CN106756038B - 一种从铜铅锌冶炼硫酸系统酸泥中分离硒汞的方法 - Google Patents

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Abstract

一种从铜铅锌冶炼硫酸系统酸泥中分离硒汞的方法，包括以下步骤：1）氧压碱浸酸泥浸硒固汞：将酸泥、氢氧化钠、石灰按比例调浆加入反应釜，然后，向反应釜内通入富氧气体，增压至1.7～2.2MPa（即17~22个大气压），再加热升温至160~220℃后进行氧压碱浸1～4小时，反应釜尾气经冷凝槽冷凝除汞蒸汽，其冷凝水返回反应釜作为碱浸调浆的配液进行循环利用；2）固液分离；3）将步骤2）中的碱浸渣封存，集中送汞厂回收汞；4）高效还原制备粗硒：将步骤2）中的碱浸液经净化后还原回收硒。与现有对酸泥加石灰进行焙烧处理的工艺相对，该方法大大降低了反应的温度，且利用富氧气体氧化，无需添加其他氧化剂，节约了处理成本，提高了硒的浸出率。

Description

一种从铜铅锌冶炼硫酸系统酸泥中分离硒汞的方法
技术领域
本发明涉及一种稀散金属回收方法，尤其是涉及一种从铜铅锌冶炼硫酸系统酸泥中分离硒汞的方法。
背景技术
铜铅锌冶炼制酸系统酸泥主要含有硒、汞，汞是对环境极为有害的重金属，单质汞在常温下就能挥发。目前有色冶炼企业大都是把含汞酸泥外卖给炼汞企业回收汞，硒并没有得到较好的回收。有色冶炼企业酸泥为一类高危废渣，目前有色冶炼厂用长期堆存的办法保管，堆存的过程中单质汞会不间断地挥发污染厂区大气。
制酸系统含汞酸泥常用的处理方法是先加石灰焙烧脱汞，用冷凝方法回收焙烧尾气中的汞蒸汽，硒则被分散进入烟尘和烧渣中，再用盐酸或硫酸加氧化剂浸出的办法来处理烟尘和烧渣，得到的浸硒液中杂质含量相对较高，净化处理步骤多，二氧化硫还原后所得粗硒中杂质含量相对较高。如CN 103526017 A 公开了一种铜冶炼烟气生产硫酸所产酸泥中有价元素的提取方法，王晓武等人报道的“从含硒酸泥中提取硒的试验研究”论文，这类方案硒浸出率、回收率相对较低，浸硒渣渣量大，渣中的铅及其它有价金属回收困难，处理废渣的成本高。
CN 103496676 A 公开了一种铜冶炼烟气制酸酸泥废料中硒的回收方法，即将酸泥加入次氯酸钠和氢氧化钠的溶液中，进行浸硒反应，硒的回收率为95%，回收率相对偏低，且所针对的烟气制酸酸泥物料中不含汞元素。
CN 103468956 A公开了一种黄金冶炼制酸酸泥多元素回收方法，针对黄金冶炼制酸酸泥采用稀酸吸收烟气——固液分离——滤渣硝酸溶解——硫化物调节pH的方法得到了含汞矿物，实现了黄金冶炼制酸酸泥中硒与汞的回收，但工艺方法较为复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种硒浸出率和回收率高，汞的固渣率高及其挥发量低的从铜铅锌冶炼硫酸系统酸泥中分离硒汞的方法，及时处理制酸系统的酸泥，综合回收酸泥中的铅及其它有价金属。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种从铜铅锌冶炼硫酸系统酸泥中分离硒汞的方法，包括以下步骤：
1）氧压碱浸酸泥浸硒固汞：将酸泥、氢氧化钠、石灰按比例调浆加入反应釜，然后，向反应釜内通入富氧气体，增压至1.7～2.2MPa（即17~22个大气压），再加热升温至160~220℃后进行氧压碱浸1～4小时，反应釜尾气经冷凝槽冷凝除汞蒸汽，其冷凝水返回反应釜作为碱浸调浆的配液进行循环利用；
2）固液分离；
3）将步骤2）中的碱浸渣封存，集中送汞厂回收汞；
4）高效还原制备粗硒：将步骤2）中的碱浸液经净化后还原回收硒。
步骤1）中，酸泥、氢氧化钠和石灰的重量比为：1:1~2:0.10~0.15，优选，其重量比为1:1.21:0.13；其调浆得到的溶液的液固比为：2~5:1，优选，其液固比为3：1。
步骤1）中冷凝后的气体依次进入三个串联的高锰酸钾或次氯酸钙溶液吸附槽吸附，吸附后的气体向大气中排放。
所述富氧气体为纯度大于96%的工业氧气。
步骤2）的具体操作为：氧压碱浸反应结束后，先通冷却水冷却矿浆至100℃以下，再关闭进氧阀，继续通冷却水使矿浆冷却至室温，打开排气阀使反应釜压力降至常压，然后过滤分离得到碱浸渣和碱浸液。
步骤4）高效还原制备粗硒的具体操作为：向浸出液添加硫酸进行中和反应，得到中和液和中和渣；中和渣经稀硫酸浸出后返有色冶炼厂回收铅；再向中和液中添加硫化钠进行硫化反应，其硫化渣返回反应釜用于氧压碱浸，以便回收其中的硒和汞，其硫化液再进行硒还原反应得到还原后液和粗硒。
步骤1）中，所述酸泥的主要成分为汞、硒、铅以及低含量的砷。
本发明一种从铜铅锌冶炼硫酸系统酸泥中分离硒汞的方法的有益效果：
本发明采用氧压碱浸的方法处理酸泥，与现有对酸泥加石灰进行焙烧处理的工艺相对，大大降低了反应的温度，且利用富氧气体氧化，把易挥发的单质汞几乎全部转化为难挥发的氧化汞，可降低单质汞挥发对环境污染的程度，可以成倍提高渣中汞的含量，可以降低后续汞厂回收汞的成本；无需添加其他氧化剂，节约了处理成本，大大提高了硒的浸出率；
采用氧压碱浸的方法处理酸泥，实现对硒、汞的安全环保分离，显著提高汞固渣率，汞固渣率高达99.94%；降低汞的挥发量，汞的挥发量可低至0.064%，进而减少汞进入大气的量；同时提高硒的浸出率至98.77%以上，最高达99.65%；减少处理酸泥产出废渣的量，为后续综合回收汞、铅及其它有价金属创造有利条件；
高效、快速、即时处理铜铅锌冶炼厂产出的酸泥，缩短处理前酸泥的堆放时间，进而减少酸泥中单质汞挥发对环境造成的污染程度，有利于环境保护；
氧压碱浸排气量相对较少，经多级吸附处理后尾气中汞含量可以达到国家铅、锌行业汞含量的排放标准（低于0.05mg/m3）。
综合利用现有的纯氧、高压蒸汽等设备，其设备投资成本低，操作简便，易工业化生产实施。
附图说明
图1—为一种从铜铅锌冶炼硫酸系统酸泥中分离硒汞的方法的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
本发明以下实施例所处理的铜铅锌冶炼硫酸系统酸泥，其化学成分为：Se：65.48~70.22%；Hg：8.18~22.5%；Pb：0.16~7.32%；As：0.91~2.48%。每个实施例均设有3个试验平行样，其相应的结果为3个平行样的平均值。
本发明以下实施例中采用的反应釜为能够符合国家特种压力设备相关规定要求，满足技术控制条件需要，并能正确按照操作规范进行作业的设备。
实施例1
参照图1，本实施例的一种从铜铅锌冶炼硫酸系统酸泥中分离硒汞的方法，包括以下步骤：
1）氧压碱浸酸泥浸硒固汞：将酸泥、氢氧化钠、石灰按重量比为1:1.21:0.13调制成液固比为4:1的矿浆加入反应釜，然后，启动反应釜搅拌装置，并关闭进料阀及尾气阀，打开进氧阀，向反应釜内通入富氧气体（如工业氧），增压至2.0MPa（即20个大气压）后关闭进氧阀，再加热升温至180℃后，再打开尾气阀和进氧阀，进行氧压碱浸2.5小时，其反应釜尾气经冷凝槽冷凝除汞蒸汽，其冷凝水返回反应釜作为碱浸调浆的配液进行循环利用；
2）固液分离：氧压碱浸反应结束后，先通冷却水冷却矿浆至100℃以下，再关闭进氧阀，继续通冷却水使矿浆冷却至室温，打开排气阀使反应釜压力降至常压，然后过滤分离得到碱浸渣和碱浸液；
3）将步骤2）中的碱浸渣封存，集中送汞厂回收汞；
4）高效还原制备粗硒：将步骤2）中的碱浸液经净化后还原回收硒，即向浸出液添加硫酸进行中和反应，得到中和液和中和渣；中和渣经稀硫酸浸出后返有色冶炼厂回收铅；再向中和液中添加硫化钠进行硫化反应，其硫化渣返回反应釜用于氧压碱浸，以便回收其中的硒和汞，其硫化液再进行硒还原反应得到还原后液和粗硒。
实施例2~6
与实施例1相比，本实施例的一种从铜铅锌冶炼硫酸系统酸泥中分离硒汞的方法，其具体操作条件如下表所示：
表1实施例1~6 所述方法中氧压碱浸的条件
采用实施例1~6所示方法处理的酸泥，其得到的碱浸液和碱浸渣中有色金属的组成成分及含量如表2所示，按碱浸渣中硒、汞含量计算出来的硒浸出率、汞固渣率、汞挥发率如表3所示。
表2 实施例1~6处理酸泥对应的碱浸液、碱浸渣的组成成份表
表3实施例1~6氧压碱浸处理酸泥的硒浸出率、汞固渣率和汞挥发率
由表2和表3可知，采用本发明的一种从铜铅锌冶炼硫酸系统酸泥中分离硒汞的方法，其处理酸泥的硒浸出率均高于98.77%，汞固渣率均大于99.71%，汞挥发率均低于0.29%，采用氧压碱浸处理酸泥，其中汞挥发进入反应釜尾气中的量较少，且经多级吸附处理后尾气中汞含量符合国家铅、锌行业废气的排放标准。
与现有对酸泥加石灰进行焙烧处理的工艺相对，本发明的方法节约了处理成本，每吨酸泥可减少1吨石灰用量，降低成本500元；提高了硒的浸出率，最高达99.65%，具有较大的经济价值；酸泥的堆放时间缩短至30天，有利于改善铜铅锌冶炼企业的工厂环境。

Claims (7)

1.一种从铜铅锌冶炼硫酸系统酸泥中分离硒汞的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1） 氧压碱浸酸泥浸硒固汞：将酸泥、氢氧化钠、石灰按比例调浆加入反应釜，然后，向反应釜内通入富氧气体，增压至1.7～2.2MPa，再加热升温至160~220℃后进行氧压碱浸1～4小时，反应釜尾气经冷凝槽冷凝除汞蒸汽，其冷凝水返回反应釜作为碱浸调浆的配液进行循环利用；
2）固液分离；
3）将步骤2）中的碱浸渣封存，集中送汞厂回收汞；
4）高效还原制备粗硒：将步骤2）中的碱浸液经净化后还原回收硒。
2.如权利要求1所述从铜铅锌冶炼硫酸系统酸泥中分离硒汞的方法，其特征在于，步骤1）中，酸泥、氢氧化钠和石灰的重量比为：1:1~2: 0.10~0.15；其调浆得到的溶液的液固比为：2~5:1。
3.如权利要求2所述从铜铅锌冶炼硫酸系统酸泥中分离硒汞的方法，其特征在于，步骤1）中，酸泥、氢氧化钠和石灰的重量比为：1:1.21: 0.13；其调浆得到的溶液的液固比为：3:1。
4.如权利要求1或2所述从铜铅锌冶炼硫酸系统酸泥中分离硒汞的方法，其特征在于，步骤1）中，冷凝后的气体依次进入三个串联的高锰酸钾或次氯酸钙溶液吸附槽吸附，吸附后的气体向大气中排放。
5.如权利要求1或2所述从铜铅锌冶炼硫酸系统酸泥中分离硒汞的方法，其特征在于，步骤1）中，所述富氧气体为纯度大于96%的工业氧气。
6.如权利要求1或2所述从铜铅锌冶炼硫酸系统酸泥中分离硒汞的方法，其特征在于，步骤2）的具体操作为：氧压碱浸反应结束后，先通冷却水冷却矿浆至100℃以下，再关闭进氧阀，继续通冷却水使矿浆冷却至室温，打开排气阀使反应釜压力降至常压，然后过滤分离得到碱浸渣和碱浸液。
7.如权利要求1或2所述从铜铅锌冶炼硫酸系统酸泥中分离硒汞的方法，其特征在于，步骤4）高效还原制备粗硒的具体操作为：向浸出液添加硫酸进行中和反应，得到中和液和中和渣；中和渣经稀硫酸浸出后返有色冶炼厂回收铅；再向中和液中添加硫化钠进行硫化反应，其硫化渣返回反应釜用于氧压碱浸，以便回收硫化渣中的硒和汞，其硫化液再进行硒还原反应得到还原后液和粗硒。
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