89％。
实施例5
取10克废泥磨细到200目，加入到60克2摩尔/升浓度的硝酸和磷酸的混合溶液中，其中硝酸和磷酸的配比为1∶1，再加入8克浓硫酸，在20-60℃搅拌2.5小时，过滤，收集滤液，滤渣备用。滤液用氢氧化钠溶液调节到pH8.0，加入60克由等量氨水和碳酸氨配制的20％氨水-碳酸氨溶液，于60℃搅拌直到不产生沉淀为止，过滤，收集滤液并将其浓缩到1摩尔/升，电积，即得到0.381克锌，回收率为95％；
在上述滤渣中加入30％氢氧化钠溶液，滤渣与氢氧化钠的重量比为0.1-0.5，搅拌，过滤，再向滤液中加入20克硫化钠固体，过滤得黑色硫化铅沉淀。将硫化铅沉淀和固体氢氧化钠以2∶3的比例混合均匀，放入坩锅中，然后置于电阻炉中加热，在300-400℃的温度下反应40-50分钟，降至室温，加1升水浸20-30分钟，过滤，即得0.697克铅，回收率为89％。
实施例6
取10克废泥磨细到250目，加入到80克1.2摩尔/升浓度的苯磺酸和盐酸的混合溶液中，其中苯磺酸和盐酸的配比为1∶1，再加入0.8克溴水，在20-60℃搅拌0.5小时，过滤，收集滤液，滤渣备用。滤液用氢氧化钠溶液调节到pH8.0，加入80克由等量氨水和碳酸氨配制的20％氨水-碳酸氨溶液，于60℃搅拌直到不产生沉淀为止，过滤，收集滤液并将其浓缩到1摩尔/升，电积，即得到0.369克锌，回收率为93％；
在上述滤渣中加入30％氢氧化钠溶液，滤渣与氢氧化钠的重量比为0.1-0.5，搅拌，过滤，再向滤液中加入20克硫化钠固体，过滤得黑色硫化铅沉淀。将硫化铅沉淀和固体氢氧化钠以2∶3的比例混合均匀，放入坩锅中，然后置于电阻炉中加热，在300-400℃的温度下反应40-50分钟，降至室温，加1升水浸20-30分钟，过滤，即得0.722克铅，回收率为86％。
实施例7
取10克废泥磨细到250目，加入到70克1.5摩尔/升浓度的硝酸和对甲苯磺酸的混合溶液中，其中硝酸和对甲苯磺酸的配比为1∶1，再加入10克过硫酸盐，在20-60℃搅拌4小时，过滤，收集滤液，滤渣备用。滤液用氢氧化钠溶液调节到pH8.0，加入70克由等量氨水和碳酸氨配制的20％氨水-碳酸氨溶液，于60℃搅拌直到不产生沉淀为止，过滤，收集滤液并将其浓缩到1摩尔/升，电积，即得到0.357克锌，回收率为87％；
在上述滤渣中加入30％氢氧化钠溶液，滤渣与氢氧化钠的重量比为0.1-0.5，搅拌，过滤，再向滤液中加入20克硫化钠固体，过滤得黑色硫化铅沉淀。将硫化铅沉淀和固体氢氧化钠以2∶3的比例混合均匀，放入坩锅中，然后置于电阻炉中加热，在300-400℃的温度下反应40-50分钟，降至室温，加1升水浸20-30分钟，过滤，即得0.706克铅，回收率为84％。
实施例8
取10克废泥磨细到250目，加入到40克1摩尔/升浓度的磷酸和盐酸的混合溶液中，其中磷酸和盐酸的配比为1∶1，再加入1克双氧水，在20-60℃搅拌1.5小时，过滤，收集滤液，滤渣备用。滤液用氢氧化钠溶液调节到pH8.0，加入40克由等量氨水和碳酸氨配制的20％氨水-碳酸氨溶液，于60℃搅拌直到不产生沉淀为止，过滤，收集滤液并将其浓缩到1摩尔/升，电积，即得到0.361克锌，回收率为88％；
在上述滤渣中加入30％氢氧化钠溶液，滤渣与氢氧化钠的重量比为0.1-0.5，搅拌，过滤，再向滤液中加入20克硫化钠固体，过滤得黑色硫化铅沉淀。将硫化铅沉淀和固体氢氧化钠以2∶3的比例混合均匀，放入坩锅中，然后置于电阻炉中加热，在300-400℃的温度下反应40-50分钟，降至室温，加1升水浸20-30分钟，过滤，即得0.756克铅，回收率为90％。
实施例9
取10克废泥磨细到300目，加入到80克2摩尔/升浓度的磷酸和盐酸的混合溶液中，其中磷酸和盐酸的配比为1∶1，再加入0.5克双氧水和0.5克过硫酸盐，在20-60℃搅拌1小时，过滤，收集滤液，滤渣备用。滤液用氢氧化钠溶液调节到pH8.0，加入80克由等量氨水和碳酸氨配制的20％氨水-碳酸氨溶液，于60℃搅拌直到不产生沉淀为止，过滤，收集滤液并将其浓缩到1摩尔/升，电积，即得到0.353克锌，回收率为86％；
在上述滤渣中加入30％氢氧化钠溶液，滤渣与氢氧化钠的重量比为0.1-0.5，搅拌，过滤，再向滤液中加入20克硫化钠固体，过滤得黑色硫化铅沉淀。将硫化铅沉淀和固体氢氧化钠以2∶3的比例混合均匀，放入坩锅中，然后置于电阻炉中加热，在300-400℃的温度下反应40-50分钟，降至室温，加1升水浸20-30分钟，过滤，即得0.773克铅，回收率为92％。
Claims (3)
1、一种从废电解阳极泥中回收锌铅的方法，其特征在于包括下述步骤：
a.废电解阳极泥的浸出
将废电解阳极泥磨到150-300目，加入到3-10倍废电解阳极泥重量的混酸溶液中，混酸的摩尔浓度为1-2摩尔/升，再加入废电解阳极泥重量0.01-1倍的氧化剂，在20-60℃下搅拌0.2-4小时，过滤，滤渣备用；滤液用氢氧化钠溶液调节到pH8.0，加入与混酸等重量的氨水-碳酸氨溶液，氨水与碳酸氨的重量比为1∶1，氨水-碳酸氨溶液的浓度为20％，搅拌，过滤，得硫酸锌溶液；
b.电积
将上述硫酸锌溶液浓缩到1摩尔/升，后进行电积，即得金属锌；
c.高温碱处理制铅
在上述滤渣中加入30％氢氧化钠溶液，滤渣与氢氧化钠溶液的重量比为0.1-0.5，搅拌到滤液澄清，过滤，再向滤液中加入硫化钠固体，硫化钠与滤渣的重量比为1∶1-2，得硫化铅黑色沉淀，将硫化铅沉淀和固体氢氧化钠按2∶3的重量比混匀，置于300-400℃加热反应40-50分钟，降至室温，水浸，过滤即得金属铅。
2、根据权利要求1所述的从废电解阳极泥中回收锌铅的方法，其特征在于：所述的混酸为硫酸、硝酸、磷酸、苯磺酸、盐酸、对甲苯磺酸中任意两种酸的混合物，其中两种酸的重量比为1∶1。
3、根据权利要求1所述的一种从废电解阳极泥中回收锌铅的方法，其特征在于：所述的氧化剂为高锰酸钾、浓硫酸、高氯酸、氯气、工业漂白粉、双氧水、溴水、过硫酸盐中的一种或两种，其中两种氧化剂的重量比为1∶1。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100224 Termination date: 20101129 |