CN105219970A - 一种焙尘中回收多金属及氯化钙的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种焙尘中回收多金属及氯化钙的方法,焙尘主要含有氯、铅、锌、锡、铟和铋,步骤是:将焙尘和水于反应槽中加入盐酸中性浸出大部分锌,液固分离得中浸液和中浸渣;中浸液用氢氧化钙中和沉淀锌,过滤得高锌渣和中和后液,中和后液蒸发浓缩得氯化钙浓缩液或二水氯化钙,高锌渣漂洗得漂洗渣返回电锌系统回收锌;中浸渣酸浸得一段酸浸液和一段酸浸渣;一段酸浸液用铁粉还原得铋渣,还原后液进入铟萃取回收系统萃取铟,反萃过程中氢氟酸反萃锡,用盐酸反萃铟,反萃的锡溶液用铝置换得海绵锡,含铟溶液用铝板置换得海绵铟进一步处理得高纯铟;一段酸浸渣,加入盐酸进行二段酸浸得铅泥和二段酸浸液;铅泥熔炼得粗铅。本发明酸碱消耗低,副产氯化钙,低成本,金属回收率高,其中锡回收率达80%以上,铅铟铋锌达92-98%,无环境污染,经济效益显著。
Description
技术领域
本发明涉及一种焙尘中回收多金属及氯化钙的方法,通过多段浸出、中和沉淀、萃取分离、蒸发浓缩等方法分步回收焙尘中的多种有价金属并副产氯化钙。
背景技术
资源的日益枯竭,导致更多的再生资源得到回收利用。在再生锌资源中,钢铁烟尘回收锌及附带金属占了很大的比重,尤其炼铁烟尘中富含锌、铟、铅,通过回转窑燃烧挥发富集得到综合回收价值较高的次氧化锌。但由于炼铁烟尘中含氯,富集的次氧化锌粉中也含氯较高。含氯次氧化锌可通过湿法工艺生产电锌,也可先脱氯产出焙砂,用于电炉炼锌。次氧化锌使用焙烧窑脱氯生产焙砂,燃料为天然气或煤气,温度为1000℃左右,烟尘中主要成分为氯、铅、锌、铟,称之为焙尘。
由于焙尘中含氯较高(≥20%)、含铅较高(≥15%)、含锌不高(18~30%),基本是氯化物,又是火法烟尘,已无法再次通过火法分离回收,现有的湿法处理工艺通常要用纯碱或者片碱在碱性条件下脱除氯,然后通过硫酸浸出生产电锌及产出铅泥。在高氯情况下,把氯化物转化沉淀,需很高的碱耗;在硫酸浸出过程中因含铅高,酸耗相对很高,在产出电锌不多的情况下,电锌吨锌成本居高不下。同时铅以硫酸铅形式产出,在火法回收铅的过程中增加能耗的同时产出二氧化硫,造成企业的生产成本及环保负担。
发明内容
本发明的目的就是针对焙尘成分复杂,物理化学性质变化大,分离难度大,现有技术处理碱耗酸耗高,成本高,环境污染大的问题,提出一种焙尘中回收多金属及氯化钙的方法,使之酸碱消耗大幅度降低,还能副产氯化钙,无二氧化硫污染,低成本和高金属回收率,以此提高废旧资源的利用水平。
本发明所提出这种焙尘中回收多金属及氯化钙的方法,其特征在于所述焙尘是次氧化锌粉在焙烧窑脱氯过程中产生的烟尘,主要含有氯、铅、锌、锡、铟和铋,其作业步骤是:
(1)中浸,将焙尘和生产循环水置于反应槽中加入工业盐酸进行中性浸出,将大部分锌浸入溶液中,矿浆进行液固分离得中浸液和中浸渣;
(2)将步骤(1)产出的中浸液加入氢氧化钙中和沉淀锌,过滤后得高锌渣和中和后液,中和后液进行蒸发浓缩,产出氯化钙,高锌渣进行两级逆流漂洗后所得漂洗渣返回电锌系统回收锌;
(3)对步骤(1)产出中浸渣进行酸浸得一段酸浸液和一段酸浸渣,酸浸时加入工业盐酸,液固比为2~6,温度为60~75℃,时间为1.5~2.5h,终点pH值为0.5~2.0;
(4)将步骤(3)产出的一段酸浸液使用还原铁粉还原得铋渣,按溶液中的铋的含量变化加入还原铁粉,还原后液进入铟萃取回收系统,使用P204萃取铟,在反萃过程中分步用5%~20%氢氟酸反萃锡、用6~8mol/l盐酸反萃铟,反萃下来的含锡溶液用铝板置换产出海绵锡,含铟溶液除杂后使用铝板置换得到海绵铟,熔铸产出粗铟,粗铟经过电解得到99.99%精铟;
(5)将步骤(3)产出的一段酸浸渣,加入盐酸及洗涤水进行二段酸浸得铅泥和二段酸浸液,二段酸浸温度为70~80℃,液固比2~4:1,时间2~3h,终点游离酸0.5~1mol/l,反应完成后进行过滤;
(6)将步骤(5)产出的铅泥在中温条件下熔炼,产出粗铅。
步骤(1)中,液固比为2~8:1控制温度为50~75℃,反应时间为1.5~3h,控制终点pH值为4.5~5.0。
步骤(2)中,反应过程中缓慢加入氢氧化钙,待pH值为7.5~8时停止氢氧化钙加入,终点pH为7.5~10时反应已完全,稳定30分钟即可过滤。
步骤(2)中,对高锌渣的漂洗过程中液固比2~6:1,温度50~80℃,漂洗时间为30~60min,漂洗液为中和后液蒸发浓缩产出的冷凝水。
步骤(5)所得二段酸浸液返回步骤(3)与盐酸混合使用。
步骤(5)二段酸浸所得滤渣用萃余液洗涤,洗涤时间为30min,经过滤后即产出铅泥。
本发明的特点是摒弃传统硫酸浸出锌的工艺,而采用盐酸来浸出高氯焙尘。使得该物料在处理过程中酸碱消耗大幅度降低,还能副产氯化钙,低成本,金属回收率高,其中锡回收率达80%以上,铅铟铋锌高达92-98%,整个工艺过程无废气和废液排放,无环境污染,经济效益显著。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面用实例进一步说明本发明的积极技术效果。工艺过程参见图1。
实施例一
原料样来自浙江省某冶炼厂焙烧窑烟尘,其组成成分为(%):Zn:20.88、In:1010g/t、Sn:1.29、Pb:18.25、Bi:0.63、Cl:28.32。
(1)将该焙尘使用盐酸进行中性浸出,锌的浸出率在90%以上,将中浸液用氢氧化钙中和沉锌得到氢氧化锌渣,两段逆流漂洗后的氢氧化锌渣成分为:Zn:56.58%,Cl:0.84%。中和后液,通过蒸发浓缩得到浓度较高的氯化钙浓缩液或二水氯化钙就近销售,产品质量满足GB/T26520—2011标准要求。
(2)中浸渣经两段逆流酸浸,使铟、铋有较高的浸出率,锡也被部分浸出。经分析产出的铅泥成分为(%)Zn:2.13、In:419g/t、Sn:0.42、Pb:64.55、Bi:0.042。
(3)铅泥加入辅料后进行中温熔炼,产出粗铅品位≥96%。
通过计算,以上焙尘原料通过该工艺处理后,各金属回收率锌≥95%,铟≥93%,铋大于等于96%,锡≥85%,铅≥95%。金属回收率高,流程简单,无废水排放。
实施例二
原料样来自湖南省某冶炼厂焙烧窑烟尘,其组成成分为(%):Zn:30.64、In:1131g/t、Sn:0.59、Pb:14.79、Bi:0.68、Cl:18.60。
(1)将该焙尘使用盐酸进行中性浸出,锌的浸出率在90%以上,将中浸液用氢氧化钙中和沉锌得到氢氧化锌渣,两段逆流漂洗后的氢氧化锌渣成分为:Zn:60.05%,Cl:1.02%。中和后液,通过蒸发浓缩得到浓度较高的氯化钙浓缩液或二水氯化钙就近销售,产品质量满足GB/T26520—2011标准要求。
(2)中浸渣经两段逆流酸浸,使铟、铋有较高的浸出率,锡也被部分浸出。经分析产出的铅泥成分为(%)Zn:3.06、In:328g/t、Sn:0.55、Pb:56.03、Bi:0.066。
(3)铅泥加入辅料后进行中温熔炼,产出粗铅品位≥96%。
通过计算,以上焙尘原料通过该工艺处理后,各金属回收率锌≥97%,铟≥92%,铋大于等于98%,锡≥82%,铅≥95%。金属回收率高,流程简单,无废水排放。环保可靠,经济效益显著。
Claims (6)
1.一种焙尘中回收多金属及氯化钙的方法,其特征在于所述焙尘是次氧化锌粉在焙烧窑脱氯过程中产生的烟尘,主要含有氯、铅、锌、锡、铟和铋,其作业步骤是:
(1)中浸,将焙尘和生产循环水置于反应槽中加入工业盐酸进行中性浸出,将大部分锌浸入溶液中,矿浆进行液固分离得中浸液和中浸渣;
(2)将步骤(1)产出的中浸液加入氢氧化钙中和沉淀锌,过滤后得高锌渣和中和后液,中和后液进行蒸发浓缩,产出氯化钙,高锌渣进行两级逆流漂洗后所得漂洗渣返回电锌系统回收锌;
(3)对步骤(1)产出中浸渣进行酸浸得一段酸浸液和一段酸浸渣,酸浸时加入工业盐酸,液固比为2~6,温度为60~75℃,时间为1.5~2.5h,终点pH值为0.5~2.0;
(4)将步骤(3)产出的一段酸浸液使用还原铁粉还原得铋渣,按溶液中的铋的含量变化加入还原铁粉,还原后液进入铟萃取回收系统,使用P204萃取铟,在反萃过程中分步用5%~20%氢氟酸反萃锡、用6~8mol/l盐酸反萃铟,反萃下来的含锡溶液用铝板置换产出海绵锡,含铟溶液除杂后使用铝板置换得到海绵铟,熔铸产出粗铟,粗铟经过电解得到99.99%精铟;
(5)将步骤(3)产出的一段酸浸渣,加入盐酸及洗涤水进行二段酸浸得铅泥和二段酸浸液,二段酸浸温度为70~80℃,液固比2~4:1,时间2~3h,终点游离酸0.5~1mol/l,反应完成后进行过滤;
(6)将步骤(5)产出的铅泥在中温条件下熔炼,产出粗铅。
2.根据权利要求1所述焙尘中回收多金属及氯化钙的方法,其特征在于步骤(1)中,液固比为2~8:1控制温度为50~75℃,反应时间为1.5~3h,控制终点pH值为4.5~5.0。
3.根据权利要求1所述焙尘中回收多金属及氯化钙的方法,其特征在于步骤(2)中,反应过程中缓慢加入氢氧化钙,待pH值为7.5~8时停止氢氧化钙加入,终点pH为7.5~10时反应已完全,稳定30分钟即可过滤。
4.根据权利要求1所述焙尘中回收多金属及氯化钙的方法,其特征在于步骤(2)中,对高锌渣的漂洗过程中液固比2~6:1,温度50~80℃,漂洗时间为30~60min,漂洗液为中和后液蒸发浓缩产出的冷凝水。
5.根据权利要求1所述焙尘中回收多金属及氯化钙的方法,其特征在于步骤(5)所得二段酸浸液返回步骤(3)与盐酸混合使用。
6.根据权利要求1所述焙尘中回收多金属及氯化钙的方法,其特征在于步骤(5)二段酸浸所得滤渣用萃余液洗涤,洗涤时间为30min,经过滤后即产出铅泥。
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