CN110699547A - 一种从废弃碱渣中回收锌、镉的方法 - Google Patents

一种从废弃碱渣中回收锌、镉的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种从废弃碱渣中回收锌、镉的方法，属于冶炼工程副产品回收利用技术领域。本发明利用采用高温水洗‑物理筛分‑二氧化锰氧化‑热酸浸出法处理。将制镉系统产生的碱渣通过高温水洗得到水洗溶解矿浆，在经过物理筛分得到液体矿浆和块状物，将液体矿浆经过锰粉氧化和高温浸出，使得液体中锌和镉最大程度浸出进入液体中，返回相应的湿法工序，保证锌、镉等有价金属资源得以回收利用，具有良好的经济效益。且通过对碱渣的回收利用，减少了碱渣的堆放贮存，减少了对环境的污染。

Description

一种从废弃碱渣中回收锌、镉的方法
技术领域
本发明属于冶炼工程副产品回收利用技术领域，具体是一种碱渣综合回收利用锌、镉的方法。
背景技术
碱渣是镉团在熔化生产粗镉过程中产出的一种火法冶炼渣，其主要成分为镉、锌及钠，镉主要以镉粒、镉块和氧化镉的形态夹在碱渣中，锌和钠主要以锌酸钠的形态存在。以锌产品产能达22万吨计算，碱渣作为湿法炼锌净化工序产出的一种危废渣，年产出约40吨，其中锌、镉等有价金属约占55%以上。如此大量的碱渣不但会造成资源的流失浪费，还会给环境造成一定的污染，因此碱渣的综合回收已经势在必行。若将该碱渣进行堆存处理，在造成环保负担的同时还会造成资源的严重浪费。
发明内容
本发明的目的是解决镉冶炼碱渣污染环境及浪费资源问题，提出一种碱渣综合回收利用锌、镉的方法。
本发明的技术方案：步骤一：是在热水（水温：70℃）中加入一定量的碱渣，并加少量浓硫酸使其充分反应和溶解，并不断搅拌使其溶解充分（反应时间：0.5h，PH值：4.5），该过程的目的是使碱渣中锌、钠及氧化镉等可溶物尽可能进入溶液中。
步骤二：是将水洗溶解的矿浆，通过物理分离（网筛筛分）出液体矿浆和块状物。液体矿浆待后续反应，块状物将返回镉团熔炼炉生产粗镉。该过程目的是为后续步骤得到反应液体环境，同时使一切大颗粒金属直接综合回收。
步骤三：是在分离块状物后的矿浆中加入二氧化锰和浓硫酸进行浸出，控制条件为温度：85℃，时间：3.5h，PH值：1.5。此反应过程中氧化剂二氧化锰和浓硫酸均为消耗物，因此在反应过程中，需要不断的观测液体颜色和PH值情况，及时补充，以保证反应充分进行。该过程的目的是在酸性条件下添加氧化剂与矿浆中的锌、镉反应，使锌、镉以离子形态进入溶液。
本发明的有益效果：1、采用高温水洗-物理筛分-锰粉氧化-热酸浸出法处理。将制镉系统产生的碱渣通过高温水洗得到水洗溶解矿浆，在经过物理筛分得到液体矿浆和块状物，将液体矿浆经过锰粉氧化和高温浸出，使得液体中锌和镉最大程度浸出进入液体中，返回相应的湿法工序，保证锌、镉等有价金属资源得以回收利用，具有良好的经济效益。
2、通过碱渣综合回收利用锌、镉的方法，减少了碱渣的堆放贮存，对环境又好，具有良好的社会效益。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明一种碱渣综合回收利用锌、镉的方法作进一步详细说明，该实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明碱渣中主要成分含量以重量百分比计为：Zn：20-30%、Cd：30-40%。
实施例1
本实施例从碱渣中综合回收利用锌、镉的方法，碱渣中主要成分以重量百分比计为：Zn：23.47%、Cd：39.52%。
(1)取450克的碱渣，将碱渣以液固体积比5:1加水后加热至水温70℃，同时缓慢加入浓硫酸，当溶液pH值≤4.5时，停止加浓硫酸，继续反应，当溶液pH值高于5.0时，补加浓硫酸至pH值为4.5，停止加浓硫酸，重复上述浓硫酸加入过程，当矿浆pH值稳定在4.5-5.0之间30min不变时，结束碱渣酸洗作业，矿浆终点pH值为4.5，整个酸洗过程持续1.0h；该过程的目的是使碱渣中锌、钠及氧化镉等可溶物尽可能进入溶液中。
（2）将步骤（1）中水洗溶解的矿浆，通过物理筛分出液体矿浆和块状物。液体矿浆待后续反应，块状物将返回镉团熔炼炉生产粗镉。该过程目的是为后续步骤得到反应液体环境，同时使一切大颗粒金属直接综合回收。
（3）将步骤（2）中的矿浆中水温控制85℃，同时缓慢加入加入二氧化锰和浓硫酸浸出，当溶液pH值≤1.5时，停止加浓硫酸，继续反应，当溶液pH值高于3.0时，补加氧化剂二氧化锰和浓硫酸至pH值为1.5，停止加浓硫酸，重复上述浓硫酸加入过程，当矿浆pH值稳定在1.5—3.0之间30min不变时，结束氧化酸浸作业，矿浆终点pH值为2.5，整个反应过程持续3.0h。此反应过程中氧化剂二氧化锰和浓硫酸均为消耗物，因此在实验过程中，需要不断的检测液体颜色和PH值情况，及时补充，以保证反应充分进行。该过程的目的是在酸性条件下添加氧化剂与矿浆中的锌、镉反应，使锌、镉以离子形态进入溶液。
液体主要成分含量为：Zn：38.74g/L、Cd：67.81g/L、Mn：25.12g/L、酸度8.66g/L，渣成分Zn：2.97%、Cd：8.97%。
实施例2
本实施例从碱渣中综合回收利用锌、镉的方法，碱渣中主要成分以重量百分比计为：Zn：29.92%、Cd：34.82%。
（1）取320克的碱渣，将碱渣以液固体积比5:1加水后加热至水温70℃，同时缓慢加入浓硫酸，当溶液pH值≤4.5时，停止加浓硫酸，继续反应，当溶液pH值高于5.0时，补加浓硫酸至pH值为4.5，停止加浓硫酸，重复上述浓硫酸加入过程，当矿浆pH值稳定在4.5-5.0之间30min不变时，结束碱渣酸洗作业，矿浆终点pH值为4.5，整个酸洗过程持续1.0h。
（2）将步骤（1）中水洗溶解的矿浆，通过物理分离出液体矿浆和块状物。液体矿浆留待后续反应，块状物将返回镉团熔炼炉生产粗镉。
（3）将步骤（2）中的矿浆中水温控制85℃，同时缓慢加入加入二氧化锰和浓硫酸浸出，当溶液pH值≤1.5时，停止加浓硫酸，继续反应，当溶液pH值高于3.0时，补加氧化剂二氧化锰和浓硫酸至pH值为1.5，停止加酸，重复上述浓硫酸加入过程，当矿浆pH值稳定在1.5—3.0之间30min不变时，结束氧化酸浸作业，矿浆终点pH值为2.5，整个酸洗过程持续3.0h；反应过程中不断的检测液体颜色和PH值情况，及时补充二氧化锰和浓硫酸。
液体主要成分含量为：Zn：50.78g/L、Cd：56.23g/L、Mn：18.76g/L、酸度10.75g/L，渣成分Zn：2.01%、Cd：4.52%。
实施例3
本实施例从碱渣中综合回收利用锌、镉的方法，碱渣中主要成分以重量百分比计为：Zn：29.21%、Cd：36.12%。
（1）取410克的碱渣，将碱渣以液固体积比5:1加水后加热至水温70℃，同时缓慢加入浓硫酸，当溶液pH值≤4.5时，停止加浓硫酸，继续反应，当溶液pH值高于5.0时，补加浓硫酸至pH值为4.5，停止加酸，重复上述浓硫酸加入过程，当矿浆pH值稳定在4.5-5.0之间30min不变时，结束碱渣酸洗作业，矿浆终点pH值为4.5，整个酸洗过程持续1.0h。
（2）将步骤（1）中水洗溶解的矿浆，通过物理分离出液体矿浆和块状物。液体矿浆待后续反应，块状物将返回镉团熔炼炉生产粗镉。
（3）将步骤（2）中的矿浆中水温控制80℃，同时缓慢加入加入二氧化锰和浓硫酸浸出，当溶液pH值≤1.5时，停止加浓硫酸，继续反应，当溶液pH值高于3.0时，补加氧化剂二氧化锰和浓硫酸至pH值为1.5，停止加酸，重复上述浓硫酸加入过程，当矿浆pH值稳定在1.5—3.0之间30min不变时，结束碱渣酸洗作业，矿浆终点pH值为2.5，整个酸洗过程持续3.0h；反应过程中不断的检测液体颜色和PH值情况，及时补充二氧化锰和浓硫酸。
液体主要成分含量为：Zn：59.01g/L、Cd：75.91g/L、Mn：24.80g/L、酸度35.43g/L，渣成分Zn：0.42%、Cd：4.56%。

Claims (2)

1.一种从废弃碱渣中回收锌、镉的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、碱渣酸洗：向温度60-80℃的热水中加入碱渣，碱渣与热水的体积比为1:4-5，再加入浓硫酸，并不断搅拌使碱渣充分反应和溶解，反应时长为0.5h-1h，通过缓慢加入浓硫酸的量调控PH值为4.5-5.0；
步骤二、液固分离：将步骤一酸洗溶解的矿浆，通过物理筛分出液体矿浆和块状物，液体矿浆待后续反应，块状物返回镉团熔炼炉生产粗镉；
步骤三、碱渣浸出：向步骤二所得的液体矿浆中加入氧化剂和浓硫酸进行浸出，观测反应浆体颜色、PH值，及时补充氧化剂和浓硫酸，控制反应条件的温度为80℃-90℃、PH值为1.5-3.0，反应时间为3h-4h。
2.根据权利要求1所述的一种从废弃碱渣中回收锌、镉的方法，其特征在于，步骤三的氧化剂采用的是二氧化锰。
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