專利名稱：氧化鋅煙灰中氟氯的脫除方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬鋅冶煉過程中所產(chǎn)生的煙灰的回收利用方法，特別涉及一種 濕法煉鋅過程中所產(chǎn)生的氧化鋅煙灰中氟氯的脫除方法。
背景技術(shù)：
濕法煉鋅是金屬鋅冶煉的常用工藝，在濕法煉鋅過程中，氧化鋅煙灰是其大量產(chǎn) 生的廢棄物，例如礦粉浸出渣經(jīng)揮發(fā)窯揮發(fā)產(chǎn)出氧化鋅，所產(chǎn)氧化鋅再經(jīng)脫F、Cl處理，在 此過程中得到一種煙塵，即氧化鋅煙灰。一般情況下，這些煙灰中含有可回收利用的有價(jià)金 屬，氧化鋅煙灰中含鋅30 40%、含鉛10 20%、含鎘3 8%、含鉈0. 2 1. 2%，每噸 氧化鋅煙灰還含有400 1500g的銦，具有很高的回收價(jià)值。但由于氧化鋅煙灰中氟氯含 量一般分別在2%和3%以上，氟氯含量比較高，嚴(yán)重影響鋅的電解，并使各有價(jià)金屬綜合 回收更復(fù)雜，尚存在很多技術(shù)問題需解決。目前，現(xiàn)有技術(shù)中這些氧化鋅煙灰僅采用制備硫 酸鋅系列產(chǎn)品的方法回收了其中的鋅，且鋅的回收率在86%以下，氧化鋅煙灰等煙灰中所 含鎘、鉛和高價(jià)值金屬銦、鉈未回收，造成有價(jià)金屬資源的大量流失?，F(xiàn)有技術(shù)中，本領(lǐng)域的 技術(shù)人員曾嘗試各種方法回收鋅、鎘、鉛、銦和鉈等有價(jià)金屬，為消除氟氯含量較高所產(chǎn)生 的副作用，本領(lǐng)域曾采用直接堿洗脫氯法，此法的氟氯脫除率均在80%以下，后續(xù)工序中的 氟氯脫除處理難度仍很大，且成本相對(duì)較高，不具有工業(yè)化應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)可行性，鋅、鎘和銦 的回收率分別為86%、80%和75%，鉈未回收，綜合回收率不高，渣中含鉛為35%左右，不 利于繼續(xù)加工回收鉛。因此，如何將氧化鋅煙灰中的氟氯脫除，為綜合回收氧化鋅煙灰中的鋅、鎘、鉛、銦 和鉈等有價(jià)金屬創(chuàng)造條件是有待進(jìn)一步探索的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種氧化鋅煙灰中氟氯的脫除方法，它能使氧化鋅煙灰中 氟氯的脫除分別達(dá)92%和95%以上，具有工藝簡單、成本低的優(yōu)點(diǎn)，為進(jìn)一步回收氫化鋅 煙灰中的有價(jià)金屬創(chuàng)造條件。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種氧化鋅煙灰中氟氯的脫除方法，其特征在于它是采用Na2CO3和NaOH對(duì)氧化 鋅煙灰進(jìn)行堿洗，所述的堿洗分二個(gè)階段進(jìn)行，第一段堿洗步驟中先將氧化鋅煙灰與固體 Na2CO3混合均勻后，再加入水高速攪拌，使氧化鋅煙灰溶解并與Na2CO3反應(yīng)，生成含有固體 渣的氧化鋅煙灰溶液，過濾得到第一段堿洗液和堿洗渣；第二段堿洗步驟是向第一段堿洗 渣中加入固體Na2CO3,攪拌使固體Na2CO3溶解，然后加入NaOH調(diào)節(jié)溶液的pH值，過濾得到 第二段堿洗液和堿洗渣。作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述Na2CO3的加入總重量是通過計(jì)算使氧化鋅煙灰 中所含F(xiàn)、C1與Na2CO3反應(yīng)生成NaF和NaCl所需要的Na2CO3重量確定；所述的第一段堿洗 中加入的Na2CO3為總重量的55 90%，所述的第二段堿洗中加入的Na2CO3為總量的10 45%。作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的第二段堿洗中加入的NaOH的重量按二段堿 洗加入的Na2CO3 NaOH的重量比為1 1 4 1計(jì)算。作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的第二段堿洗所得溶液與溶液中所含渣的重量 比為4 1 6 1，溫度為70 90°C，時(shí)間為1 1.5h，所述的第二段堿洗的終點(diǎn)pH值 為9 12。作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的步驟1中的第一階段的攪拌速度為600 850r/mino本發(fā)明的反應(yīng)原理是ZnCl2+Na2C03 = ZnCO3 丨 +2NaClZnF2+Na2C03 = ZnCO3 I +2NaFZnCl2+2Na0H = Zn (OH) 2 丨 +2NaClZnF2+2Na0H = Zn (OH) 2 丨 +2NaFPbCl2+Na2C03 = PbC03+2NaClPbCl2+2Na0H = PbO 丨 +2NaCl+H20Tl20+Na2C03+H20 = Tl2C03+2Na0H本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明利用氧化鋅煙灰中所含有價(jià)金屬的金屬氯化物、金屬氟化物可與Na2CO3和 NaOH發(fā)生反應(yīng)的原理，使ZnCl2、ZnF2, PbCl2等金屬氯化物、金屬氟化物中的金屬以碳酸鹽 的形式形成固體渣，而氯、氟則以鈉鹽的形式溶于溶液中，為Zn、Pb等有價(jià)金屬的回收創(chuàng)造 了條件，同時(shí)使鉈溶于溶液中，能從堿洗液中回收鉈，為后續(xù)綜合回收鋅、鎘、鉛、鉈和銦提 供了保證。本發(fā)明將氧化鋅煙灰中氟氯脫除所需Na2CO3理論重量的大部分在第一段堿洗 中以固體混合的方式加入到氧化鋅煙灰中，通過加水高速攪拌的方式，加快鈉離子與氯離 子或氟離子的結(jié)合速度和程度，使大部分堿洗反應(yīng)在第一階段完成，再經(jīng)第二段繼續(xù)加入 Na2CO3和NaOH堿洗處理，使氧化鋅煙灰中的金屬氟氯化物反應(yīng)完全，使氟氯脫除率分別在 92%和95%以上。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中因金屬氟氯化物的氟氯脫除不徹底而影響鋅、鎘、銦、鉈 等有價(jià)金屬回收的問題，為進(jìn)一步回收上述有價(jià)金屬創(chuàng)造了條件。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1采用本發(fā)明對(duì)氧化鋅煙灰進(jìn)行綜合回收，氧化鋅煙灰成份為下述重量百分比 Zn35. 87%, F2. 65%, C15. 81%, InO. 0468%, T10. 28%, Cd3. 13%, CuO. 12%, Fel. 47%, Pb 15. 35%, CoO. 005%, NiO. 002%, AsO. 041%, SbO. 075%，按以下步驟進(jìn)行步驟1 計(jì)算Na2CO3W入總重量，按常規(guī)方法計(jì)算使待處理氧化鋅煙灰中所含F(xiàn)、C1 與Na2CO3反應(yīng)生成NaF和NaCl所需要的Na2CO3理論重量；分兩個(gè)階段進(jìn)行堿洗，第一段堿 洗步驟中先將氧化鋅煙灰與上述Na2CO3理論重量的55%固體Na2CO3混合均勻后，再加入水 高速攪拌，攪拌速度為600r/min，使氧化鋅煙灰溶解并與Na2CO3反應(yīng)，生成含有固體渣的氧化鋅煙灰溶液，過濾得到第一段堿洗液和堿洗渣；第二段堿洗中將上述Na2CO3理論重量的 45%的固體Na2CO3加入到第一段堿洗渣中，第二段堿洗中加入的NaOH的重量按二段堿洗加 入的Na2CO3與NaOH的重量比為4 1計(jì)算，第二段堿洗的液固比為4 1，溫度為70°C，時(shí) 間為lh，并保持終點(diǎn)pH = 9。氟氯的脫除率分別為92. 35%和95. 68%。實(shí)施例2采用本發(fā)明對(duì)氧化鋅煙灰進(jìn)行綜合回收，氧化鋅煙灰的組份為下述重量百分比 Zn35. 87%, F2. 65%, C15. 81%, InO. 0468%, T10. 28%, Cd3. 13%, CuO. 12%, Fel. 47%, Pbl5. 35%, CoO. 005%, NiO. 002%, AsO. 041%, SbO. 075%。按以下步驟進(jìn)行步驟1 計(jì)算Na2CO3加入總重量，按常規(guī)方法計(jì)算使氧化鋅煙灰中所含F(xiàn)、Cl與 Na2CO3反應(yīng)生成NaF和NaCl所需要的Na2CO3理論重量；分兩個(gè)階段進(jìn)行堿洗，第一段堿洗 步驟中先將氧化鋅煙灰與上述Na2CO3理論重量的65%固體Na2CO3混合均勻后，再加入水 高速攪拌，攪拌速度為700r/min，使氧化鋅煙灰溶解并與Na2CO3反應(yīng)，生成含有固體渣的氧 化鋅煙灰溶液，過濾得到第一段堿洗液和堿洗渣；第二段堿洗中將上述Na2CO3理論重量的 35%的固體Na2CO3加入到第一段堿洗渣中，第二段堿洗中加入的NaOH的量按二段堿洗加入 的Na2CO3與NaOH的重量比為3 1，液固比為4 1，溫度為80°C，時(shí)間為1. 5h，并保持終 點(diǎn)pH = 10。氟氯的脫除率分別達(dá)93. 62%和96. 79%。實(shí)施例3采用本發(fā)明對(duì)氧化鋅煙灰進(jìn)行綜合回收，氧化鋅煙灰的組份為下述重量百分比 Zn35. 87%, F2. 65%, C15. 81%, InO. 0468%, T10. 28%, Cd3. 13%, CuO. 12%, Fel. 47%, Pbl5j5%, CoO. 005%, NiO. 002%, AsO. 041%, SbO. 075%。按以下步驟進(jìn)行步驟1 計(jì)算Na2CO3加入總重量，按常規(guī)方法計(jì)算使氧化鋅煙灰中所含F(xiàn)、Cl與 Na2CO3反應(yīng)生成NaF和NaCl所需要的Na2CO3理論重量；分兩個(gè)階段進(jìn)行堿洗，第一段堿洗 步驟中先將氧化鋅煙灰將上述Na2CO3理論重量的75%固體Na2CO3混合均勻后，再加入水 高速攪拌，攪拌速度為750r/min，使氧化鋅煙灰溶解并與Na2CO3反應(yīng)，生成含有固體渣的氧 化鋅煙灰溶液，過濾得到第一段堿洗液和堿洗渣；第二段堿洗中將上述Na2CO3理論重量的 25%的固體Na2CO3加入到第一段堿洗渣中，第二段堿洗中加入的NaOH的量按二段堿洗加入 的Na2CO3與NaOH的重量比為3 1，液固比為5 1，溫度為80°C，時(shí)間為1. 5h，并保持終 點(diǎn)pH = 10。氟氯的脫除率分別達(dá)92. 78%和96. 10%。實(shí)施例4采用本發(fā)明對(duì)多膛爐氧化鋅煙灰進(jìn)行綜合回收，氧化鋅煙灰的組份為下述重量 百分比 Zn35. 87 %, F2. 65 %, C15. 81 %, InO. 0468 %，T10. 28 %，Cd3. 13 %，CuO. 12 %， Fel. 47%, Pbl5. 35%, CoO. 005%, NiO. 002%, AsO. 041%, SbO. 075%。按以下步驟進(jìn)行步驟1 計(jì)算Na2CO3加入總重量，按常規(guī)方法計(jì)算使氧化鋅煙灰中所含F(xiàn)、Cl與 Na2CO3反應(yīng)生成NaF和NaCl所需要的Na2CO3理論重量；分兩個(gè)階段進(jìn)行堿洗，第一段堿洗 步驟中先將氧化鋅煙灰將上述Na2CO3理論重量的85%固體Na2CO3混合均勻后，再加入水 高速攪拌，攪拌速度為800r/min，使氧化鋅煙灰溶解并與Na2CO3反應(yīng)，生成含有固體渣的氧化鋅煙灰溶液，過濾得到第一段堿洗液和堿洗渣；第二段堿洗中將上述Na2CO3理論重量的 15%的固體Na2CO3加入到第一段堿洗渣中，第二段堿洗中加入的NaOH的量按二段堿洗加入 的Na2CO3與NaOH的重量比為2 1，液固比為5 1，溫度為85°C，時(shí)間為1. 5h，并保持終 點(diǎn)pH = 11。氟氯的脫除率分別達(dá)94. 84%和97. 72%。實(shí)施例5采用本發(fā)明對(duì)多膛爐氧化鋅煙灰進(jìn)行綜合回收，氧化鋅煙灰的組份為下述重量 百分比 Zn35. 87 %, F2. 65 %, C15. 81 %, InO. 0468 %，T10. 28 %，Cd3. 13 %，CuO. 12 %， Fel. 47%, Pbl5. 35%, CoO. 005%, NiO. 002%, AsO. 041%, SbO. 075%。按以下步驟進(jìn)行步驟1 計(jì)算Na2CO3加入總重量，按常規(guī)方法計(jì)算使氧化鋅煙灰中所含F(xiàn)、Cl與 Na2CO3反應(yīng)生成NaF和NaCl所需要的Na2CO3理論重量；分兩個(gè)階段進(jìn)行堿洗，第一段堿洗 步驟中先將氧化鋅煙灰將上述Na2CO3理論重量的90%固體Na2CO3混合均勻后，再加入水 高速攪拌，攪拌速度為850r/min，使氧化鋅煙灰溶解并與Na2CO3反應(yīng)，生成含有固體渣的氧 化鋅煙灰溶液，過濾得到第一段堿洗液和堿洗渣；第二段堿洗中將上述Na2CO3理論重量的 10%的固體Na2CO3加入到第一段堿洗渣中，第二段堿洗中加入的NaOH的量按二段堿洗加入 的Na2CO3與NaOH的重量比為1 1，液固比為6 1，溫度為90°C，時(shí)間為1. 5h，并保持終 點(diǎn)pH = 12。氟氯的脫除率分別達(dá)96. 15%和99. 06%。
權(quán)利要求
1.一種氧化鋅煙灰中氟氯的脫除方法，其特征在于它是采用Na2CO3和NaOH對(duì)氧化 鋅煙灰進(jìn)行堿洗，所述的堿洗分二個(gè)階段進(jìn)行，第一段堿洗步驟中先將氧化鋅煙灰與固體 Na2CO3混合均勻后，再加入水高速攪拌，使氧化鋅煙灰溶解并與Na2CO3反應(yīng)，生成含有固體 渣的氧化鋅煙灰溶液，過濾得到第一段堿洗液和堿洗渣；第二段堿洗步驟是向第一段堿洗 渣中加入固體Na2CO3,攪拌使固體Na2CO3溶解，然后加入NaOH調(diào)節(jié)溶液的pH值，過濾得到 第二段堿洗液和堿洗渣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋅煙灰中氟氯的脫除方法，其特征在于所述Na2CO3的 加入總重量是通過計(jì)算使氧化鋅煙灰中所含F(xiàn)、C1與Na2CO3反應(yīng)生成NaF和NaCl所需要的 Na2CO3重量確定；所述的第一段堿洗中加入的Na2CO3為總重量的55 90%，所述的第二段 堿洗中加入的Na2CO3為總量的10 45%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氧化鋅煙灰中氟氯的脫除方法，其特征在于所述的第 二段堿洗中加入的NaOH的重量按二段堿洗加入的Na2CO3與NaOH的重量比為1 1 4 1 計(jì)算。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氧化鋅煙灰中氟氯的脫除方法，其特征在于所述的第二段 堿洗所得溶液與溶液中所含渣的重量比為4 1 6 1，溫度為70 90°C，時(shí)間為1 1. 5h，所述的第二段堿洗的終點(diǎn)pH值為9 12。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氧化鋅煙灰中氟氯的脫除方法，其特征在于所述的步驟1 中的第一階段的攪拌速度為600 850r/min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氧化鋅煙灰的氟氯脫除方法。它是采用Na2CO3和NaOH對(duì)氧化鋅煙灰進(jìn)行分段堿洗，第一段堿洗中將氧化鋅煙灰與固體Na2CO3混合均勻，加入水高速攪拌溶解成有渣的溶液，過濾得到第一段堿洗液和堿洗渣；第二段堿洗中向第一段堿洗渣中加入固體Na2CO3和NaOH，攪拌溶解并調(diào)節(jié)pH值，過濾得到第二段堿洗液和堿洗渣；本發(fā)明使ZnCl2、ZnF2、PbCl2中的金屬形成碳酸鹽固體渣，氯、氟則以鈉鹽的形式溶于溶液中，為分別對(duì)渣和液進(jìn)行后續(xù)加工創(chuàng)造條件，可通過對(duì)各階段產(chǎn)物的深加工實(shí)現(xiàn)綜合回收鋅、鎘、鉛、鉈和銦。
文檔編號(hào)C22B7/02GK102108445SQ20091022671
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者劉一寧, 廖貽鵬, 林文軍, 趙為上 申請(qǐng)人:株洲冶煉集團(tuán)股份有限公司