一種煉鉛高鎘煙灰和鋅電解廢水的綜合回收方法
【專利摘要】一種煉鉛高鎘煙灰和鋅電解廢水的綜合回收方法，包括堿洗、浸出、絮凝脫砷、置換、壓團、鑄型、蒸餾等步驟，堿洗步驟是在超聲波條件下進行的，使用的堿為氫氧化鈉+純堿或氫氧化鉀+純堿的混合物；所述浸出步驟包括二段浸出，使用的浸出劑為鋅電解廢水或鋅電解廢水+二段浸出液的混合液；絮凝脫砷是在一段浸出接近終點時，加入絮凝劑七水硫酸亞鐵和氧化劑雙氧水脫除浸出液中的砷。本發(fā)明綜合利用率高、回收成本較低、鎘和鋅的回收率高。
【專利說明】一種煉鉛高鎘煙灰和鋅電解廢水的綜合回收方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種廢物濕法冶煉的方法，特別涉及一種煉鉛高鎘煙灰和鋅電解廢水的綜合回收方法。

【背景技術(shù)】
[0002]鉛冶煉過程中，鉛精礦經(jīng)熔煉工序，產(chǎn)出的煙塵經(jīng)電收塵收集到的煙灰，當(dāng)煙灰中含鎘較低時，重返原料系統(tǒng)配料；當(dāng)煙灰中鎘含量超過8%時，煙灰開路出鉛系統(tǒng)，此時的煙灰稱為煉鉛高鎘煙灰。煉鉛高鎘煙灰中通常含有鉛、鎘和鋅等有價金屬，同時也含有害元素F、Cl。
[0003]目前煉鉛高鎘煙灰的處理方式有:(1)堆存，這嚴(yán)重的污染了環(huán)境，并造成了巨大的資源浪費和經(jīng)濟損失。(2)煉鉛高鎘煙灰與回轉(zhuǎn)窯煙塵一起稀酸浸出，酸浸渣送鉛系統(tǒng)回收鉛，酸浸液并入鋅冶煉系統(tǒng)的焙砂浸出液，在鋅冶煉系統(tǒng)采用常規(guī)工藝回收鎘，產(chǎn)出鎘錠；此方法雖然回收了煉鉛高鎘煙灰中的有價金屬鉛、鎘和鋅，但鋅鎘的回收率不高，且有害元素F、C1大部分進入了鋅系統(tǒng)，增加了鋅生產(chǎn)過程中脫F、C1的成本。(3)煉鉛高鎘煙灰經(jīng)熔煉可硫酸化焙燒使鎘加以富集，同時得到的中間產(chǎn)品含硫化物很少，直接用硫酸浸出，鎘的回收率較高。但此方法屬于火法過程，環(huán)境污染較大，同時鋅沒得到回收。
[0004]鋅冶煉過程中，需對鋅電積的陰極板表面雜物進行弱酸浸泡和清洗，清洗陰極板后產(chǎn)生的水稱為鋅電解廢水。鋅電解廢水中一般含鋅為10?30g/L，含硫酸為10?20g/L。目前鋅電解廢水的處理方式有:(1)根據(jù)鋅系統(tǒng)體積平衡，一部分返鋅系統(tǒng)，補充鋅冶煉過程中的部分水損失，另一部分并入污水處理系統(tǒng)。此方法增加鋅冶煉廠外排污水量，增大了污水處理成本，同時浪費了資源。(2)先用堿中和鋅電解廢水中的酸，再用萃取法回收其中的鋅。此方法雖回收了鋅電解廢水中的鋅，但鋅的回收率較低，且酸沒有得到利用。
[0005]因此，現(xiàn)有技術(shù)不能適應(yīng)從煉鉛高鎘煙灰和鋅電解廢水中綜合回收鉛、鎘和鋅等有價金屬，并利用鋅電解廢水中的酸，如何從廢棄物和廢水中高效回收鉛、鎘和鋅等有價金屬、并充分利用廢水中的酸、又有效降低生產(chǎn)成本是有待進一步探索的難題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種煉鉛高鎘煙灰和鋅電解廢水的綜合回收方法，它可在超聲波條件下堿洗，脫除煉鉛高鎘煙灰中96%以上的F、Cl，使鋅電解廢水中的酸充分利用于煉鉛高鎘煙灰的浸出，鋅回收率達98%，鎘回收率超過85%。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種煉鉛高鎘煙灰和鋅電解廢水的綜合回收方法:包括堿洗、浸出、絮凝脫砷、置換、壓團、鑄型、蒸餾等步驟，其特征在于:
A.所述的堿洗步驟是在超聲波的條件下對煉鉛高鎘煙灰進行堿洗，堿洗使用的堿為氫氧化鈉+純堿或氫氧化鉀+純堿的混合物；
B.所述的浸出步驟是對堿洗渣進行浸出，分為一段浸出和二段浸出步驟，使用的浸出劑為鋅電解廢水或鋅電解廢水+ 二段浸出液的混合液；
C.所述的絮凝脫砷步驟是在一段浸出接近終點時，加入絮凝劑七水硫酸亞鐵和氧化劑雙氧水脫除一段浸出液中的砷。
[0008]優(yōu)選的，所述堿洗步驟是堿洗溫度可在O?100°C條件下進行的，但更優(yōu)選的堿洗溫度為60?85°C，堿洗過程中在超聲波條件下進行，并根據(jù)原料的種類適當(dāng)優(yōu)選超聲波強度，生產(chǎn)效率是超聲波強度優(yōu)選的唯一因素。
[0009]優(yōu)選的，所述一段浸出的浸出溫度為65、0°C，浸出劑為鋅電解廢水和二段浸出液的混合液，浸出終點pH為3?4。
[0010]優(yōu)選的，所述二段浸出的浸出劑為鋅電解廢水，溫度為80?95°C，浸出時間為2?4h，浸出終點控制pH為0.5?I。
[0011]優(yōu)選的，所述絮凝脫砷步驟是在一段浸出接近終點時，按每升浸出液加入5?1g七水硫酸亞鐵，并緩慢加入雙氧水。
[0012]進一步的，所述二段浸出步驟所得的浸出渣洗滌后經(jīng)鉛冶煉回收其中的鉛，置換后液經(jīng)鋅冶煉回收其中的鋅。
[0013]本發(fā)明有益效果如下:
本發(fā)明先將煉鉛高鎘煙灰在存在超聲波的條件下進行堿洗，使煉鉛高鎘煙灰中F、Cl的脫除率超過96%，保證了使用鋅電解廢水浸出煉鉛高鎘煙灰的浸出液中的F、C1含量低于鋅電解液中F、Cl的含量，從而降低了鎘置換后液返鋅系統(tǒng)中鋅的回收成本。
[0014]將堿洗渣經(jīng)過兩次優(yōu)化浸出和絮凝脫砷，保證了煉鉛高鎘煙灰中的鎘回收率達85%，降低了堿洗渣浸出液中雜質(zhì)的含量，提高了粗鎘中鎘的品位。
[0015]使用鋅電解廢水浸出堿洗洛,充分利用了鋅電解廢水中的酸和回收了鋅電解廢水和煉鉛高鎘煙灰中的鋅，鋅的回收率達98%。
[0016]堿洗渣的浸出渣返鋅系統(tǒng)，煉鉛高鎘煙灰中的鉛得到了回收。從而達到了綜合回收煉鉛高鎘煙灰和鋅電解廢水中的鉛、鎘和鋅，并成功利用了鋅電解廢水中的酸，降低了生產(chǎn)成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。

【具體實施方式】
[0018]本發(fā)明提供通過對煉鉛高鎘煙灰的堿洗，堿洗渣和鋅電解廢水的浸出、絮凝脫砷、置換、壓團、鑄型、蒸餾等步驟，分別分離和回收鉛、鎘和鋅等有價金屬，并充分利用硫酸的方法。
[0019]在煉鉛高鎘煙灰的堿洗過程中，堿洗液固比、堿洗時間、堿洗用的氫氧化鈉+純堿或氫氧化鉀+純堿的混合物中物質(zhì)的質(zhì)量百分比和超聲波強度，以提高脫F、C1的效率和降低生產(chǎn)成本為前提。
[0020]在煉鉛高鎘煙灰的浸出過程中，浸出液固比、作浸出劑使用的鋅電解廢水+ 二段浸出液的混合液的體積比，以降低生產(chǎn)成本和提高鋅和鎘的回收率為前提。
[0021]在絮凝脫砷步驟，為了提高一段浸出液的質(zhì)量，即中間產(chǎn)品粗鎘中雜質(zhì)元素鉛、砷等含量，可以使用通常所知的添加材料，且添加材料的加入以不降低一段浸出液的質(zhì)量和鋅鎘的浸出率為前提。
[0022]實施例1:
用本發(fā)明的方法處理煉鉛高鎘煙灰和鋅電解廢水，煉鉛高鎘煙灰的主要成分的質(zhì)量百分比含量為(％):Pb:53.96、Zn:13.25、Cd:10.64，鋅電解廢水的主要成分的質(zhì)量濃度分別為(g/L) =H2SO4:18.27、Zn:13.42，處理步驟為:
按要求加水、氫氧化鉀+純堿的混合物配好堿洗液，升溫到60°C后，攪拌比較充分的情況下，加入煉鉛高鎘煙灰，并開啟超聲波，超聲波頻率為20HZ，堿洗結(jié)束后，溶液的終點pH=9，堿洗時間為60分鐘，堿洗液固比=8，測量并計算得到F的脫除率為96.37%，Cl的脫除率為98.13%。
[0023]以鋅電解廢水+ 二段浸出液的混合液為浸出劑，對堿洗渣進行一段浸出，浸出溫度為65°C，浸出終點的pH為3。浸出終點，往一段浸出液中按每升浸出液中加入5g七水硫酸亞鐵，并緩慢加入雙氧水。絮凝脫砷完成后，脫砷液中鉛、鐵和砷等雜質(zhì)的質(zhì)量濃度小于0.01g/Lo
[0024]以鋅電解廢水為浸出劑，對一段浸出渣進行二段浸出，浸出溫度為80°C，浸出時間為2h，浸出終點的pH為0.5。
[0025]通過該方法處理，鋅和鎘的浸出率分別達到98.36%和90.18%，二段浸出渣中的鉛質(zhì)量百分比含量為63.27%，更有利于鉛冶煉的回收。
[0026]實施例2:
用本發(fā)明的方法處理煉鉛高鎘煙灰和鋅電解廢水，煉鉛高鎘煙灰的主要成分的質(zhì)量百分比含量為(％):Pb:48.61、Zn:15.54,Cd:9.49，鋅電解廢水的主要成分的質(zhì)量濃度分別為(g/L) =H2SO4:15.62、Zn:25.11，處理步驟為:
按要求加水、氫氧化鉀+純堿的混合物配好堿洗液，升溫到70°C后，攪拌比較充分的情況下，加入煉鉛高鎘煙灰，并開啟超聲波，超聲波頻率為30HZ，堿洗結(jié)束后，溶液的終點PH=1,堿洗時間為90分鐘，堿洗液固比=6，堿洗結(jié)束后，測量并計算得到F的脫除率為
96.85%，Cl 的脫除率為 98.74%。
[0027]以鋅電解廢水+ 二段浸出液的混合液為浸出劑，對堿洗渣進行一段浸出，浸出溫度為75°C，浸出終點的pH為3.5。浸出終點，往一段浸出液中按每升浸出液中加入8g七水硫酸亞鐵，并緩慢加入雙氧水。絮凝脫砷完成后，脫砷液中鉛、鐵和砷等雜質(zhì)的質(zhì)量濃度小于 0.01g/L。
[0028]以鋅電解廢水為浸出劑，對一段浸出渣進行二段浸出，浸出溫度為90°C，浸出時間為3h，浸出終點的pH為0.8。
[0029]通過該方法處理，鋅和鎘的浸出率分別達到98.80%和89.84%，二段浸出渣中的鉛質(zhì)量百分比含量為60.25%，更有利于鉛冶煉的回收。
[0030]實施例3:
用本發(fā)明的方法處理煉鉛高鎘煙灰和鋅電解廢水，煉鉛高鎘煙灰的主要成分的質(zhì)量百分比含量為(％):Pb:51.17、Zn:15.38、Cd:10.81，鋅電解廢水的主要成分的質(zhì)量濃度分別為(g/L) =H2SO4:14.55、Zn:28.24，處理步驟為:
按要求加水、氫氧化鉀+純堿的混合物配好堿洗液，升溫到85°C后，攪拌比較充分的情況下，加入煉鉛高鎘煙灰，并開啟超聲波，超聲波頻率為50HZ，堿洗結(jié)束后，溶液的終點pH=ll，堿洗時間為120分鐘，堿洗液固比=3，堿洗結(jié)束后，測量并計算得到F的脫除率為
97.06%, Cl 的脫除率為 98.35%。
[0031]以鋅電解廢水+ 二段浸出液的混合液為浸出劑，對堿洗渣進行一段浸出，浸出溫度為90°C，浸出終點的pH為4。浸出終點，往一段浸出液中按每升浸出液中加入1g七水硫酸亞鐵，并緩慢加入雙氧水。絮凝脫砷完成后，脫砷液中鉛、鐵和砷等雜質(zhì)的質(zhì)量濃度小于 0.01g/L。
[0032]以鋅電解廢水為浸出劑，對一段浸出渣進行二段浸出，浸出溫度為95°C，浸出時間為4h,浸出終點的pH為I。
[0033]通過該方法處理，鋅和鎘的浸出率分別達到98.36%和88.60%，二段浸出渣中的鉛質(zhì)量百分比含量為64.08%，更有利于鉛冶煉的回收。
[0034]本發(fā)明在綜合回收煉鉛高鎘煙灰和鋅電解廢水中的有價物質(zhì)，能夠簡單而高效地脫除煉鉛高鎘煙灰中的F、C1，并高效地分離和回收鉛、鎘和鋅，同時充分利用鋅電解廢水中的酸，在環(huán)保和資源再利用方面，工業(yè)應(yīng)用具有顯著優(yōu)點。
[0035]本發(fā)明包含但不限于上述實施方式，只要采用了在超聲波條件下堿洗脫F、Cl和一段浸出后絮凝脫砷步驟的工藝方法，即屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種煉鉛高鎘煙灰和鋅電解廢水的綜合回收方法，包括堿洗、浸出、絮凝脫砷、置換、壓團、鑄型、蒸餾等步驟，其特征在于: A.所述的堿洗步驟是在超聲波的條件下對煉鉛高鎘煙灰進行堿洗，堿洗使用的堿為氫氧化鈉+純堿或氫氧化鉀+純堿的混合物； B.所述的浸出步驟是對堿洗渣進行浸出，分為一段浸出和二段浸出，使用的浸出劑為鋅電解廢水或鋅電解廢水+ 二段浸出液的混合液； C.所述的絮凝脫砷步驟是在一段浸出接近終點時，加入絮凝劑七水硫酸亞鐵和氧化劑雙氧水脫除一段浸出液中的砷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煉鉛高鎘煙灰和鋅電解廢水的綜合回收方法，其特征在于:所述的煉鉛高鎘煙灰的堿洗步驟是堿洗溫度在O?100°C的條件下進行的，但更優(yōu)選的堿洗溫度為60?85°C，堿洗過程中在超聲波條件下進行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煉鉛高鎘煙灰和鋅電解廢水的綜合回收方法，其特征在于:所述一段浸出的浸出溫度為65、0°C,浸出劑為鋅電解廢水和二段浸出液的混合液,浸出終點pH為3?4。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煉鉛高鎘煙灰和鋅電解廢水的綜合回收方法，其特征在于:所述二段浸出的浸出劑為鋅電解廢水，溫度為80?95°C，浸出時間為2?4h，浸出終點控制pH為0.5?I。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煉鉛高鎘煙灰和鋅電解廢水的綜合回收方法，其特征在于:所述絮凝脫砷步驟是在一段浸出接近終點時進行，按每升浸出液加入5?1g七水硫酸亞鐵，并緩慢加入雙氧水。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煉鉛高鎘煙灰和鋅電解廢水的綜合回收方法，其特征在于:所述二段浸出步驟所得的浸出渣洗滌后經(jīng)鉛冶煉回收其中的鉛，置換后液經(jīng)鋅冶煉回收其中的鋅。
【文檔編號】C22B13/00GK104451157SQ201410685559
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】廖貽鵬, 林文軍, 劉敏, 周萍, 伏東才, 李正明, 潘向陽 申請人:株洲冶煉集團股份有限公司