專利名稱：含鐵、錳、鋅、鉛等元素的煙塵的回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于處理非礦石的材料如廢料，以生產(chǎn)有色金屬或其它化合物。
鋼鐵企業(yè)及鐵合金廠所產(chǎn)生的煙塵中，除了鐵、錳之外，還有一些易揮發(fā)元素鋅、鉛等。這種煙塵是困擾企業(yè)的公害之一，但也有潛在的利用價(jià)值。長(zhǎng)期以來，已有不少利用這種煙塵的方法問世，大致可分為以下幾種①中溫焙燒揮發(fā)法將這種煙塵在回轉(zhuǎn)窯一類反應(yīng)器中升溫至1000℃左右還原焙燒，使鋅、鉛蒸發(fā)，在氣相中再氧化成氧化鋅、氧化鉛，冷凝成小顆粒，依靠復(fù)雜的回收系統(tǒng)來收取氧化鋅及氧化鉛的混合物。②重力水選篩分法利用煙塵中各元素化合物顆粒、重度、直徑的不同，在水中重選過篩，分離出主要含鐵的礦粉和主要含鋅、鉛的礦粉。③堿浸電解法將這種煙塵置于堿溶液中浸出，待堿溶液中鋅、鉛濃度較高時(shí)，再分別電解提取。這三種方法中，第一種方法因氧化鋅、氧化鉛顆粒小而回收不完全，耗能高，并且只能收取氧化鋅和氧化鉛的混合物，不能直接加以利用;第二種方法所得到的都是初級(jí)原料，還需在1000℃左右溫度下焙燒主要含鋅、鉛的礦粉，才能得到氧化鋅和氧化鉛的混合物;第三種方法雖然堿浸時(shí)煙塵中鋅、鉛可浸出90%以上，且能耗低，原材料消耗低，但后面電解前要使用化學(xué)法凈化浸出液，處理復(fù)雜，電解時(shí)耗電量大，成本高，并且因處理的煙塵中鋅、鉛濃度不高，而致直接產(chǎn)金屬鋅和金屬鉛不能形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)。
本發(fā)明的目的是，既充分利用煙塵中的各種資源，又降低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，以獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。即將煙塵中鐵、錳和鋅、鉛盡可能的分開，再采用更經(jīng)濟(jì)的方法生產(chǎn)可直接使用的工業(yè)純產(chǎn)品，同時(shí)降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的內(nèi)容是，利用堿浸電解法前部的合理部分，堿浸煙塵，將其中的鋅、鉛等浸出到堿溶液中，分離液體和固體后，采用化學(xué)法處理，直接提取氧化鋅和氧化鉛，浸出循環(huán)母液中Si和Al的去除，亦采用已有的加CaO沉淀法。處理方法如下向鋅、鉛酸鈉溶液中加入按化學(xué)計(jì)算所需要的硫化鈉固體或溶液，使溶液中發(fā)生下述反應(yīng)
也可使用后面工序中產(chǎn)生的H2S氣體代替Na2S進(jìn)行沉淀反應(yīng)
室溫下攪拌5～60分鐘后，靜止2小時(shí)以內(nèi)，然后過濾分離浸出液和硫化鋅、硫化鉛的混合物。浸出液調(diào)整后作為母液返回浸出過程，而硫化鋅、硫化鉛經(jīng)水洗后放入稀鹽酸溶液中，保持溶液的PH＜5，室溫下攪拌至PH不再變化，使硫化鋅與鹽酸反應(yīng)生成ZnCl2而溶解。再過濾分離硫化鉛與氯化鋅溶液，將氯化鋅溶液的PH反調(diào)至5～6，使其中的鋅生成氧化鋅沉淀，經(jīng)過濾得到固體氧化鋅。硫化鉛和氧化鋅烘干后即可作產(chǎn)品出售直接使用，氧化鋅和氧化鉛純度均＞95%，硫化鋅與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的H2S氣體可以收集用于部分代替Na2S加入，以沉淀鋅和鉛。
當(dāng)浸出液中硅和鉛濃度過高時(shí)，本發(fā)明可在上述處理前往浸出液中兌石灰乳或加入固體石灰，沉淀脫除堿溶液中的硅和鉛，以降低硫化沉淀處理得到的混合物中硅和鋁的含量。加到堿溶液中的CaO的質(zhì)量為堿溶液中SiO2和Al2O3量的1～3倍，3小時(shí)以內(nèi)脫除浸出液中的二氧化硅和三氧化二鋁，然后再進(jìn)行沉淀鋅和鉛的處理。所生成的水合硅(鋁)酸鈣可用來做輕質(zhì)耐火材料。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是方法及設(shè)備簡(jiǎn)單，直接收到純度較高的化工產(chǎn)品;原材料及能耗低，經(jīng)濟(jì)效益高;無(wú)污染，可消除公害，社會(huì)效益顯著。
本發(fā)明實(shí)施例1，向含有Pb、Zn的浸出液(Pb＝24.56g/l，Zn＝20.69g/l)中加入按化學(xué)計(jì)量生成硫化鉛和硫化鋅所需的硫化鈉固體或溶液或硫化氫氣體，室溫下攪拌5～60分鐘，靜置1～2小時(shí)，浸出液中Zn和Pb生成沉淀(沉淀為硫化鋅與硫化鉛的混合物)，黑褐色的浸出液亦逐漸變成淺黃色透明液體，分析得浸出液中的Zn＝1.56g/l，Pb＝0.89g/l，可知浸出液中的Zn和Pb沉淀為95%以上。
本發(fā)明實(shí)施例2，向未經(jīng)硫化沉淀處理的含Zn和Pb浸出液中(含Si＝2.48g/l，Al＝0.67g/l)加入石灰乳或加入固體石灰，其中CaO的質(zhì)量為浸出液中SiO2、Al2O3總質(zhì)量的2倍，在30℃下攪拌10分鐘，再靜置沉淀三小時(shí)以脫除浸出液中的二氧化硅和三氧化二鋁，沉淀經(jīng)X-光衍射，主相為水合硅酸鈣，浸出液中Si和Al的含量可降至0.05mg/ml以下，沉淀物中鉛和鋅含量都＜1%。
本發(fā)明實(shí)施例3，將沉淀得到的硫化鋅和硫化鉛混合物水洗一遍，放入稀鹽酸溶液中，保持其PH＜5，室溫下攪拌至PH不再變化，生成氯化鋅溶液，過濾分離硫化鉛，水洗后烘干分析，其純度＞95%。再將氯化鋅溶液的PH調(diào)至5～6，生成氧化鋅沉淀，過濾得到固體氧化鋅，水洗一遍后烘干分析，氧化鋅純度＞95%。
權(quán)利要求
1.含鐵、錳、鋅、鉛等元素?zé)焿m的回收方法，采用堿溶液浸出煙塵，將其中的鋅和鉛等浸出至堿溶液中，分離液體和固體后，從浸出液中回收鋅和鉛。其特征在于向含鋅＜200mg/ml和鉛＜200mg/ml的浸出液中，加入按化學(xué)計(jì)量生成硫化鉛和硫化鋅所需的硫化鈉固體或溶液或硫化氫氣體，室溫下攪拌5～60分鐘后，靜止2小時(shí)以內(nèi)，生成和沉淀出硫化鋅與硫化鉛的混合物，經(jīng)水洗放入稀鹽酸溶液中，保持PH＜5，室溫下攪拌至PH不再變化，生成氯化鋅溶液，過濾分離硫化鉛，再將氯化鋅溶液的PH調(diào)至5～6，生成氧化鋅沉淀，過濾得到固體氧化鋅。硫化鉛和氧化鋅的純度均＞95%，浸出液中硅和鉛含量高時(shí)，在硫化處理沉淀鋅和鉛之前，向浸出液中兌入石灰乳或加入固體石灰，使浸出液中氧化鈣的質(zhì)量為二氧化硅和三氧化二鋁質(zhì)量之和的1～3倍，3小時(shí)以內(nèi)脫除浸出液中的二氧化硅和三氧化鋁，然后再進(jìn)行沉淀鋅和鉛的處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收方法。其特征在于向含鋅20.69g/l、鉛24.56g/l的浸出液中加入按化學(xué)計(jì)量計(jì)算全部生成硫化鋅和硫化鉛所需的固體Na2S，室溫下攪拌30分鐘，靜置1小時(shí)，沉淀出硫化鋅和硫化鉛，浸出液中剩余鋅的濃度為1.56g/l，剩余鉛濃度為0.89g/l。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收方法。其特征在于向未硫化沉淀處理的含鋅和鉛的浸出液(硅濃度為2.48g/l，鉛濃度為0.67g/l)中加入石灰乳其中氧化鈣質(zhì)量為浸出液中二氧化硅和三氧化二鋁的質(zhì)量之和的二倍，在30℃下攪拌10分鐘再靜置沉淀3小時(shí)，浸出液中的硅和鋁都降至0.05g/l以下，沉淀物含鋅和鉛均＜1%。
全文摘要
本發(fā)明含鐵、錳、鋅、鉛等元素?zé)焿m的回收方法，屬于處理非礦石的材料，生產(chǎn)有色金屬及其化合物的技術(shù)領(lǐng)域。利用堿浸煙塵，將其中的鋅、鉛等浸出到堿溶液中，固體和液體分離后，向浸出液中加入硫化鈉，在室溫下攪拌生成硫化鋅和硫化鉛混合物，經(jīng)水洗再放入稀鹽酸液(pH＜5)中，生成氯化鋅溶液，過濾分離硫化鉛，調(diào)整氯化鋅溶液(pH＝5～6)，生成氧化鋅沉淀，其氧化鋅和氧化鉛的純度大于95％。本發(fā)明設(shè)備簡(jiǎn)單、能耗低、產(chǎn)量高、無(wú)污染。
文檔編號(hào)C22B7/02GK1093117SQ9310392
公開日1994年10月5日 申請(qǐng)日期1993年4月1日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月1日
發(fā)明者李景捷, 李宏, 王乃軍, 洪從甲 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)