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一種無污染處理含銅鉛銀物料的方法

文檔序號(hào):3364457閱讀:262來源:國(guó)知局
專利名稱:一種無污染處理含銅鉛銀物料的方法
一種無污染處理含銅鉛銀物料的方法技術(shù)領(lǐng)域 本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域中濕法冶金過程,特別是無污染處理含銅鉛銀 物料的濕法冶金方法。
背景技術(shù)
由于有色金屬礦物中銅、鉛和銀等金屬相互伴生,另外,這些金屬在 工業(yè)使用過程中又相互混用,所以無論是金屬冶煉過程,還是其它生產(chǎn)過程中就不可避免 的產(chǎn)出含銅、鉛和銀等金屬的廢渣、廢屑或合金類物料,所以含銅鉛銀物料是一種重要的二 次有色金屬資源,有必要綜合回收其中的有價(jià)金屬。關(guān)于含銅銀鉛物料的處理方法主要有 硝酸直接溶解法,硫酸氧化溶解法和真空蒸餾法等。由于銅、鉛和銀等三種金屬都能溶解于 硝酸中,所以普遍采用硝酸直接溶解方法處理此類物料,但是硝酸溶解過程中,不可避免地 會(huì)產(chǎn)生大量的氮氧化物,所以研究很多方法來治理硝酸浸出過程中的氮氧化物污染,取得 了一定的效果。為了減少硝酸溶解過程物料的處理量,李輝提出銅鉍銀合金先經(jīng)過硫酸氧 化溶解銅,再用硝酸溶解銀,分步回收了銅和銀的方法。專利200910095112. 9提出用真空 蒸餾法處理鉛銅鉍金銀多元合金,將鉛和鉍揮發(fā),使銅、金和銀進(jìn)一步富集在渣中,不僅縮 短了工藝流程短,而且提高了金屬回收率。另外中國(guó)專利電請(qǐng)200810222385. 0公開了 “回 收銀銅合金廢料中銀銅的方法”,中國(guó)專利ZL97107236公開了 “硝酸鹽制造過程中減少氧 化氮排放的方法”,中國(guó)專利電請(qǐng)200910095112.公開了一種分離鉛鉍金銀銅多元合金的方 法,李輝在1996,(6) 32 34的《有色礦冶》也發(fā)表了 “從銅鉍銀合金廢屑中回收銅銀的 研究”。但這些處理含銅鉛銀物料的方法存在如下缺點(diǎn)(1)硝酸直接溶解方法,溶解過程產(chǎn)生大量的氮氧化物,存在環(huán)境污染嚴(yán)重、操作 環(huán)境差和硝酸耗量大等缺點(diǎn),且現(xiàn)行的氮氧化物治理方法都屬于末端治理,未能從源頭上 防止氮氧化物的產(chǎn)生;(2)硫酸氧化溶解法,與硝酸溶解法結(jié)合起來,實(shí)現(xiàn)銅和銀的分步分離,由于鉛的 影響,導(dǎo)致銅浸出率低、氧化劑利用率低、廢水量大,也存在氮氧化物污染的問題;(3)真空蒸餾法,雖然可以有效分離鉛與銅銀等金屬,但是存在設(shè)備要求高、能耗 高、成本高和生產(chǎn)流程長(zhǎng)等缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能有效地回收含銅鉛銀物料中有價(jià)金屬, 且過程無污染的濕法冶金方法。為達(dá)到上述目的本發(fā)明采用的技術(shù)方案是含銅鉛銀物料經(jīng)過破碎或噴霧碎化 后,在硝酸溶液中加入雙氧水氧化浸出,浸出渣水洗后回收其它貴金屬,浸出液依次加入氯 化鈉、硫酸鈉和碳酸鈉分別回收銀、鉛和銅三種有價(jià)金屬,溶液用硝酸調(diào)整PH,然后蒸發(fā)結(jié) 晶產(chǎn)出硝酸鈉產(chǎn)品,各工序中產(chǎn)出的含氮氧化物的水蒸汽,用含有雙氧水的水溶液吸收后 返回氧化浸出過程,實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過程無污染和零排放。具體的工藝過程和工藝參數(shù)如下1破碎或碎化將待處理的含銅鉛銀物料破碎或碎化成適合處理的粒度,物料可以是粉狀、塊狀 和合金,對(duì)于粉狀和塊狀的物料采用柱式磨機(jī)破碎至粒度100%過孔徑為44 420um的篩, 對(duì)于合金物料可以用高溫噴霧設(shè)備碎化至粒度100%過孔徑為74 250um的篩。
2無污染氧化浸出配制硝酸與雙氧水的混合溶液,控制混合溶液中硝酸和雙氧水的體積濃度分別為 5.0 20%和2. 5 30%,取該溶液體積的40 80%并按液固比L/Kg為3 6 1加入 破碎或碎化后的物料,保持反應(yīng)溫度60 90°C并緩慢加入剩余的配制好的硝酸與雙氧水 的混合溶液,反應(yīng)過程中無氮氧化物產(chǎn)生,反應(yīng)2 8h后過濾,浸出渣水洗后回收其他貴金 屬。氧化浸出過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下2Ag+2HN03+H202 = 2AgN03+2H20(1)Me+2HN03++H202 = Me (NO3) 2+2H20 (Me 為 Cu,Pb) (2)3銀、鉛和銅分步回收根據(jù)各金屬鹽的性質(zhì),依次加入氯化鈉、硫酸鈉和碳酸鈉分別回收硝酸浸出液中 的銀、鉛和銅等金屬,始終保持溶液溫度60 95°C和時(shí)間1 4h,氯化鈉加入量為銀含量 的0. 50 0. 60倍、硫酸鈉加入量為鉛含量的0. 55 0. 60倍、碳酸鈉加入量控制溶液pH =10 12,每次反應(yīng)完成后過濾,分別產(chǎn)出氯化銀渣、硫酸鉛渣和銅渣,發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)分 別如下AgN03+NaCl = AgCl J, +NaNO3(3)Pb (NO3) 2+Na2S04 = PbSO4 I +2NaN03(4)2Cu (NO3) 2+Na2C03+H20 = CuCO3 ‘ Cu (OH) 2 I +2NaN03+C02 (5)4硝酸鈉回收硝酸浸出液回收有價(jià)金屬后,溶液的pH為10 12,為了產(chǎn)出合格的硝酸鈉產(chǎn)品, 首先用硝酸中和至溶液PH至7 9,然后再濃縮、脫色和冷卻結(jié)晶產(chǎn)出硝酸鈉產(chǎn)品,發(fā)生的 化學(xué)反應(yīng)為Na2C03+2HN03 = NaN03+H20+C02 (6)5低濃度氮氧化物的回收利用各工序產(chǎn)出的含低濃度氮氧化物的水蒸汽,采用含有雙氧水的水溶液吸收,保持 吸收液中雙氧水體積濃度為2. 5 25. 0%、溫度25 55°C,當(dāng)吸收液中雙氧水體積濃度降 低至0.5%以下時(shí),吸收液返回氧化浸出過程。吸收過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為2N0+3H202 = 2HN03+2H20 (7)NCHH2O2 = Ν02+Η20(8)2N02+H202 = 2HN03(9)所述的硝酸、雙氧水、氯化鈉、硫酸鈉和碳酸鈉均為工業(yè)級(jí)試劑。本發(fā)明與傳統(tǒng)的含銅鉛銀物料的處理方法比較,具有以下優(yōu)點(diǎn)1、采用硝酸體系 加入雙氧水氧化浸出,硝酸消耗大幅度降低,銅、鉛和銀的浸出率都達(dá)到98%以上,且生產(chǎn) 過程無黃色氮氧化物產(chǎn)生,從源頭上解決了硝酸浸出過程的環(huán)境污染問題;2、硝酸體系的 氧化浸出過程不引入雜質(zhì)離子,浸出液分別回收銅、鉛和銀后,可以濃縮產(chǎn)出工業(yè)級(jí)硝酸鈉 產(chǎn)品,杜絕了含氮廢水的排放;3、生產(chǎn)過程產(chǎn)出的含低濃度氮氧化物的水蒸汽,采用含雙氧 水的水溶液吸收后返回利用,大大改善了操作環(huán)境;4、本發(fā)明的勞動(dòng)強(qiáng)度低、處理時(shí)間短、 操作環(huán)境好。本發(fā)明適用于處理含銅鉛銀的物料,可以是粉狀、塊狀或合金,其主要成分以重量 百分比計(jì)為(% ) :Cu4. 0 75、Pb5 35、AgO. 2 30和AuO. 01 15,也適合于處理氰化物體系產(chǎn)出的鋅粉置換渣。


圖1 本發(fā)明工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 將塊狀含銅鉛銀渣用柱式磨機(jī)破碎至粒度100%過孔徑為150um的篩,其主要成 分以重量百分比計(jì)為(% ) :Cu35. 50、Pbl5. 65、Agl2. 40和AuO. 18。工業(yè)級(jí)硝酸,含量65%; 工業(yè)級(jí)雙氧水,含量27. 5%,氯化鈉、碳酸鈉和硝酸鈉均為工業(yè)級(jí)試劑。上述成分的硝酸和雙氧水各200ml和165ml,用水配成IOOOml混合溶液,取800ml 混合溶液,邊攪拌邊加入200g磨細(xì)后的上述成分的含銅鉛銀物料,溶液溫度迅速增加至 75°C左右,然后緩慢加入剩余的200ml混合溶液,通過流速大小控制反應(yīng)體系溫度在85°C, 待混合溶液加完并繼續(xù)攪拌2h后過濾,浸出液體積1100ml,其主要成分為(g/L) :Cu63. 80、 Pb28. 10和Ag22. 35,浸出渣水洗后烘干重4. 5g,其主要成分以重量百分比計(jì)為(%) CuO. 10、PbO. 12、AgO. 05 和 Au8. 10。從硝酸浸出液中回收各有價(jià)金屬,保持溶液溫度80°C,加入13. 5g氯化鈉并反應(yīng) 2h過濾,氯化銀渣水洗后烘干,氯化銀渣重33. 15g。沉淀銀后的溶液保持溫度80°C下加入 19g硫酸鈉,反應(yīng)2h后過濾,硫酸鉛渣水洗后烘干,硫酸鉛渣重46. 25g。沉淀鉛后的溶液首 先升溫至95°C,然后再用碳酸鈉調(diào)整溶液pH = 11. 5,反應(yīng)2h后過濾,銅渣水洗后烘干,銅 渣重148. 50g。沉淀銅后的硝酸浸出液用硝酸中和至pH = 8,然后濃縮、脫色和冷卻結(jié)晶,產(chǎn) 出的硝酸鈉重量235. Sg ;各工序產(chǎn)出的含低濃度氮氧化物的水蒸汽,用體積濃度為7. 5% 的雙氧水溶液吸收,保持反應(yīng)溫度低于45°C,當(dāng)吸收液中雙氧水體積濃度低于0. 5%時(shí),吸 收液返回氧化浸出過程配液。實(shí)施例2 將含銅鉛銀合金用高溫噴霧設(shè)備碎化至粒度100%過孔徑為75um的篩,其主要成 分以重量百分比計(jì)為(% ) :Cu52. 80、Pbl9. 80、Ag9. 70和Ni8. 65。工業(yè)級(jí)硝酸,含量65%; 工業(yè)級(jí)雙氧水,含量27. 5%,氯化鈉、碳酸鈉和硝酸鈉均為工業(yè)級(jí)試劑。上述成分的硝酸和雙氧水各850ml和730ml,用水配成3000ml混合溶液,取 2000ml混合溶液,邊攪拌邊加入500g霧化后的上述成分的含銅鉛銀合金,溶液溫度迅速增 加至80°C左右,然后緩慢加入剩余的IOOOml混合溶液,通過流速大小控制反應(yīng)體系溫度 在85°C,待混合溶液加完并繼續(xù)攪拌3h后過濾,浸出液體積3400ml,其主要成分為(g/L) Cu75. 43、Pb29. 50和Agl5. 28,浸出渣水洗后烘干重12. 50g,其主要成分以重量百分比計(jì)為 (% ) :CuO. 20、PbO. 12、AgO. 08 和 NiO. 05。從硝酸浸出液中回收各有價(jià)金屬,保持溶液溫度80°C,加入27. 5g氯化鈉并反應(yīng) 2h過濾,氯化銀渣水洗后烘干,氯化銀渣重65. 32g。沉淀銀后的溶液保持溫度80°C下加入 68g硫酸鈉,反應(yīng)2h后過濾,硫酸鉛渣水洗后烘干,硫酸鉛渣重144. 80go沉淀鉛后的溶液首 先升溫至95°C,然后再用碳酸鈉調(diào)整溶液pH = 12,反應(yīng)2h后過濾,銅渣水洗后烘干,銅渣 重625. Sg。沉淀銅后的硝酸浸出液用硝酸中和至pH = 8,然后濃縮、脫色和冷卻結(jié)晶,產(chǎn)出
5的硝酸鈉重量1100. 5g ;各工序產(chǎn)出的含低濃度氮氧化物的水蒸汽,用體積濃度為10. 0% 的雙氧水溶液吸收,保持反應(yīng)溫度低于45°C,當(dāng)吸收液中雙氧水體積濃度低于0. 5%時(shí),吸 收液返回氧化浸出過程配液。
權(quán)利要求
一種無污染處理含銅鉛銀物料的方法,其特征在于具體步驟如下(1)破碎或碎化將待處理的含銅鉛銀物料破碎或碎化成適合處理的粒度,物料是粉狀、塊狀或合金,對(duì)于粉狀和塊狀的物料采用柱式磨機(jī)破碎至粒度100%過孔徑為44~420um的篩,對(duì)于合金物料用高溫噴霧設(shè)備碎化至粒度100%過孔徑為74~250um的篩;(2)無污染氧化浸出配制硝酸與雙氧水的混合溶液,控制混合溶液中硝酸和雙氧水的體積濃度分別為5.0~20%和2.5~30%,取該溶液體積的40~80%并按液固比L/Kg為3~6∶1加入步驟(1)得到的破碎或碎化后的物料,保持反應(yīng)溫度60~90℃,緩慢加入剩余的配制好的硝酸與雙氧水的混合溶液,反應(yīng)2~8h后過濾,浸出渣水洗后回收其他貴金屬;(3)銀、鉛和銅分步回收根據(jù)各金屬鹽的性質(zhì),依次加入氯化鈉、硫酸鈉和碳酸鈉分別回收硝酸浸出液中的銀、鉛和銅,始終保持溶液溫度60~95℃,時(shí)間1~4h,氯化鈉加入量為銀含量的0.50~0.60倍、硫酸鈉加入量為鉛含量的0.55~0.60倍、碳酸鈉加入量控制溶液pH=10~12,每次反應(yīng)完成后過濾,分別產(chǎn)出氯化銀渣、硫酸鉛渣和銅渣;(4)硝酸鈉回收硝酸浸出液回收有價(jià)金屬后,溶液的pH為10~12,用硝酸中和至溶液pH至7~9,然后再濃縮、脫色和冷卻結(jié)晶產(chǎn)出硝酸鈉產(chǎn)品;(5)低濃度氮氧化物的回收利用各工序產(chǎn)出的含低濃度氮氧化物的水蒸汽,采用含有雙氧水的水溶液吸收,保持吸收液中雙氧水體積濃度為2.5~25.0%、溫度25~55℃,當(dāng)吸收液中雙氧水體積濃度降低至0.5%以下時(shí),吸收液返回氧化浸出過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無污染處理含銅鉛銀物料的方法,其特征在于所述的硝酸、 雙氧水、氯化鈉、硫酸鈉和碳酸鈉均為工業(yè)級(jí)試劑。
全文摘要
一種無污染處理含銅鉛銀物料的方法,本發(fā)明將含銅鉛銀物料經(jīng)過破碎或噴霧碎化后,在硝酸溶液中加入雙氧水氧化浸出,浸出渣水洗后回收其它貴金屬,浸出液依次加入氯化鈉、硫酸鈉和碳酸鈉分別回收銀、鉛和銅三種有價(jià)金屬,溶液用硝酸調(diào)整pH,然后蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)出硝酸鈉產(chǎn)品,各工序中產(chǎn)出的含氮氧化物的水蒸汽,用含有雙氧水的水溶液吸收后返回氧化浸出過程,實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過程無污染和零排放。本發(fā)明硝酸消耗大幅度降低,銅、鉛和銀的浸出率都達(dá)到98%以上。
文檔編號(hào)C22B11/00GK101914681SQ20101023703
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月27日
發(fā)明者周韓偉, 鄭永微 申請(qǐng)人:樂清市瑞集環(huán)??萍加邢薰?br>
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