專利名稱：一種電弧法混合鐵渣制取鐵錠聯(lián)產(chǎn)硝酸鎘和硝酸銅的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無機化工立德粉制造廢鉛渣的綜合利用技術領域，尤其是一種電弧法 混合鐵渣制取鐵錠聯(lián)產(chǎn)硝酸鎘和硝酸銅的方法。
背景技術：
立德粉是白色高級顏料鋅鋇白的俗稱，其主要的生產(chǎn)原料為二氧化鋅、硫酸、重晶 石和無煙煤。是由硫化鋇與硫化鋅進行復分解反應而制得。在立德粉生產(chǎn)的過程中產(chǎn)生多 種重金屬廢渣，如鉛渣、鋅渣、鎘渣、鋇渣、煤渣等固廢，每年產(chǎn)生積累約有上千噸左右，不僅 污染農(nóng)田、環(huán)境，危害農(nóng)作物生長，而且還造成了廢渣中鉛、鎬、銅、鋅以及鍺、稼、錮、銘等數(shù) 種金屬元素的浪費。目前這種廢渣大多露天堆放或者填空、鋪路，這樣不僅浪費資源，而且 污染環(huán)境。為此人們進行了大量的研究，1973年01期的《精細化工中間體》中對用立德粉 廢渣生產(chǎn)多種產(chǎn)品進行了研究，《湖南化工》1992年第22卷第1期也報道了《從立德粉酸浸 廢渣制取硫酸鉛的研究》，但是文中都還只是處于理論研究，還沒有比較實際的處理和利用 方法，目前也沒有電弧法混合鐵渣制取鐵錠聯(lián)產(chǎn)硝酸鎘和硝酸銅的方法的相關報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種不僅能干干凈凈的吞掉重金屬廢渣，又能制得有價值物品的電 弧法混合鐵渣制取鐵錠聯(lián)產(chǎn)硝酸鎘和硝酸銅的方法。為了達到上述的目的，本發(fā)明的技術方案為電弧法混合鐵渣制取鐵錠聯(lián)產(chǎn)硝酸鎘和硝酸銅的方法，包括如下制備步驟步驟A、將電弧法混合鐵渣放進反射爐里，緩緩加熱使溫度上升到1600°C 1700°C ；鐵渣及其鐵的化合物已經(jīng)融化成為融融狀態(tài)的鐵水流淌出來，鐵水用于制取鐵錠， 里面殘存的一氧化碳和二氧化碳氣體隨反射爐內(nèi)溫度的升高揮發(fā)出來；剩下的廢渣排出來 冷卻到下一道工序進行深加工提取稀有金屬鹽；步驟B、將步驟A中高溫處理剩下的廢渣，先用粉碎機粉碎成80 120目的粗粉， 然后轉移到第一耐腐蝕反應器里，以純質(zhì)量比1 0.91與鹽酸進行反應；步驟C、將步驟B所得反應產(chǎn)物用第一過濾器進行過濾，得到夾帶的氯化物的濾餅 雜質(zhì)和澄清的氯化銅、氯化鎘濾液，濾餅雜質(zhì)轉移到另一工序進行深加工；步驟D、將步驟C中過濾得到的濾液送入第二耐腐蝕反應器，與硝酸以純質(zhì)量比 1 0.08 0.48進行化學反應；反應生成硝酸鎘、硝酸銅及鹽酸的混合溶液；步驟E、步驟D中所得反應產(chǎn)物用第二過濾器進行過濾，得到的濾餅雜質(zhì)焚燒、深 埋；步驟F、步驟E中所得的濾液依次經(jīng)過減壓蒸餾器和冷卻塔，進行減壓蒸餾和冷 卻，先后得到硝酸鎘產(chǎn)品和硝酸銅產(chǎn)品。其中，所述步驟A中的緩緩加熱是以每分鐘升溫2°C 5°C的速度緩緩加熱。所述步驟F中，蒸餾剩下的鹽酸返回步驟A中所述的第一耐腐蝕反應器中循環(huán)使用。本發(fā)明主要是運用了電弧爐的技術來提取立德粉廢渣里的重金屬，將廢渣依次經(jīng) 過高溫處理、酸處理和蒸餾處理工序，從而制得單質(zhì)鐵、銅、鎘元素及其有價值的化合物，本 發(fā)明既能干干凈凈的吞掉重金屬廢渣，減輕重金屬對環(huán)境的污染；又能制得有價值的產(chǎn)品， 具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益；尤其工藝及生產(chǎn)設備簡單，是一種比較實際的處理和利 用方法。本發(fā)明的反應原理為Cu0+2HC1 = = = = CuC12+H20Cd0+2HC1 = = = = CdCl2+H20CuC12+2HN03 = = = = Cu (NO3) 2+2HClCdCl2+2HN03 = = = = Cd (NO3) 2+2HCl


圖1是電弧法混合鐵渣制取鐵錠聯(lián)產(chǎn)硝酸鎘和硝酸銅的方法的工藝流程圖；其中1-反射爐，2-鐵錠，3-粉碎機，4-第一耐腐蝕反應器，5-第一過濾器，6_第二耐腐 蝕反應器，7-第二過濾器，8-減壓蒸餾器，9-冷卻塔，10-硝酸鎘產(chǎn)品，11-硝酸銅產(chǎn)品。具體的實施方式實施例1電弧法混合鐵渣制取鐵錠聯(lián)產(chǎn)硝酸鎘和硝酸銅的方法，包括如下制備步驟步驟A、將電弧法混合鐵渣放進反射爐1里，緩緩加熱(每分鐘升溫2°C的速度緩 緩加熱)使溫度上升到1600°C;此時鐵渣及其鐵的化合物已經(jīng)融化成為融融狀態(tài)的鐵水流 淌出來，鐵水用于制取鐵錠2 ；里面部分殘存的一氧化碳和二氧化碳氣體也隨反射爐1內(nèi)溫 度的上升揮發(fā)出來，剩下的廢渣排出來冷卻到下一道工序進行深加工提取稀有金屬鹽；步驟B、將步驟A中高溫處理剩下的廢渣(以500kg純氧化銅和200kg純氧化鎘 計)，先用粉碎機3粉碎成80目的粗粉，然后轉移到第一耐腐蝕反應器4里，以純質(zhì)量比 1 0.91與鹽酸進行反應；步驟C、將步驟B所得反應產(chǎn)物用第一過濾器5進行過濾，得到夾帶氯化物的濾餅 雜質(zhì)和澄清的839. 72kg氯化銅、686. 84kg氯化鎘濾液，濾餅雜質(zhì)轉移到另一工序進行深加 工；步驟D、將步驟C中過濾得到的濾液(以氯化鎘計)送入第二耐腐蝕反應器6，與 硝酸以純質(zhì)量比1 0.08進行化學反應；反應生成硝酸鎘、硝酸銅及鹽酸的混合溶液；步驟E、步驟D中所得反應產(chǎn)物用第二過濾器7進行過濾，得到的濾餅雜質(zhì)焚燒、深 埋；步驟F、步驟E中所得的濾液依次經(jīng)過減壓蒸餾器8和冷卻塔9，進行減壓蒸餾和 冷卻，先后得到103. 09kg硝酸鎘產(chǎn)品10和99. 99kg硝酸銅產(chǎn)品11 ；蒸餾剩下的鹽酸返回 步驟A中所述的第一耐腐蝕反應器4中循環(huán)使用。實施例2電弧法混合鐵渣制取鐵錠聯(lián)產(chǎn)硝酸鎘和硝酸銅的方法，包括如下制備步驟
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步驟A、將電弧法混合鐵渣放進反射爐1里，緩緩加熱(每分鐘升溫4°C的速度緩 緩加熱)使溫度上升到1650°C;此時鐵渣及其鐵的化合物已經(jīng)融化成為融融狀態(tài)的鐵水流 淌出來，鐵水用于制取鐵錠2 ；里面部分殘存的一氧化碳和二氧化碳氣體也隨反射爐1內(nèi)溫 度的上升揮發(fā)出來，剩下的廢渣排出來冷卻到下一道工序進行深加工提取稀有金屬鹽；步驟B、將步驟A中高溫處理剩下的廢渣(以500kg純氧化銅和200kg純氧化鎘 計)，先用粉碎機3粉碎成100目的粗粉，然后轉移到第一耐腐蝕反應器4里，以純質(zhì)量比 1 0.91與鹽酸進行反應；步驟C、將步驟B所得反應產(chǎn)物用第一過濾器5進行過濾，得到夾帶氯化物的濾餅 雜質(zhì)和澄清的839. 72kg氯化銅、686. 84kg氯化鎘濾液，濾餅雜質(zhì)轉移到另一工序進行深加 工；步驟D、將步驟C中過濾得到的濾液(以氯化鎘計)送入第二耐腐蝕反應器6，與 硝酸以純質(zhì)量比1 0.28進行化學反應；反應生成硝酸鎘、硝酸銅及鹽酸的混合溶液；步驟E、步驟D中所得反應產(chǎn)物用第二過濾器7進行過濾，得到的濾餅雜質(zhì)焚燒、深 埋；步驟F、步驟E中所得的濾液依次經(jīng)過減壓蒸餾器8和冷卻塔9，進行減壓蒸餾和 冷卻，先后得到360. 84kg硝酸鎘產(chǎn)品10和349. 96kg硝酸銅產(chǎn)品11 ；蒸餾剩下的鹽酸返回 步驟A中所述的第一耐腐蝕反應器4中循環(huán)使用。實施例3電弧法混合鐵渣制取鐵錠聯(lián)產(chǎn)硝酸鎘和硝酸銅的方法，包括如下制備步驟步驟A、將電弧法混合鐵渣放進反射爐1里，緩緩加熱(每分鐘升溫5°C的速度緩 緩加熱)使溫度上升到1700°C;此時鐵渣及其鐵的化合物已經(jīng)融化成為融融狀態(tài)的鐵水流 淌出來，鐵水用于制取鐵錠2 ；里面部分殘存的一氧化碳和二氧化碳氣體也隨反射爐1內(nèi)溫 度的上升揮發(fā)出來，剩下的廢渣排出來冷卻到下一道工序進行深加工提取稀有金屬鹽；步驟B、將步驟A中高溫處理剩下的廢渣(以500kg純氧化銅和200kg純氧化鎘 計)，先用粉碎機3粉碎成120目的粗粉，然后轉移到第一耐腐蝕反應器4里，以純質(zhì)量比 1 0.91與鹽酸進行反應；步驟C、將步驟B所得反應產(chǎn)物用第一過濾器5進行過濾，得到夾帶氯化物的濾餅 雜質(zhì)和澄清的839. 72kg氯化銅、686. 84kg氯化鎘濾液，濾餅雜質(zhì)轉移到另一工序進行深加 工；步驟D、將步驟C中過濾得到的濾液(以氯化鎘計)送入第二耐腐蝕反應器6，與 硝酸以純質(zhì)量比1 0.48進行化學反應；反應生成硝酸鎘、硝酸銅及鹽酸的混合溶液；步驟E、步驟D中所得反應產(chǎn)物用第二過濾器7進行過濾，得到的濾餅雜質(zhì)焚燒、深 埋；步驟F、步驟E中所得的濾液依次經(jīng)過減壓蒸餾器8和冷卻塔9，進行減壓蒸餾和 冷卻，先后得到618. 57kg硝酸鎘產(chǎn)品10和599. 94kg硝酸銅產(chǎn)品11 ；蒸餾剩下的鹽酸返回 步驟A中所述的第一耐腐蝕反應器4中循環(huán)使用。上述實施例，只是本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限制本發(fā)明實施范圍，故凡以本 發(fā)明權利要求所述的特征及原理所做的等效變化或修飾，均應包括在本發(fā)明權利要求范圍 之內(nèi)。
權利要求
一種電弧法混合鐵渣制取鐵錠聯(lián)產(chǎn)硝酸鎘和硝酸銅的方法，其特征在于，包括如下制備步驟步驟A、將電弧法混合鐵渣放進反射爐(1)里，緩緩加熱使溫度上升到1600℃～1700℃；鐵渣及其鐵的化合物融化成為融融狀態(tài)的鐵水流淌出來，鐵水用于制取鐵錠(2)；里面殘存的一氧化碳和二氧化碳氣體隨反射爐(1)內(nèi)溫度的升高揮發(fā)出來，剩下的廢渣排出來冷卻；步驟B、將步驟A中高溫處理剩下的廢渣，先用粉碎機(3)粉碎成80～120目的粗粉，然后轉移到第一耐腐蝕反應器(4)里，以純質(zhì)量比1∶0.91與鹽酸進行反應；步驟C、將步驟B所得反應產(chǎn)物用第一過濾器(5)進行過濾，得到夾帶氯化物的濾餅雜質(zhì)和澄清的氯化銅、氯化鎘濾液；步驟D、將步驟C中過濾得到的濾液送入第二耐腐蝕反應器(6)，與硝酸以純質(zhì)量比1∶0.08～0.48進行化學反應；反應生成硝酸鎘、硝酸銅及鹽酸的混合溶液；步驟E、步驟D中所得反應產(chǎn)物用第二過濾器(7)進行過濾，得到的濾餅雜質(zhì)焚燒、深埋；步驟F、步驟E中所得的濾液依次經(jīng)過減壓蒸餾器(8)和冷卻塔(9)，進行減壓蒸餾和冷卻，先后得到硝酸鎘產(chǎn)品(10)和硝酸銅產(chǎn)品(11)。
2.根據(jù)權利要求1所述的電弧法混合鐵渣制取鐵錠聯(lián)產(chǎn)硝酸鎘和硝酸銅的方法，其特 征在于，所述步驟A中的緩緩加熱是以每分鐘升溫2°C 5°C的速度緩緩加熱。
3.根據(jù)權利要求1所述的電弧法混合鐵渣制取鐵錠聯(lián)產(chǎn)硝酸鎘和硝酸銅的方法，其特 征在于，所述步驟F中，蒸餾剩下的鹽酸返回步驟A中所述的第一耐腐蝕反應器中循環(huán)使 用。
全文摘要
本發(fā)明屬于無機化工立德粉制造廢鉛渣的綜合利用技術領域，尤其是一種用電弧法混合鐵渣制取鐵錠聯(lián)產(chǎn)硝酸鎘和硝酸銅的方法，其主要技術方案為運用了電弧爐的技術來提取立德粉廢渣里的重金屬，將廢渣依次經(jīng)過高溫處理、酸處理和蒸餾處理工序，從而制得單質(zhì)鐵、銅、鎘元素及其有價值的化合物，本發(fā)明既能干干凈凈的吞掉重金屬廢渣，減輕重金屬對環(huán)境的污染；又能制得有價值的產(chǎn)品，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。
文檔編號C22B17/00GK101967564SQ201010518879
公開日2011年2月9日 申請日期2010年10月25日 優(yōu)先權日2010年10月25日
發(fā)明者王嘉興 申請人:王嘉興