一種火法煉鋅煙塵回收處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煙塵回收處理工藝，具體涉及一種火法煉鋅煙塵回收處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]火法煉鋅的過程中，一般會產(chǎn)生三種煙塵，一是沸騰爐產(chǎn)生的電收塵(即電塵)，二是二次焙燒產(chǎn)生的鎘塵，三是焦結(jié)蒸餾煙塵。電塵的化學(xué)成分一般為:Zn 10?30%，Pb15?35%，Cd 5?10%，S 10?15% ;鎘塵的化學(xué)成分一般為:Zn 25?35%，Pb 30?40%，Cd8?20%，S 5?10% ;焦結(jié)煙塵的化學(xué)成分一般為:Zn 35?55%，Pb 0.5?1.0%, Cd 0.5?3.5%，In 0.1?0.6%。上述煙塵的主要成分是氧化鋅，除此外還含有氧化鎘、氧化鉛、氧化銦等雜質(zhì)。這些雜質(zhì)不能返回?zé)掍\系統(tǒng)，需要通過其它工藝回收其中的有價金屬。
[0003]目前，常用的處理工藝是用濃硫酸與水配制成質(zhì)量濃度70?100g/L的硫酸溶液，然后，加入煙塵進行浸出，浸出后，再通過凈化、置換、蒸發(fā)等工序得到硫酸鋅、一水硫酸鋅或者七水硫酸鋅，接著通過其它工藝得到金屬鎘和金屬銦，最后，硫酸鉛作為富集渣用作提煉鉛的原料。如CN102851693A公開了一種從冶煉煙灰中回收生產(chǎn)電解銅和電解鋅的工藝，該工藝步驟包括冶煉煙灰浸出、萃取提純銅-電積銅、中和除鐵、除鎘和萃取提純鋅-電積鋅。該工藝的第一步是先將硫酸液浸出劑與冶煉煙灰進行浸出反應(yīng)，其浸出過程為，按照硫酸液浸出劑與冶煉煙灰的液固比為7?10:1，浸出劑中游離硫酸40?50g/L，在溫度20?80°C下，反應(yīng)2?4h，浸出反應(yīng)終點pH值1.5?3.5，經(jīng)過液固分離，得到澄清的浸出液和浸出渣。該方法采用硫酸與水配成的水溶液浸出煙塵，耗能較大，浸出時間長，產(chǎn)能低，用水量大，浸出效果差，同時，操作環(huán)境中的水蒸氣夾雜硫酸霧多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)在浸出工序中存在的問題，提供一種處理能力強，浸出率高，工藝過程簡單、節(jié)能、環(huán)保的火法煉鋅煙塵回收處理工藝。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:一種火法煉鋅煙塵回收處理工藝，其特征在于:包括以下步驟:
Cl)混合:將火法煉鋅煙塵在攪拌下加入硫酸和水進行混料，得火法煉鋅煙塵混合物料；
(2)陳化:將步驟(I)所得火法煉鋅煙塵混合物料進行堆放陳化，得火法煉鋅煙塵陳化物料；
(3)浸出:將步驟(2)所得火法煉鋅煙塵陳化物料，在攪拌下加入水進行浸出，得浸出混合液；
(4)過濾:將步驟(3)所得浸出混合液過濾，得濾渣和濾液；
(5)回收有價金屬:將步驟(4)所得濾液采用現(xiàn)有技術(shù)分別回收其中的有價金屬。
[0006]進一步，步驟(I)中，所述火法煉鋅煙塵包括電塵、鎘塵和焦結(jié)煙塵；所述電塵主要成分的質(zhì)量含量為:Zn 10?30%，Pb 15?35%，Cd 5?10%，S 10?15% ;所述鎘塵主要成分的質(zhì)量含量為:Zn 25?35%，Pb 30?40%，Cd 8?20%，S 5?10% ;所述焦結(jié)煙塵主要成分的質(zhì)量含量為:Zn 35?55%，Pb 0.5?1.0%，Cd 0.5?3.5%，In 0.1?0.6%。
[0007]進一步，步驟(I)中，所述硫酸的加入量為火法煉鋅煙塵中Zn、Pb、Cd和In的氧化物與硫酸反應(yīng)的理論值之和的1.0?1.3倍；所述水的加入量為火法煉鋅煙塵質(zhì)量的
0.18?0.52倍，該范圍水量的加入使得火法煉鋅煙塵形成一種糊狀物或者濕潤狀，便于反應(yīng)充分進行。所述硫酸為工業(yè)級濃硫酸，質(zhì)量百分濃度為93?98%，所述加入的水可為自來水，也可以使用生產(chǎn)過程回收的廢水。
[0008]步驟(I)中，所述混料一般為機械混料，混料過程中先將濃硫酸加入混勻，然后，再加入水混勻?；炝蠒r產(chǎn)生的廢氣，主要為水汽，可以采用水吸收裝置吸收，吸收的水可返回配料使用。
[0009]進一步，步驟(2)中，所述堆放陳化的時間為4?6h。硫酸與火法煉鋅煙塵中的氧化鋅、氧化鉛、氧化銦、氧化鎘等氧化物作用需要一段時間，若時間過短，反應(yīng)不完全，造成浸出率低。堆放陳化的目的是讓煙塵中的各種金屬氧化物與硫酸充分反應(yīng)，生成硫酸鹽，所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下:
ZnO+ H2SO4= ZnSO4+ H2O ；
PbO+ H2SO4= PbSO4 I + H2O ；
CdO+ H2SO4=CdSO4+ H2O ；
In2O3+ 3H2SO4=In2 (SO4) 3+ 3H20 ；
上述反應(yīng)均屬放熱反應(yīng)，其熱量足以讓反應(yīng)完全。
[0010]進一步，步驟(3)中，所述水的加入量為火法煉鋅煙塵質(zhì)量的2?5倍(優(yōu)選3?4倍)，所述浸出的時間為2?4h。加入的水量是以溶液中的主要金屬離子的量確定的，一般在90?130g/L較為合適；該范圍浸出時間下硫酸鹽才能充分溶解在溶液中。浸出的目的是讓可溶性硫酸鹽能充分溶于水溶液中，其中，可溶性硫酸鹽包括硫酸鋅、硫酸鎘、硫酸銦，硫酸鉛不溶于水或硫酸溶液(因配料中硫酸用量有過剩，浸出時，溶液處于酸性狀態(tài))中，通過后續(xù)過濾分離。用于浸出的水也可使用回用廢水。
[0011]進一步，步驟(3)中，所述浸出過程中游離硫酸的濃度為10?60g/L。實際操作中，可通過配料混合以及浸出時調(diào)整加入的水量對游離硫酸的濃度進行控制，控制游離硫酸的濃度是為了確?；鸱掍\煙塵陳化物料中的可溶性的硫酸鹽徹底浸出來，以提高可溶性硫酸鹽的浸出率。
[0012]進一步，步驟(4)中，所述過濾為板框過濾、離心過濾或真空過濾，優(yōu)選板框過濾。過濾是將不溶于水和硫酸溶液的硫酸鉛、二氧化硅等雜質(zhì)與可溶性的硫酸鹽溶液分離，因此，濾渣為富鉛渣，可直接作為提煉鉛的原料，濾液可用于回收其中的鋅、鎘、銦等。
[0013]步驟(5)中，所述回收濾液中的有價金屬具體為:采用鋅粉從濾液中置換得到海綿鎘，再進行熔鑄精煉得到金屬鎘；通過富集、置換將濾液中的銦回收，得到粗銦；通過凈化除鎘、銦溶液、蒸發(fā)將濾液中鋅轉(zhuǎn)化為一水硫酸鋅回收。
[0014]本發(fā)明主要有如下優(yōu)點:
(O處理能力強:在混合、浸出過程中，水的加入量約相當(dāng)于火法煉鋅煙塵質(zhì)量的2.2?5.5倍，相較于現(xiàn)有浸出方法中7?10:1的液固比，S卩I噸煙塵加入7?1t硫酸溶液，本方法在相同工藝負(fù)荷的條件下，可以處理更多的火法煉鋅煙塵，說明本發(fā)明工藝處理能力強；
(2)浸出率高:火法煉鋅煙塵在陳化過程中，反應(yīng)放熱超過100°C，有時甚至能達到200°C，在這樣的溫度下，硫酸與火法煉鋅煙塵中的有價金屬氧化物反應(yīng)充分；另外，采用濃硫酸與少量的水混合進行陳化，由于在反應(yīng)過程中沒有大量的水參與，提高了混合物料中硫酸的濃度，高濃度的硫酸與煙塵中的各種氧化物反應(yīng)效果更好，因而，在浸出過程中，分離徹底，鉛渣富集率高，達到了 98%以上，浸出率高，鋅的浸出率多96%，鎘的浸出率彡99.9%，銦的浸出率彡99.9% ；
(3)節(jié)能:本發(fā)明工藝通過將火法煉鋅煙塵與硫酸、水混合，利用自身反應(yīng)過程中釋放的熱量就可保證反應(yīng)的正常進行，不需要額外的熱源；
(4)環(huán)保:目前采用硫酸溶液浸出技術(shù)，其浸出過程中，時間長，且一直保持80?100°C的溫度，產(chǎn)生大量的水蒸氣，與此同時，夾帶大量的硫酸霧進入環(huán)境；而本發(fā)明工藝在堆放陳化過程中，內(nèi)部溫度高，物料表面溫度不高，因而冒出的硫酸水汽很少，可通過加裝水沫吸收裝置進行吸收，操作現(xiàn)場和周圍環(huán)境友好，另外，浸出是在室溫下進行的，該過程沒有水汽和酸霧產(chǎn)生，因此，本發(fā)明工藝相對于現(xiàn)有技術(shù)更加環(huán)保。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0016]本發(fā)明實施例所使用的電塵、鎘塵和焦結(jié)煙塵來源于火法煉鋅過程中；濃硫酸的質(zhì)量百分濃度為93?98% ;其它所使用的化學(xué)試劑，如無特殊說明，均通過常規(guī)商業(yè)途徑獲得。
[0017]說明:實例步驟(5)中回收的一水硫酸鋅的質(zhì)量不包含置換除鎘所用鋅粉所得一水硫酸鋅的質(zhì)量。
[0018]實施例1
(1)混合:將10.9kg