CN105039747A - 一种从铅滤饼中富集分离硒和汞的方法 - Google Patents

一种从铅滤饼中富集分离硒和汞的方法 Download PDF

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吴海国
张昕红
钟勇
高大银
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钟锋
郭潇逸
刘景槐
黄彦强
刘振楠
周明
夏兆泉
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Abstract

本发明公开了一种从铅滤饼中富集分离硒和汞的方法，该方法包括以下步骤：(1)将铅滤饼干燥至含水率小于5％，破碎得到粉料；(2)对所述粉料进行空白焙烧，焙烧的温度为800～850℃，焙烧的时间为1.5～2.5h，冷却收集挥发的烟尘，得到富集的硒汞尘；(3)富集后硒汞尘中加入石灰固硒脱汞焙烧，在600～650℃下保持60～90min；得到固硒渣，同时烟气经冷凝得到汞炱；(4)固硒渣经浸出后用SO2还原沉淀得到粗硒。该方法消耗的石灰量大大地降低，同时脱硒除汞的效率更高，能更好地利用固体废物资源回收有价金属。

Description

一种从铅滤饼中富集分离硒和汞的方法
技术领域
本发明涉及一种从铅滤饼中富集分离硒和汞的方法，属于固体废物的回收利用。
背景技术
有色冶炼工业炼铜过程中，烟气制酸时，其中的烟灰通过动力波洗涤下来，以得到较纯净的二氧化硫烟气。收集的烟灰与炼铜烟灰、黑铜泥、砷滤饼等危险固体废物统称为铅滤饼。铅滤饼含有铅、锌、铜、砷、汞、硒等危险有害元素，如不合理处置，极易造成环保事故。现有的处理方法为：将铅滤饼直接与石灰混合焙烧，这种方法需要加入的石灰的量很大，而且反应不够完全，不能达到理想的效果。
发明内容
本发明解决的技术问题是，铅滤饼处理过程中石灰的用量大，成本高，从铅滤饼中富集和回收有价元素的效率低。
本发明的技术方案是，提供一种从铅滤饼中富集分离硒和汞的方法，包括以下步骤：(1)将铅滤饼干燥至含水率小于5％，破碎得到粉料；(2)对所述粉料进行焙烧，焙烧的温度为800～850℃，焙烧的时间为1.5～2.5h，冷却收集挥发的烟尘，得到富集的硒汞尘；(3)在硒汞尘中加入石灰，在600～650℃下保持60～90min；得到固硒渣，同时烟气经冷凝得到汞炱；(4)固硒渣经浸出后用SO2还原沉淀得到粗硒。
进一步地，所述汞炱经水力旋流分离得到粗汞。
进一步地，所述汞炱经氢氧化钠洗涤后加碳还原得到金属汞。
进一步地，所述石灰的加入量为理论需要量的1.2～1.3倍。
进一步地，所述铅滤饼的主要成分为，按质量百分数，Se0.2～55％、Hg0.1～10％、As0.1～0.5％、Cu0.5～30％、Pb5～55％、Bi0.3～3％、S3～15％。
进一步地，破碎后粉料的粒度分布为，-400目的粉料质量占67.7％以上。
本发明利用空白焙烧实现了硒汞的挥发富集并与其它有价金属的分离。硒和汞的挥发率高，均大于98.5％，挥发烟尘冷却收尘，尘中硒汞富集比达到5倍以上，减少了后续硒汞分离的物料处理量。富集后的硒汞尘加石灰固硒脱汞，固硒率可达99％，汞脱除率可达99.5％，硒汞分离彻底。本发明包含了高温空白焙烧、冷却收尘、硒汞尘固硒脱汞焙烧、固硒渣回收硒、汞炱回收汞等工序，工艺流程简单，硒汞回收率高。
上述步骤中空白焙烧进行的化学反应，其主要反应式为：
Hg2Cl2→Hg2Cl2↑
HgS+O2→Hg↑+SO2↑
Cu2Se+2O2→CuSeO3+CuO
2HgSe+3O2→2HgO↑+2SeO2↑
2PbSe+3O2→2PbO+2SeO2↑
Ag2Se+3O2→2Ag2SeO3
Ag2Se+O2→2Ag+SeO2↑
Se+O2→SeO2↑
上述步骤中加入石灰脱硒除汞进行的化学反应，其主要反应式为：
HgS+O2→Hg↑+SO2↑
HgSe+O2+CaO→Hg↑+CaSeO3
3HgSe+2CaO→3Hg↑+2CaSe+CaSeO3
2MeSe+2CaO+3O2→2MeO+2CaSeO3
Se+O2+CaO＝CaSeO3
固硒渣经浸出后加入SO2还原沉淀得到粗硒。粗硒的品位为Se≥88％。其化学反应式主要为：
2NaOH+CaSeO3＝Na2SeO3+Ca(OH)2
Na2SeO3+H2SO4＝Na2SO4+H2SeO3
H2SeO3+2Na2O.SO2＝Se↓+H2O+2Na2SO4
或H2SeO3+2SO2+H2O＝Se↓+2H2SO4
汞炱经水力旋流器得到粗汞或者汞炱经约10％的氢氧化钠洗涤后加碳还原得到金属汞。
HgCl2+2NaOH＝＝HgO↓+H2O+2NaCl
2HgO+C＝2Hg+CO2
空白焙烧脱除硒汞后的焙烧料含有有价金属铜、铅、铋，焙烧料可返回铅系统生产铅及回收铜铋。
本发明的有益效果是，先通过空白焙烧，收集空白焙烧的烟尘，富集硒和汞，再加入石灰固硒除汞，实现硒和汞的分离。该分离方法消耗的石灰量大大地降低，同时脱硒除汞的反应更加完全，较大程度地回收利用了固体废物资源。
附图说明
图1表示本发明提供的分离硒和汞的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
铅滤饼的主要质量组成组成为：Se18.2％、Hg1.37％、As0.23％、Cu9.25％、Pb33.7％、Bi1.54％，其余为Cl、I、Zn、S等杂质。
将铅滤饼烘干，使其水分≤5％，铅滤饼的粒度为：-400目占67.7％、+120目占27.9％、-120目～+400目占4.4％。
取铅滤饼1000g，不制粒，用瓷碗置于管式电炉内焙烧，控制焙烧温度为850℃，焙烧1.5h，产出焙烧矿753g，其中含Se0.07％、Hg＜0.01％、As0.26％、Cu12.16％、Pb43.34％、Bi1.94％，可知焙烧过程硒的挥发率为99.7％，汞的挥发率为99.5％，铜的挥发率为1％，铅的挥发率为3.16％，铋的挥发率为5.14％。说明硒汞基本能挥发完全，铅、铜、铋等有价金属基本留在焙烧渣中。产出硒汞尘含Se45％、Hg7.84％。
取100g硒汞尘加入理论量1.25倍的石灰(90g)，制粒，在高温段650℃维持90min，得到固硒渣160.6g，含Se27.6％、Hg0.007％；脱汞率为99.86％，固硒率为99.5％。
取100g固硒渣在温度90℃、液固比为5:1、碱浓度120g/L的条件下浸出4h，得到含硒浸出液670mL，其中含硒39.8g/L，硒浸出率为96.62％。
取500mL硒浸出液加硫酸转化后用亚硫酸钠代替SO2还原硒，还原温度80℃，时间3h，得到粗硒21g，含Se92.4％，沉淀率为97.51％。
实施例2
铅滤饼的主要质量组成组成为：Se0.93％、Hg0.443％、Cu1.308％、Pb52.46％、Bi1.49％，其余为Cl、I、Zn、S等杂质。
将铅滤饼烘干，使其水分≤5％，铅滤饼的粒度为：-400目占68.9％、+120目占25.3％、-120目～+400目占5.8％。
取铅滤饼5000g，不制粒，用瓷碗置于管式电炉内焙烧，控制焙烧温度为850℃，焙烧1.5h，产出焙烧矿4835g，其中含Se0.017％、Hg＜0.01％、Cu1.34％、Pb52％、Bi1.45％，可知焙烧过程硒的挥发率为98.53％，汞的挥发率大于99％，铜的挥发率为0.9％，铅的挥发率为4.15％，铋的挥发率为5.9％。说明硒汞基本能挥发完全，铅、铜、铋等有价金属基本留在焙烧渣中。产出硒汞尘含Se27.2％、Hg5.11％。
取100g硒汞尘加入理论量1.25倍的石灰制粒，在高温段650℃维持90min，得到固硒渣150.6g，含Se17.9％、Hg0.009％；脱汞率为99.7％，固硒率为99.1％。
取100g固硒渣在温度90℃、液固比为5:1、碱浓度120g/L的条件下浸出4h，得到含硒浸出液685mL，其中含硒25.3g/L，硒浸出率为96.82％。
取500mL硒浸出液加硫酸转化后用亚硫酸钠代替SO2还原硒，还原温度80℃，时间3h，得到粗硒13g，含Se94.4％，沉淀率为97.01％。
实施例3
铅滤饼的主要质量组成为：Se1.01％、Hg1.13％、Cu1.45％、Pb53.46％、Bi1.71％，其余为Cl、I、Zn、S等杂质。
将铅滤饼烘干，使其水分≤5％，铅滤饼的粒度为：-400目占68.7％、+120目占25.1％、-120目～+400目占6.2％。
取铅滤饼118.78kg(干重)，不制粒，入回转窑内焙烧，控制焙烧温度为800～850℃，焙烧1.5h，产出焙烧矿112.96kg，其中含Se0.016％、Hg＜0.01％、Cu1.5％、Pb54.22％、Bi1.74％，可知焙烧过程硒的挥发率为98.52％，汞的挥发率大于99％，铜的挥发率为1.62％，铅的挥发率为3.55％，铋的挥发率为3.23％。说明硒汞基本能挥发完全，铅、铜、铋等有价金属基本留在焙烧渣中。产出硒汞尘含Se32.1％、Hg6.72％。
取2600g硒汞尘加入理论量1.25倍的石灰制粒，在高温段650℃维持90min，得到固硒渣4277g，含Se19.34％、Hg0.02％；脱汞率为99.51％，固硒率为99.12％。
取4000g固硒渣在温度90℃、液固比为5:1、碱浓度120g/L的条件下浸出4h，得到含硒浸出液27L，其中含硒27.6g/L，硒浸出率为96.33％。
取26L硒浸出液加硫酸转化后用亚硫酸钠代替SO2还原硒，还原温度80℃，时间3h，得到粗硒770g，含Se90.7％，沉淀率为97.32％。

Claims (6)

1.一种从铅滤饼中富集分离硒和汞的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将铅滤饼干燥至含水率小于5％，破碎得到粉料；
(2)对所述粉料进行空白焙烧，焙烧的温度为800～850℃，焙烧的时间为1.5～2.5h，冷却收集挥发的烟尘，得到富集的硒汞尘；
(3)在硒汞尘中加入石灰进行固硒脱汞焙烧，在600～650℃下保持60～90min；得到固硒渣，同时烟气经冷凝得到汞炱；
(4)固硒渣经浸出后用SO2还原沉淀得到粗硒。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述汞炱经水力旋流分离得到粗汞。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述汞炱经氢氧化钠洗涤后加碳还原得到金属汞。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述石灰的加入量为理论需要量的1.2～1.3倍。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铅滤饼的主要成分为，按质量百分数，Se0.2～55％、Hg0.1～10％、As0.1～0.5％、Cu0.5～30％、Pb5～55％、Bi0.3～3％、S3～15％。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，破碎后粉料的粒度分布为，-400目的粉料质量占67.7％以上。
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