專利名稱：從含鉛鋅物料中回收制備超細(xì)鉛粉鋅粉及純鉛錠鋅錠的方法
從含鉛鋅物料中回收制備超細(xì)鉛粉鋅粉及純鉛錠鋅錠的方
法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無機(jī)化工及廢料回收處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種以含鉛鋅物料中回收生產(chǎn)超細(xì)鉛粉鋅粉及純鉛錠鋅錠的方法。
背景技術(shù)：
對冶煉廠產(chǎn)生的煙塵和/或爐渣的治理是冶金企業(yè)所面臨的重要問題，因?yàn)閷⑵鋸U棄排放的話不僅浪費(fèi)資源，也會(huì)引起環(huán)境污染。目前，許多工廠、科研單位及行業(yè)有關(guān)人員正在著力研究解決這個(gè)問題，以期高效利用冶煉廠所產(chǎn)生的含鋅鉛粉塵或爐渣等廢棄物料，并提高其綜合附加值，減少環(huán)境污染、節(jié)約資源。目前，國內(nèi)外冶煉企業(yè)或廢物料回收加工處理企業(yè)以冶煉廠煙塵、爐渣等廢棄物為原料回收金屬鉛、鋅的主要方法是采用“火法處理工藝”。而近十年來，鋅冶煉行業(yè)通常采用的是濕法煉鋅工藝進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，鋅精礦萬噸規(guī)模的加壓浸出冶煉廠已經(jīng)建設(shè)完工。在國內(nèi)10萬t/a規(guī)模的鋅精礦直接常壓攪拌浸出工藝2009年已經(jīng)投入生產(chǎn)。然而，不論是“火法處理”，還是“濕法冶煉”，都不能直接生產(chǎn)超細(xì)粉末。中國專利文獻(xiàn)CN15M652A公開了一種真空電弧法制備超細(xì)鉛粉的方法，但是其能耗高，不利于產(chǎn)業(yè)化。中國專利文獻(xiàn)CN1817518A公開了一種用鋅粉塵或鋅浮渣生產(chǎn)金屬鋅粉的方法，用強(qiáng)堿溶液浸取含鋅粉料，過濾后用硫化鈉等將鉛沉淀，再電解沉積得到鋅粉，其操作步驟多，含鋅粉料中的鉛分離出來只能作為煉鉛的原料，不能直接作為產(chǎn)品。而中國專利文獻(xiàn)CN15M652A的也公開了一種真空電弧法制備超細(xì)鉛粉的方法，但是其能耗高，不利于產(chǎn)業(yè)化。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有生產(chǎn)方法和工藝流程的不足，提供一種以冶煉廠含鉛鋅廢料中回收生產(chǎn)超細(xì)鉛粉鋅粉及純鉛錠鋅錠的方法。該方法工藝流程簡單，操作方便，處理含鋅鉛物料無污染，可一次性直接得到超細(xì)鉛粉或純鉛錠和超細(xì)鋅粉或純鋅錠。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出以下的技術(shù)方案一種冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備超細(xì)鉛粉鋅粉的方法，包括如下步驟Sl將含鉛鋅物料經(jīng)粉碎，用堿溶液進(jìn)行浸取，得到上層清液和底流固體；S2取上層清液采用電解法或鋅粉還原法制備濕鉛粉，同時(shí)得到無鉛鋅液；S3電解無鉛鋅液，在陰極上沉積獲得濕鋅粉，并得到堿液；S4將前述制得的濕鉛粉和濕鋅粉水洗，再用還原性易揮發(fā)液體洗滌，脫水干燥，制得超細(xì)鉛粉和超細(xì)鋅粉。上述冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備超細(xì)鉛粉鋅粉的方法中，在步驟S2中，當(dāng)前處理得到的上層清液中鋅鉛的質(zhì)量比小于8 1時(shí)，采用鋅粉置換還原法制備濕鉛粉，同時(shí)得到無鉛鋅液。
上述冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備超細(xì)鉛粉鋅粉的方法中，所述鋅粉置換還原法制備濕鉛粉的工藝條件為置換攪拌強(qiáng)度1 3000轉(zhuǎn)/分；置換時(shí)間1 10000分鐘；置換溫度-20 120°C;置換級數(shù)1 100級；鋅粉用量鉛當(dāng)量的0. 1 500倍；鋅粉粒徑 0. 1微米 10毫米。上述冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備超細(xì)鉛粉鋅粉的方法中，在步驟S2中，當(dāng)前處理得到的上層清液中鋅鉛的質(zhì)量比大于10 1時(shí)，采用電解的方法制備濕鉛粉，同時(shí)得到無鉛鋅液。上述冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備超細(xì)鉛粉鋅粉的方法中，在步驟S2中，當(dāng)前處理得到的上層清液中鋅鉛的質(zhì)量比在[8 10] 1時(shí)，采用電解的方法或鋅粉置換還原法制備濕鉛粉，同時(shí)得到無鉛鋅液。上述冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備超細(xì)鉛粉鋅粉的方法中，步驟S4中，先將制得的濕鉛粉、濕鋅粉分別以1 100倍的水洗，再用1 100倍的無水乙醇、烷、醛、酮、苯或四氯化碳還原性易揮發(fā)性溶劑洗滌，脫水干燥后獲得超細(xì)鉛粉和超細(xì)鋅粉。上述冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備超細(xì)鉛粉鋅粉的方法中，還包括將步驟Sl中的底流固體回收用作揮發(fā)窯原料，和/或?qū)⒉襟ES3中得到的堿液以及步驟S4中的洗出液回收循環(huán)用作浸取液。本發(fā)明還提供了一種冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備純鉛錠鋅錠的方法，包括如下步驟Sl將含鉛鋅物料經(jīng)粉碎，用堿溶液進(jìn)行浸出，得到上層清液和底流固體；S2取上層清液采用電解法或鋅粉還原法制備濕鉛粉，同時(shí)得到無鉛鋅液；S3電解無鉛鋅液，在陰極上沉積獲得濕鋅粉，并得到堿液；S4將濕鉛粉采用強(qiáng)堿覆蓋熔煉制得純鉛錠，堿渣循環(huán)浸出；將濕鋅粉采用煤粉或活性炭覆蓋熔煉制得純鋅錠。上述冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備純鉛錠鋅錠的方法中，在步驟S4中，將濕鉛粉壓餅，按鉛餅與氫氧鈉固體質(zhì)量比W. 1 100] 1的比例，用氫氧鈉固體熔融覆蓋鉛餅表面，熔煉制得純鉛錠。上述冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備純鉛錠鋅錠的方法中，在步驟S4中，將濕鋅粉壓餅，按鋅餅與煤粉或活性碳質(zhì)量比
1的比例，用煤粉或活性碳覆蓋鋅餅表面，熔煉制得純鋅錠。從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供的從冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備超細(xì)鉛粉鋅粉的方法，其工藝流程簡單，操作方便，處理含鋅鉛物料無污染，可一次性直接得到超細(xì)鉛粉和超細(xì)鋅粉，同時(shí)更可以制得純鉛錠和純鋅錠，這是目前其他對冶煉廠含鉛鋅廢料的處理中所不能達(dá)成的。本發(fā)明所提供的生產(chǎn)方法的經(jīng)濟(jì)效益較好，適合于規(guī)?；I(yè)化生產(chǎn)。

圖1所示是本發(fā)明所提供的冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備超細(xì)鉛粉鋅粉的工藝流程圖；圖2所示是本發(fā)明所提供的冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備純鉛錠鋅錠的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
以下用實(shí)施例來說明本發(fā)明，但實(shí)施例不構(gòu)成本發(fā)明的任何限制。實(shí)施例1某煉鐵廠的高爐煙塵100公斤。其主要元素含量為鋅16. 19%，鉛1. 13%，錳 1. 21%。將物料粉碎，加入480克/升氫氧化鈉水溶液800升，攪拌30分后加6克聚丙烯酰胺絮凝劑，沉降后分離得到上清液800升。將上清液過濾，濾渣作為冶煉原料回收金屬。 得到的濾液置入電解槽，在電壓2. 2V-3V，電流密度為20A/m2-30A/m2條件下，經(jīng)過四級電解槽的電解，電解液在各電解槽中自行流動(dòng)，流量為lL/s，電解后液體循環(huán)使用。電解過程中，每隔20分鐘對電解槽刷一次板，刷下的鉛粉隨電解液一起流動(dòng)到集粉槽中得到超細(xì)濕鉛粉2. 63公斤。提高電壓至3. 2伏控制電流密度500安培/平方米，電解2小時(shí)后刮下 17. 40公斤超細(xì)濕鋅粉。所得濕鉛粉、濕鋅粉分別經(jīng)水洗，再用還原性揮發(fā)性溶劑如無水乙醇洗滌。干燥后得到0.93公斤超細(xì)鉛粉，15. 11公斤超細(xì)鋅粉，該超細(xì)粉末全部通過325目篩。所得到的超細(xì)鉛粉，其中鉛純度> 99. 8%，應(yīng)用于蓄電池行業(yè)，可極大地增加蓄電池的蓄電量或減小蓄電池體積，減少鉛粉的使用量。所得超細(xì)鋅粉其中鋅總含量為99. 35%，金屬鋅含量為 97. 83%符合市場對鋅粉要求。電解后的堿液用來深度浸取分離出上清液后的底流物，浸取后的混合物分離出上清液作為浸取原料循環(huán)使用，其底流物壓濾，濾液作為浸取原料，濾渣作為冶煉原料回收金
jM ο實(shí)施例2某鉛鋅礦渣100公斤。其主要元素含量為鋅30%，鉛12%。將物料粉碎，加入 500克/升氫氧化鈉水溶液2000升，攪拌130分鐘后加6克聚丙烯酰胺絮凝劑，沉降后分離。取上清液2000升，鋅13.08g/L，鉛4.41g/L。加鋅粉3. 3公斤置換還原得海綿鉛，將海綿鉛壓餅得鉛餅11公斤。用11公斤氫氧鈉固體熔融覆蓋鉛餅表面，熔煉得純鉛錠8. 825 公斤，高溫水蒸氣0. 55公斤，堿渣12. 625公斤循環(huán)浸出。置換后的無鉛鋅液2000升(鋅14. 65g/L)，電壓為3. 2伏控制電流密度500安培 /平方米，電解2小時(shí)后刮下30公斤超細(xì)濕鋅粉。電解后溶液(鋅含量小于5g/L)，循環(huán)浸出。取所得濕鋅粉15公斤經(jīng)水洗，再用還原性揮發(fā)性溶劑如苯洗滌，干燥后得到9. 9公斤超細(xì)鋅粉，該超細(xì)粉末全部通過325目篩。所得到的超細(xì)鉛粉，所得超細(xì)鋅粉其中鋅總含量為98. 67%，金屬鋅含量為93. 33%，符合市場對鋅粉要求。將15公斤超細(xì)濕鋅粉壓餅，用煤粉覆蓋表面熔煉得純鋅錠8. 8公斤，得熔煉渣3. 3 公斤作揮發(fā)窯原料。實(shí)施例3某鉛鋅氧化礦50公斤。其主要元素含量為鋅60%，鉛對％。將物料粉碎，加入 500克/升氫氧化鈉水溶液2000升，攪拌130分鐘后加6克聚丙烯酰胺絮凝劑，沉降后分離。取上清液2000升，鋅13.08g/L，鉛4.41g/L。加鋅粉3. 3公斤置換還原得海綿鉛，將海綿鉛壓餅得鉛餅11公斤。用11公斤氫氧鈉固體熔融覆蓋鉛餅表面，熔煉得純鉛錠8. 825公斤，高溫水蒸氣0. 55公斤，堿渣12. 625公斤循環(huán)浸出。 置換后的無鉛鋅液2000升(鋅14. 65g/L)，電壓為3. 2伏控制電流密度500安培 /平方米，電解2小時(shí)后刮下30公斤超細(xì)濕鋅粉。電解后溶液(鋅含量小于5g/L)，循環(huán)浸出。取所得濕鋅粉15公斤經(jīng)水洗，再用還原性揮發(fā)性溶劑如庚烷洗滌，干燥后得到9. 9公斤超細(xì)鋅粉，該超細(xì)粉末全部通過325目篩。所得到的超細(xì)鉛粉，所得超細(xì)鋅粉其中鋅總含量為98. 67%，金屬鋅含量為93. 33%，符合市場對鋅粉要求。 將15公斤超細(xì)濕鋅粉壓餅，用煤粉覆蓋表面熔煉得純鋅錠8. 8公斤，得熔煉渣3. 3 公斤作揮發(fā)窯原料。實(shí)施例4某鉛鋅氧化物廢料100公斤。其主要元素含量為鋅32. 41%，鉛2. 41%，錳 1. 21%。將物料粉碎，加入480克/升氫氧化鈉水溶液1600升，攪拌30分后加6克聚丙烯酰胺絮凝劑，沉降后分離得到上清液1600升。將上清液過濾，濾渣作為冶煉原料回收金屬。 得到的濾液置入電解槽，在電壓2. 2V-3V，電流密度為20A/m2—30A/m2條件下，經(jīng)過四級電解槽的電解，電解液在各電解槽中自行流動(dòng)，流量為lL/s，電解后液體循環(huán)使用。電解過程中，每隔20分鐘對電解槽刷一次板，刷下的鉛粉隨電解液一起流動(dòng)到集粉槽中得到超細(xì)濕鉛粉5. 25公斤。提高電壓至3. 2伏控制電流密度500安培/平方米，電解2小時(shí)后刮下 34. 89公斤超細(xì)濕鋅粉。所得濕鉛粉、濕鋅粉分別經(jīng)水洗，再用還原性揮發(fā)性溶劑如丙酮洗滌。干燥后得到 1.85公斤超細(xì)鉛粉，30. 23公斤超細(xì)鋅粉，該超細(xì)粉末全部通過325目篩。所得到的超細(xì)鉛粉，其中鉛純度> 99. 8%，應(yīng)用于蓄電池行業(yè)，可極大地增加蓄電池的蓄電量或減小蓄電池體積，減少鉛粉的使用量。所得超細(xì)鋅粉其中鋅總含量為99. 35%，金屬鋅含量為97. 83% 符合市場對鋅粉要求。電解后的堿液用來深度浸取分離出上清液后的底流物，浸取后的混合物分離出上清液作為浸取原料循環(huán)使用，其底流物壓濾，濾液作為浸取原料，濾渣作為冶煉原料回收金
jM ο以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.含鉛鋅物料中回收制備超細(xì)鉛粉鋅粉的方法，包括如下步驟Sl將含鉛鋅物料經(jīng)粉碎，用堿溶液進(jìn)行浸取，得到上層清液和底流固體；S2取上層清液采用電解法或鋅粉還原法制備濕鉛粉，同時(shí)得到無鉛鋅液；S3電解無鉛鋅液，在陰極上沉積獲得濕鋅粉，并得到堿液；S4將前述制得的濕鉛粉和濕鋅粉水洗，再用還原性易揮發(fā)液體洗滌，脫水干燥，制得超細(xì)鉛粉和超細(xì)鋅粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備超細(xì)鉛粉鋅粉的方法，其特征在于，在步驟S2中，當(dāng)前處理得到的上層清液中鋅鉛的質(zhì)量比小于8 1時(shí)，采用鋅粉置換還原法制備濕鉛粉，同時(shí)得到無鉛鋅液。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備超細(xì)鉛粉鋅粉的方法，其特征在于，所述鋅粉置換還原法制備濕鉛粉的工藝條件為置換攪拌強(qiáng)度1 3000轉(zhuǎn)/分；置換時(shí)間1 10000分鐘；置換溫度-20 120°C ；置換級數(shù)1 100級；鋅粉用量鉛當(dāng)量的0. 1 500倍；鋅粉粒徑0. 1微米 10毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備超細(xì)鉛粉鋅粉的方法，其特征在于，在步驟S2中，當(dāng)前處理得到的上層清液中鋅鉛的質(zhì)量比大于10 1時(shí)，采用電解的方法制備濕鉛粉，同時(shí)得到無鉛鋅液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備超細(xì)鉛粉鋅粉的方法，其特征在于，在步驟S2中，當(dāng)前處理得到的上層清液中鋅鉛的質(zhì)量比在[8 10] 1時(shí)，采用電解的方法或鋅粉置換還原法制備濕鉛粉，同時(shí)得到無鉛鋅液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備超細(xì)鉛粉鋅粉的方法，其特征在于，步驟S4中，先將制得的濕鉛粉、濕鋅粉分別以1 100倍的水洗，再用1 100倍的無水乙醇、烷、醛、酮、苯或四氯化炭還原性易揮發(fā)性溶劑洗滌，脫水干燥后獲得超細(xì)鉛粉和超細(xì)鋅粉。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備超細(xì)鉛粉鋅粉的方法，其特征在于，還包括將步驟Sl中的底流固體回收用作揮發(fā)窯原料，和/或?qū)⒉襟ES3中得到的堿液以及步驟S4中的洗出液回收循環(huán)用作浸取液。
8.冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備純鉛錠鋅錠的方法，包括如下步驟Sl將含鉛鋅物料經(jīng)粉碎，用堿溶液進(jìn)行浸出，得到上層清液和底流固體；S2取上層清液采用電解法或鋅粉還原法制備濕鉛粉，同時(shí)得到無鉛鋅液；S3電解無鉛鋅液，在陰極上沉積獲得濕鋅粉，并得到堿液；S4將濕鉛粉采用強(qiáng)堿覆蓋熔煉制得純鉛錠，堿渣循環(huán)浸出；將濕鋅粉采用煤粉或活性炭覆蓋熔煉制得純鋅錠。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備純鉛錠鋅錠的方法，其特征在于在步驟S4中，將濕鉛粉壓餅，按鉛餅與氫氧鈉固體質(zhì)量比
1的比例，用氫氧鈉固體熔融覆蓋鉛餅表面，熔煉制得純鉛錠。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備純鉛錠鋅錠的方法，其特征在于在步驟S4中，將濕鋅粉壓餅，按鋅餅與煤粉或活性碳質(zhì)量比
1的比例，用煤粉或活性碳覆蓋鋅餅表面，熔煉制得純鋅錠。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種以含鉛鋅物料中回收制備超細(xì)鉛粉鋅粉或純鉛錠鋅錠的方法，是將含鉛鋅物料經(jīng)粉碎，用堿溶液進(jìn)行浸出，視上層清液中鉛鋅含量比，采用電解的方法或鋅粉還原法制備濕鉛粉，同時(shí)得到無鉛鋅液；電解無鉛鋅液，在陰極上沉積獲得濕鋅粉；濕鉛粉、濕鋅粉經(jīng)水洗，再用還原性易揮發(fā)性液體脫水干燥，制得干燥的不同粒徑級別的超細(xì)鉛粉和超細(xì)鋅粉，液體回收循環(huán)使用；或者將濕鉛粉強(qiáng)堿覆蓋熔煉得純鉛錠，將濕鋅粉用還原劑覆蓋熔煉得純鋅錠。本發(fā)明工藝流程簡單，操作方便，處理含鉛鋅物料，可一次性直接得到超細(xì)鉛粉或純鉛錠和超細(xì)鋅粉或純鋅錠。該工藝全過程沒有污染，經(jīng)濟(jì)效益比較好，適合規(guī)?；I(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號B22F9/24GK102234821SQ201010159288
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月26日
發(fā)明者于軍, 于揚(yáng), 李貴龍, 趙劍波 申請人:于軍