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(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無機(jī)化工立德粉制造廢鉛渣的綜合利用技術(shù)領(lǐng)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(shù)：
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(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)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(jìn)行了大量的研究，1973年01期的《精細(xì)化工中間體》中對用立德粉 廢渣生產(chǎn)多種產(chǎn)品進(jìn)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(guān)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(dá)到上述的目的，本發(fā)明的技術(shù)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(jìn)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?xì)怏w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(jìn)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(jī)粉碎成80 120目的粗粉， 然后轉(zhuǎn)移到第一耐腐蝕反應(yīng)器里，以純質(zhì)量比1 0.91與鹽酸進(jìn)行反應(yīng)；步驟C、將步驟B所得反應(yīng)產(chǎn)物用第一過濾器進(jìn)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(zhuǎn)移到另一工序進(jìn)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(yīng)器，與硝酸以純質(zhì)量比 1 0.08 0.48進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；反應(yīng)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(yīng)產(chǎn)物用第二過濾器進(jìn)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(jìn)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(yīng)器中循環(huán)使用。本發(fā)明主要是運用了電弧爐的技術(shù)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(jì)效益；尤其工藝及生產(chǎn)設(shè)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(yīng)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(jī)，4-第一耐腐蝕反應(yīng)器，5-第一過濾器，6_第二耐腐 蝕反應(yīng)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(jìn)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?xì)怏w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(jìn)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(jī)3粉碎成80目的粗粉，然后轉(zhuǎn)移到第一耐腐蝕反應(yīng)器4里，以純質(zhì)量比 1 0.91與鹽酸進(jìn)行反應(yīng)；步驟C、將步驟B所得反應(yīng)產(chǎn)物用第一過濾器5進(jìn)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(zhuǎn)移到另一工序進(jìn)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(yīng)器6，與 硝酸以純質(zhì)量比1 0.08進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；反應(yīng)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(yīng)產(chǎn)物用第二過濾器7進(jìn)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(jìn)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(yīng)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(jìn)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?xì)怏w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(jìn)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(jī)3粉碎成100目的粗粉，然后轉(zhuǎn)移到第一耐腐蝕反應(yīng)器4里，以純質(zhì)量比 1 0.91與鹽酸進(jìn)行反應(yīng)；步驟C、將步驟B所得反應(yīng)產(chǎn)物用第一過濾器5進(jìn)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(zhuǎn)移到另一工序進(jìn)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(yīng)器6，與 硝酸以純質(zhì)量比1 0.28進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；反應(yīng)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(yīng)產(chǎn)物用第二過濾器7進(jìn)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(jìn)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(yīng)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(jìn)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?xì)怏w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(jìn)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(jī)3粉碎成120目的粗粉，然后轉(zhuǎn)移到第一耐腐蝕反應(yīng)器4里，以純質(zhì)量比 1 0.91與鹽酸進(jìn)行反應(yīng)；步驟C、將步驟B所得反應(yīng)產(chǎn)物用第一過濾器5進(jìn)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(zhuǎn)移到另一工序進(jìn)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(yīng)器6，與 硝酸以純質(zhì)量比1 0.48進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；反應(yīng)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(yīng)產(chǎn)物用第二過濾器7進(jìn)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(jìn)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(yīng)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(quán)利要求所述的特征及原理所做的等效變化或修飾，均應(yīng)包括在本發(fā)明權(quán)利要求范圍 之內(nèi)。
權(quán)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(jìn)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?xì)怏w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(jī)(3)粉碎成80～120目的粗粉，然后轉(zhuǎn)移到第一耐腐蝕反應(yīng)器(4)里，以純質(zhì)量比1∶0.91與鹽酸進(jìn)行反應(yīng)；步驟C、將步驟B所得反應(yīng)產(chǎn)物用第一過濾器(5)進(jìn)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(yīng)器(6)，與硝酸以純質(zhì)量比1∶0.08～0.48進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；反應(yīng)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(yīng)產(chǎn)物用第二過濾器(7)進(jìn)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(jìn)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(quán)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(quán)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(yīng)器中循環(huán)使 用。
全文摘要
本發(fā)明屬于無機(jī)化工立德粉制造廢鉛渣的綜合利用技術(shù)領(lǐng)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(shù)方案為運用了電弧爐的技術(shù)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(jì)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(quán)日2010年10月25日
發(fā)明者王嘉興 申請人:王嘉興