CN1093117A - 含铁、锰、锌、铅等元素的烟尘的回收方法 - Google Patents

含铁、锰、锌、铅等元素的烟尘的回收方法 Download PDF

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Abstract

本发明含铁、锰、锌、铅等元素烟尘的回收方法， 属于处理非矿石的材料，生产有色金属及其化合物的 技术领域。利用碱浸烟尘，将其中的锌、铅等浸出到 碱溶液中，固体和液体分离后，向浸出液中加入硫化 钠，在室温下搅拌生成硫化锌和硫化铅混合物，经水 洗再放入稀盐酸液(pH＜5)中，生成氯化锌溶液，过 滤分离硫化铅，调整氯化锌溶液(pH＝5～6)，生成氧 化锌沉淀，其氧化锌和氧化铅的纯度大于95％。本 发明设备简单、能耗低、产量高、无污染。

Description

本发明属于处理非矿石的材料如废料，以生产有色金属或其它化合物。
钢铁企业及铁合金厂所产生的烟尘中，除了铁、锰之外，还有一些易挥发元素锌、铅等。这种烟尘是困扰企业的公害之一，但也有潜在的利用价值。长期以来，已有不少利用这种烟尘的方法问世，大致可分为以下几种：①中温焙烧挥发法：将这种烟尘在回转窑一类反应器中升温至1000℃左右还原焙烧，使锌、铅蒸发，在气相中再氧化成氧化锌、氧化铅，冷凝成小颗粒，依靠复杂的回收系统来收取氧化锌及氧化铅的混合物。②重力水选筛分法：利用烟尘中各元素化合物颗粒、重度、直径的不同，在水中重选过筛，分离出主要含铁的矿粉和主要含锌、铅的矿粉。③碱浸电解法：将这种烟尘置于碱溶液中浸出，待碱溶液中锌、铅浓度较高时，再分别电解提取。这三种方法中，第一种方法因氧化锌、氧化铅颗粒小而回收不完全，耗能高，并且只能收取氧化锌和氧化铅的混合物，不能直接加以利用;第二种方法所得到的都是初级原料，还需在1000℃左右温度下焙烧主要含锌、铅的矿粉，才能得到氧化锌和氧化铅的混合物;第三种方法虽然碱浸时烟尘中锌、铅可浸出90%以上，且能耗低，原材料消耗低，但后面电解前要使用化学法净化浸出液，处理复杂，电解时耗电量大，成本高，并且因处理的烟尘中锌、铅浓度不高，而致直接产金属锌和金属铅不能形成规模经济。
本发明的目的是，既充分利用烟尘中的各种资源，又降低运转费用，以获得更高的经济效益。即将烟尘中铁、锰和锌、铅尽可能的分开，再采用更经济的方法生产可直接使用的工业纯产品，同时降低生产成本。
本发明的内容是，利用碱浸电解法前部的合理部分，碱浸烟尘，将其中的锌、铅等浸出到碱溶液中，分离液体和固体后，采用化学法处理，直接提取氧化锌和氧化铅，浸出循环母液中Si和Al的去除，亦采用已有的加CaO沉淀法。处理方法如下：向锌、铅酸钠溶液中加入按化学计算所需要的硫化钠固体或溶液，使溶液中发生下述反应：
也可使用后面工序中产生的H2S气体代替Na2S进行沉淀反应：
室温下搅拌5～60分钟后，静止2小时以内，然后过滤分离浸出液和硫化锌、硫化铅的混合物。浸出液调整后作为母液返回浸出过程，而硫化锌、硫化铅经水洗后放入稀盐酸溶液中，保持溶液的PH＜5，室温下搅拌至PH不再变化，使硫化锌与盐酸反应生成ZnCl2而溶解。再过滤分离硫化铅与氯化锌溶液，将氯化锌溶液的PH反调至5～6，使其中的锌生成氧化锌沉淀，经过滤得到固体氧化锌。硫化铅和氧化锌烘干后即可作产品出售直接使用，氧化锌和氧化铅纯度均＞95%，硫化锌与盐酸反应产生的H2S气体可以收集用于部分代替Na2S加入，以沉淀锌和铅。
当浸出液中硅和铅浓度过高时，本发明可在上述处理前往浸出液中兑石灰乳或加入固体石灰，沉淀脱除碱溶液中的硅和铅，以降低硫化沉淀处理得到的混合物中硅和铝的含量。加到碱溶液中的CaO的质量为碱溶液中SiO2和Al2O3量的1～3倍，3小时以内脱除浸出液中的二氧化硅和三氧化二铝，然后再进行沉淀锌和铅的处理。所生成的水合硅（铝）酸钙可用来做轻质耐火材料。
本发明的优点是：方法及设备简单，直接收到纯度较高的化工产品;原材料及能耗低，经济效益高;无污染，可消除公害，社会效益显著。
本发明实施例1，向含有Pb、Zn的浸出液（Pb＝24.56g/l，Zn＝20.69g/l）中加入按化学计量生成硫化铅和硫化锌所需的硫化钠固体或溶液或硫化氢气体，室温下搅拌5～60分钟，静置1～2小时，浸出液中Zn和Pb生成沉淀（沉淀为硫化锌与硫化铅的混合物），黑褐色的浸出液亦逐渐变成浅黄色透明液体，分析得浸出液中的Zn＝1.56g/l，Pb＝0.89g/l，可知浸出液中的Zn和Pb沉淀为95%以上。
本发明实施例2，向未经硫化沉淀处理的含Zn和Pb浸出液中（含Si＝2.48g/l，Al＝0.67g/l）加入石灰乳或加入固体石灰，其中CaO的质量为浸出液中SiO2、Al2O3总质量的2倍，在30℃下搅拌10分钟，再静置沉淀三小时以脱除浸出液中的二氧化硅和三氧化二铝，沉淀经X-光衍射，主相为水合硅酸钙，浸出液中Si和Al的含量可降至0.05mg/ml以下，沉淀物中铅和锌含量都＜1%。
本发明实施例3，将沉淀得到的硫化锌和硫化铅混合物水洗一遍，放入稀盐酸溶液中，保持其PH＜5，室温下搅拌至PH不再变化，生成氯化锌溶液，过滤分离硫化铅，水洗后烘干分析，其纯度＞95%。再将氯化锌溶液的PH调至5～6，生成氧化锌沉淀，过滤得到固体氧化锌，水洗一遍后烘干分析，氧化锌纯度＞95%。

Claims (3)

1、含铁、锰、锌、铅等元素烟尘的回收方法，采用碱溶液浸出烟尘，将其中的锌和铅等浸出至碱溶液中，分离液体和固体后，从浸出液中回收锌和铅。其特征在于向含锌＜200mg/ml和铅＜200mg/ml的浸出液中，加入按化学计量生成硫化铅和硫化锌所需的硫化钠固体或溶液或硫化氢气体，室温下搅拌5～60分钟后，静止2小时以内，生成和沉淀出硫化锌与硫化铅的混合物，经水洗放入稀盐酸溶液中，保持PH＜5，室温下搅拌至PH不再变化，生成氯化锌溶液，过滤分离硫化铅，再将氯化锌溶液的PH调至5～6，生成氧化锌沉淀，过滤得到固体氧化锌。硫化铅和氧化锌的纯度均＞95%，浸出液中硅和铅含量高时，在硫化处理沉淀锌和铅之前，向浸出液中兑入石灰乳或加入固体石灰，使浸出液中氧化钙的质量为二氧化硅和三氧化二铝质量之和的1～3倍，3小时以内脱除浸出液中的二氧化硅和三氧化铝，然后再进行沉淀锌和铅的处理。
2、根据权利要求1所述的回收方法。其特征在于向含锌20.69g/l、铅24.56g/l的浸出液中加入按化学计量计算全部生成硫化锌和硫化铅所需的固体Na2S，室温下搅拌30分钟，静置1小时，沉淀出硫化锌和硫化铅，浸出液中剩余锌的浓度为1.56g/l，剩余铅浓度为0.89g/l。
3、根据权利要求1所述的回收方法。其特征在于向未硫化沉淀处理的含锌和铅的浸出液（硅浓度为2.48g/l，铅浓度为0.67g/l）中加入石灰乳其中氧化钙质量为浸出液中二氧化硅和三氧化二铝的质量之和的二倍，在30℃下搅拌10分钟再静置沉淀3小时，浸出液中的硅和铝都降至0.05g/l以下，沉淀物含锌和铅均＜1%。
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