鋅灰物料堿洗萃取聯(lián)合工藝脫除氟氯的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋅灰物料堿洗萃取聯(lián)合工藝脫除氟氯的方法，步驟是：高氟氯含量鋅灰制漿，加堿加溫堿洗，過濾后得堿洗濾渣和濾液，濾液中如氯離子濃度小于40g/L返回堿洗，大于40g/L則開路回收氯鹽；漂洗堿洗濾渣得漂洗水和漂洗后鋅灰，對漂洗后鋅灰用硫酸浸出得硫酸鋅溶液和浸出渣，浸出渣供濕法冶煉用；萃取硫酸鋅溶液脫除氟氯離子，萃余液送電積回收鋅，萃取后的負(fù)載有機(jī)相采用清水或低酸溶液水洗除雜，得到脫雜有機(jī)相和水洗后液；反萃脫雜有機(jī)相脫除氟氯，得到的循環(huán)有機(jī)相返回萃取脫氟氯，反萃后液返回用于制漿堿洗。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對超過現(xiàn)有脫氟氯工藝處理極限數(shù)倍的高氟氯鋅灰的高效、低成本脫雜除害，為電鋅生產(chǎn)提供了新的合格原料來源，無廢液廢渣排放，環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著。
【專利說明】鋅灰物料堿洗萃取聯(lián)合工藝脫除氟氯的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于濕法冶煉【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為鋅灰物料堿洗萃取聯(lián)合工藝脫除氟氯的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著鋅礦資源的不斷枯竭，采用高氟氯含量的鋅灰來進(jìn)行濕法生產(chǎn)電解鋅越來越受到重視。然而通常情況下，鋅灰中均含有大量以化合物形態(tài)存在的氟和氯，一般含氟
0.5%~2%、含氯1%~20%不等。如果不將這些雜質(zhì)成分除去，將嚴(yán)重影響后續(xù)的電解作業(yè)。而如何有效脫除這類有害雜質(zhì)一直是人們沒有解決好的課題。
[0003]目前，鋅冶煉行業(yè)中鋅灰脫氟氯常見的方法有火法和濕法兩種，火法工藝主要有多膛爐法和回轉(zhuǎn)窯法，濕法工藝主要有堿洗法。
[0004]多膛爐法和回轉(zhuǎn)窯法原理為采用高溫焙燒的方式，使鋅灰中的氟氯化合物揮發(fā)到收塵灰中得以脫除。該法存在能耗高、煙氣多、污染大等問題，同時(shí)還多了收塵灰需要額外處理，且多膛爐法需要燃燒煤氣，設(shè)備要求很高。
[0005]堿洗法是目前鋅冶煉行業(yè)內(nèi)使用較為普遍的方法，采用氫氧化鈉、碳酸鈉其中一種或兩種作為堿性藥劑對鋅灰進(jìn)行濕法漿化洗滌。該法具有操作簡單、投資小、見效快等優(yōu)點(diǎn)，但也存在堿洗水氯離子濃度低(小于10g/L)、用水量大、洗滌效果不徹底、后續(xù)水處理成本高等缺點(diǎn)。當(dāng)鋅灰中氟氯總含量高于5%時(shí)，使用這種方法就根本無法確保鋅灰中氟氯的脫除效果了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的就是針對上述問題，提出一種鋅灰物料堿洗萃取聯(lián)合工藝脫除氟氯的方法，該法能使高氟氯含量的鋅灰中的氟氯得到有效脫除，使該類物料通過濕法鋅冶煉流程得以回收利用，并降低堿洗過程中水的消耗，同時(shí)該法還應(yīng)具有堿洗水含氯離子濃度高、流程穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，以此彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
一種鋅灰物料堿洗萃取聯(lián)合工藝脫除氟氯的方法，其特征在于包含以下步驟:
(1)首先將高氟氯含量的鋅灰進(jìn)行制漿，在漿液中加入堿進(jìn)行加溫堿洗，使其中的氯化物、氟化物溶出或轉(zhuǎn)化溶出進(jìn)入堿洗水，經(jīng)過濾后得堿洗濾渣和濾液，濾液中如氯離子濃度小于40g/L時(shí)，返回制漿堿洗，如氯離子濃度大于40g/L則開路進(jìn)行蒸發(fā)回收氯鹽；
(2)對堿洗濾渣進(jìn)行漂洗并過濾得漂洗水和漂洗后鋅灰，對漂洗后鋅灰進(jìn)行濕法硫酸浸出，得硫酸鋅溶液和浸出渣，浸出渣作為后續(xù)濕法冶煉原料使用；
(3)對步驟(2)步中的硫酸鋅溶液用萃取劑進(jìn)行萃取脫除氟氯離子，萃余液送電積回收鋅，萃取后的負(fù)載有機(jī)相采用清水或低酸溶液進(jìn)行水洗除雜，得到脫雜有機(jī)相和水洗后液；
(4)對步驟(3)中的脫雜有機(jī)相進(jìn)行反萃取，使有機(jī)相中的氟氯反萃進(jìn)入反萃后液，讓有機(jī)相得以再生循環(huán)使用，得到的循環(huán)有機(jī)相返回萃取脫氟氯，反萃后液返回用于制漿堿洗使用。
[0008]步驟(2)中對堿洗濾渣的漂洗采用步驟(3)中水洗后液進(jìn)行，以便節(jié)省水資源。
[0009]步驟(2)中得到的漂洗水經(jīng)凈化除雜后與步驟(3)中的脫雜有機(jī)相混合一起進(jìn)行反萃。
[0010]步驟(1)中所述高氟氯含量的鋅灰為各種含有氟化物、氯化物的含鋅物料，其大致成分為:含鋅品位20%-65%不等、含氟0.1%-5%不等、含氯0.5%-30%，同時(shí)含一定量的其他多種有色金屬。
[0011]步驟(1)中所述制漿堿洗用的堿是碳酸鈉、碳酸鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸銨、氨水等中的一種或數(shù)種，堿的加入方式可以為固體直接加入或制成堿液加入。堿的作用為調(diào)節(jié)鋅灰漿液的PH值和使鋅灰中的不溶氟化物、氯化物轉(zhuǎn)化為可溶解的氟化物和氯化物，喊洗過程控制pH8_12、喊洗溫度60 °C—90 °C。[0012]步驟(2)中漂洗過程為單級或多級逆流漂洗，目的是讓堿洗濾渣的氟氯含量在恒定使用水洗后液的情況下確保達(dá)到最大的漂洗效果。漂洗過程中，水洗后液的PH由酸性變成弱堿性，其中溶解的大部分鋅、高價(jià)鐵、鋁、硫酸根等離子就水解沉淀進(jìn)入漂洗渣。
[0013]步驟(2)中漂洗水凈化除雜，其內(nèi)容包括氧化中和除雜、過濾脫除懸浮固體等，氧化劑可采用高錳酸鉀、雙氧水、臭氧、氯酸鹽等各種具有氧化作用的物質(zhì)，中和劑為無機(jī)酸或無機(jī)堿。其目的是脫除漂洗水中影響反萃取分相的有害雜質(zhì)，確保反萃取過程的順暢進(jìn)行。漂洗水經(jīng)凈化除雜后，得到濾液用于反萃取使用，其中的雜質(zhì)被富集到濾渣中送火法進(jìn)行處理。
[0014]步驟(3)中所述萃取劑主要含有三烷基叔胺、長鏈醇、磷酸三丁脂和溶劑油，其含量(重量百分比)大致為:三烷基叔胺3% — 30%、長鏈醇1% —10%、磷酸三丁酯0% — 50%、余量為溶劑油，萃取劑經(jīng)萃取作業(yè)后成為負(fù)載有機(jī)相，又經(jīng)過水洗除雜和反萃取后成為循環(huán)有機(jī)相返回萃取作業(yè)循環(huán)使用。
[0015]所述水洗除雜，其目的為洗除負(fù)載有機(jī)相萃入的少量鋅、鐵、鋁等有害陽離子和硫酸根，經(jīng)水洗除雜后，負(fù)載有機(jī)相中的鋅、鐵、鋁以及硫酸根等雜質(zhì)被洗滌進(jìn)入水洗后液得以除去。
[0016]本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)是:
高氟氯鋅灰物料采用制漿堿洗和單級或多級逆流漂洗，可在脫除其中絕大部分氟氯的同時(shí)，確保堿洗水含氯離子濃度得到大幅增加，有效減少堿洗水體積、降低回收氯鹽的成本。漂洗后鋅灰中殘存的少量氟氯則通過萃取脫氟氯技術(shù)在浸出液或凈化除雜后液中加以脫除，如此保證了濕法鋅系統(tǒng)中溶液氟氯離子處于極低水平(氟離子濃度小于150mg/L、氯離子濃度小于500mg/L)，滿足濕法電積鋅的要求。通過將萃取工序的水洗后液返回漂洗使用、漂洗水返回反萃取使用、反萃后液再返回制漿堿洗使用的方式，最大限度的利用了各個(gè)工序的廢水，同時(shí)通過對漂洗水進(jìn)行氧化中和除雜，有效脫除了其中的鐵、鋁等雜質(zhì)，保證了反萃取過程中雜質(zhì)的有效控制和良好的分相，使得反萃取過程得以順暢進(jìn)行。
[0017]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了超過現(xiàn)有堿洗脫氟氯工藝處理極限(含氯5%)數(shù)倍的高氟氯鋅灰物料的高效、低成本地脫雜除害，為電鋅生產(chǎn)提供了新的合格原料來源。
[0018]本發(fā)明基本上無廢液廢渣排放，十分有利于環(huán)保，對廢棄物資源化利用程度高，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面以 申請人:公司的生產(chǎn)試驗(yàn)實(shí)踐為例進(jìn)一步說明本發(fā)明的積極效果。
[0021]實(shí)例1:某種鋅灰I主要成分如下:
【權(quán)利要求】
1.一種鋅灰物料堿洗萃取聯(lián)合工藝脫除氟氯的方法，其特征在于包含以下步驟: (1)首先將高氟氯含量的鋅灰進(jìn)行制漿，在漿液中加入堿進(jìn)行加溫堿洗，使其中的氯化物、氟化物溶出或轉(zhuǎn)化溶出進(jìn)入堿洗水，經(jīng)過濾后得堿洗濾渣和濾液，濾液中如氯離子濃度小于40g/L時(shí)，返回制漿堿洗，如氯離子濃度大于40g/L則開路進(jìn)行蒸發(fā)回收氯鹽； (2)對堿洗濾渣進(jìn)行漂洗并過濾得漂洗水和漂洗后鋅灰，對漂洗后鋅灰進(jìn)行濕法硫酸浸出，得硫酸鋅溶液和浸出渣，浸出渣作為后續(xù)濕法冶煉原料使用； (3)對步驟(2)步中的硫酸鋅溶液用萃取劑進(jìn)行萃取脫除氟氯離子，萃余液送電積回收鋅，萃取后的負(fù)載有機(jī)相采用清水或低酸溶液進(jìn)行水洗除雜，得到脫雜有機(jī)相和水洗后液； (4)對步驟(3)中的脫雜有機(jī)相進(jìn)行反萃取，使有機(jī)相中的氟氯反萃進(jìn)入反萃后液，讓有機(jī)相得以再生循環(huán)使用，得到的循環(huán)有機(jī)相返回萃取脫氟氯，反萃后液返回用于制漿堿洗使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋅灰物料堿洗萃取聯(lián)合工藝脫除氟氯的方法，其特征在于步驟(2)中對堿洗濾渣的漂洗采用步驟(3)中水洗后液進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋅灰物料堿洗萃取聯(lián)合工藝脫除氟氯的方法，其特征在于步驟(2)中得到的漂洗水經(jīng)凈化除雜后與步驟(3)中的脫雜有機(jī)相混合一起進(jìn)行反萃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋅灰物料堿洗萃取聯(lián)合工藝脫除氟氯的方法，其特征在于步驟(O中所述高氟氯含量的鋅灰為含有氟化物、氯化物的含鋅物料，其大致成分為:含鋅品位20%-65%、含氟 0.1%_5%、含氯 0.5%-30%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述`鋅灰物料堿洗萃取聯(lián)合工藝脫除氟氯的方法，其特征在于步驟(1)中所述制漿堿洗用的堿是碳酸鈉、碳酸鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸銨、氨水等中的一種或多種，堿的加入方式可以為固體直接加入或制成堿液加入，堿洗過程控制PH8-12、堿洗溫度 60°C—90°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋅灰物料堿洗萃取聯(lián)合工藝脫除氟氯的方法，其特征在于步驟(2)中漂洗過程為單級或多級逆流漂洗，漂洗過程中，水洗后液的pH由酸性變成弱堿性，其中溶解的大部分鋅、高價(jià)鐵、鋁、硫酸根離子水解沉淀進(jìn)入漂洗渣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋅灰物料堿洗萃取聯(lián)合工藝脫除氟氯的方法，其特征在于步驟(2)中漂洗水進(jìn)行凈化除雜，其內(nèi)容包括氧化中和除雜、過濾脫除懸浮固體，氧化劑采用高錳酸鉀、雙氧水、臭氧或氯酸鹽，中和劑為無機(jī)酸或無機(jī)堿，漂洗水經(jīng)凈化除雜后，得到濾液用于反萃取使用，其中的雜質(zhì)被富集到濾渣中送火法處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋅灰物料堿洗萃取聯(lián)合工藝脫除氟氯的方法，其特征在于步驟(3)中所述萃取劑主要含有三烷基叔胺、長鏈醇、磷酸三丁脂和溶劑油，其重量百分比為:三烷基叔胺3% — 30%、長鏈醇1% —10%、磷酸三丁酯0% — 50%、余量為溶劑油，萃取劑經(jīng)萃取作業(yè)后成為負(fù)載有機(jī)相，又經(jīng)過水洗除雜和反萃取后成為循環(huán)有機(jī)相返回萃取作業(yè)循環(huán)使用。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述鋅灰物料堿洗萃取聯(lián)合工藝脫除氟氯的方法，其特征在于所述水洗除雜，其目的為洗除負(fù)載有機(jī)相萃入的少量鋅、鐵、鋁等有害陽離子和硫酸根，經(jīng)水洗除雜后，負(fù)載有機(jī)相中的鋅、鐵、鋁以及硫酸根雜質(zhì)被洗滌進(jìn)入水洗后液除去。
【文檔編號】C22B3/26GK103866125SQ201410070952
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】童曉忠, 李春林, 王浩祥, 馬黎陽 申請人:紅河鋅聯(lián)科技發(fā)展有限公司