選擇性回收鉛和銀的工藝的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種從濕法冶金殘渣(優(yōu)選來自電解鋒廠的濕法冶金殘渣）中選擇性 和生態(tài)高效地回收鉛和銀共同作為精礦產(chǎn)品的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 與過去其他工業(yè)革命不同，當今的技術(shù)想要同時具有創(chuàng)新性和競爭性就必須考慮 到許多因當前的社會和政策環(huán)境而特別重要的方面。運些方面主要是：[i]原材料的更合理 的利用；[ii]工業(yè)廢棄物的再循環(huán)、再利用和回收的優(yōu)化，及[iii]生產(chǎn)排放的最小化。
[0003] 從運個意義上講，可知礦物加工對環(huán)境有嚴重的影響，不僅由于其對能源、水和化 學品的大量消耗，還因為在運些工業(yè)活動后會產(chǎn)生大量廢棄產(chǎn)品。此類廢棄材料是一種有 毒元素的來源，當根據(jù)地方立法履行排放規(guī)范時其可能成為一個問題。然而，值得關注的不 只有環(huán)境，還有經(jīng)濟。運些廢棄材料也可被視為有價值的新原料，因其本質(zhì)上是現(xiàn)有工業(yè)活 動中大量產(chǎn)生的副產(chǎn)物，是因礦物加工而得到濃縮的貴金屬的豐富來源。
[0004] 事實上，現(xiàn)在，生產(chǎn)1噸鋒會產(chǎn)生300噸浸出渣(Peng R.Q. ,Metallurgy Of Lead-Zinc,Science Press,Beijing,2003:114;及Jiang J.M.,Chinese J.Nonferrous Metals, 2004，14(SI): 51)。電解鋒廠的運些浸出渣含高量的微量成分如鉛、銀、金和銅，對它們的回 收可W代表一個采礦或冶金工程的收益性的顯著提高及其環(huán)境影響的降低。運是由于在經(jīng) 過礦石處理和利用常規(guī)提取方法進行濃縮后，微量組分如鉛和銀保留在工藝殘渣中。運些 殘渣通常經(jīng)過檢驗后證明含15-40% W硫酸鉛的形式存在的鉛和伴生銀，除少量外，其中大 部分被認為不適于用作常規(guī)鉛烙爐的進料。
[0005] 過去，運些浸出渣被運至獨立的初級冶煉廠，對其中含有的金屬價值進行回收。海 運和處理原始殘渣的成本顯著地降低了殘渣的內(nèi)在價值。因此，大量用于從冶金殘渣中回 收鉛和銀的工藝被開發(fā)。它們特別集中于冶金技術(shù)，其可為火法冶金或濕法冶金路線 (Zhang，Y.等；Rare MetalS，2012，31:4，402-406)。
[0006] 在火法冶金工藝下，當運樣的原始殘渣(主要是硫酸化性質(zhì)）被直接進料，會有較 高的能耗和生產(chǎn)排放。另外，最高僅總銀量的10%被回收，使得運項技術(shù)在大多數(shù)時候是不 合適的（Nakamura T.等；Fundamentals of the pyrometalIurgical treatment of zinc leach residue,Proc. 2nd International Symposium of Quality in Non-Ferrous Pyrometallurgical.CIM,Montreal,1995:341)。
[0007] 對于濕法冶金工藝，F(xiàn)arahmand等化y化ometallu;rgy, 2009,95:326)采用鹽水對含 鉛的鋒廠殘渣進行浸出處理，其中89%的鉛被提取，但銀不能被回收。EP0042702B1描述了 一種方法，其中含硫酸鉛的材料在氯化鋼溶液中浸出，分離殘渣后，使用石灰乳將化從溶液 中沉淀。但是，鉛沉淀中含有大量的氯化物和硫酸鹽，除了量少和價格較低外，還因為氯化 物的有害作用而不能用于常規(guī)的鉛冶煉廠。
[000引在濕法冶金路線中也有工藝被描述，其中通過電解方法從二級材料中回收鉛(Fri as C.et al.;Lead-Zinc 2000 Symposium,791-801)。盡管電解方法通常是被接受用于提 取貴金屬的，但是與鉛的市場價值相比，電解系統(tǒng)的高成本不利于既定的冶煉廠。
[0009] 因此，盡管運些方法解決了分離鉛的問題，但是并不總是可W解決從濕法冶金殘 渣中回收銀的問題，在溶液中回收可用形式的鉛和銀還是一個另外的問題。此外，運些工藝 被一個接一個地引進來回收金屬，因此需要資本密集型設備，也因此需要資本密集型工廠。
[0010] 因此，有必要開發(fā)一種工藝用于同時提取和回收鉛和銀至同一產(chǎn)品中，該產(chǎn)品將 因高純度、大噸位和溢價價格適用于常規(guī)鉛冶煉廠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的工藝可直接用于從濕法冶金的殘渣中選擇性地回收鉛和銀，使鉛和銀增 值(valorise)變成一個可銷售的精礦。
[0012] 本發(fā)明的作者已經(jīng)展示了在氧化條件下使用氯化物鹽水溶液進行濕法冶金殘渣 的浸出，然后用碳酸鹽化合物進行沉淀，在碳酸鹽化合物溶液中進行純化，可得到一種精 礦，其中鉛和銀的含量較高，污染物的含量非常低，特別是氯化物含量非常低，可作為最優(yōu) 質(zhì)量和溢價的原料直接銷售給常規(guī)的鉛冶煉廠。
[0013] 有利的是，與現(xiàn)有技術(shù)的狀況中描述的工藝相反，鉛和銀被回收在一種精礦中，因 而提供了一種不需要高成本設備的經(jīng)濟可行的工藝。
[0014] 因此，本發(fā)明的主要方面設及一種用于選擇性回收鉛和銀的工藝，該工藝包括W 下步驟：
[0015] a)使包含至少鉛和銀的濕法冶金殘渣在氯化物鹽水溶液和氧化劑存在下進行氧 化浸出，從而選擇性地溶解鉛和銀作為可溶性氯化化合物；
[0016] b)使步驟a)中得到的浸出母液與作為沉淀劑的碳酸鹽化合物反應，共同沉淀鉛和 銀作為碳酸鹽精礦；
[0017] 和
[0018] C)通過將所述的精礦與碳酸鹽化合物溶液接觸來純化步驟b)得到的精礦。
[0019] 本發(fā)明另一方面設及根據(jù)上述所定義的工藝得到的一種鉛和銀的碳酸鹽精礦。
【附圖說明】
[0020] 圖1所示為使用不同的含硫酸鹽的浸出鹽水(brine)進行濕法冶金殘渣的氧化浸 出后得到的五條鉛濃度曲線和所得浸出母液中目標最終鉛濃度。
【具體實施方式】
[0021] 除非另有定義，本文所使用的所有技術(shù)和科學術(shù)語與本公開所屬技術(shù)領域的普通 技術(shù)人員通常理解的具有相同含義。
[0022] 如前所述，本發(fā)明設及一種用于選擇性回收鉛和銀的新工藝，該工藝包括W下步 驟：
[0023] a)使包含至少鉛和銀的濕法冶金殘渣在氯化物鹽水溶液和氧化劑存在下進行氧 化浸出，從而選擇性地溶解鉛和銀作為可溶性氯化化合物；
[0024] b)使步驟a)中得到的浸出母液與作為沉淀劑的碳酸鹽化合物反應，共同沉淀鉛和 銀作為碳酸鹽精礦；
[0025] 和
[0026] c)通過將所述的精礦與碳酸鹽化合物溶液接觸來純化步驟b)得到的精礦。
[0027] 如上所定義的本發(fā)明的工藝的第一步(步驟a)需要一種含至少鉛和銀的濕法冶金 殘渣。在本發(fā)明的上下文中，濕法冶金殘渣優(yōu)選指來自生產(chǎn)特高等級(SHG)鋒的電解鋒廠的 濕法冶金殘渣。
[002引本發(fā)明的工藝中有用的濕法冶金殘渣的實例包括來自如歐洲專利EP1258535 Bl 和EP1361296 Bl中描述的電解鋒廠工藝的殘渣。
[0029] 在一個優(yōu)選的實施方式中，如上所定義的工藝中的步驟a)使用的濕法冶金殘渣， 是鉛含量為相對于總殘渣干重的10和40%之間重量和銀含量為相對于總殘渣干重的50和 500化pm之間的殘渣。
[0030] 濕法冶金殘渣在氯化物鹽水溶液和氧化劑存在下進行氧化浸出，從而選擇性地溶 解鉛和銀成為可溶性氯化化合物。
[0031] 運個階段的目的是在氯化物鹽水介質(zhì)中溶解濕法冶金殘渣中所有鉛和銀，從而根 據(jù)W下化學反應形成鉛和銀的可溶性復合物：
[0032] PbS〇4+4 化 Cl 一 胞2 饑 Cl4+Na2S〇4
[0033] Ag2S〇4+8NaCl 一 2Na3Ag(n4+Na2S〇4
[0034] 術(shù)語"氯化物鹽水"指的是一種鹽的溶液，通常是氯化鋼水溶液。已經(jīng)觀察到浸出 介質(zhì)的最小氯化物含量優(yōu)選需要確保鉛和銀的總?cè)芙饬?，因此，達到最大鉛和銀的浸出率。 因此，在一個優(yōu)選的實施方式中，氯化物鹽水是一種鹽溶液，其濃度至少為4mol/L，優(yōu)選約4 至約6mol/L間，更優(yōu)選為5mol/L。
[0035] 在一個優(yōu)選的實施方式中，如上所定義的工藝的步驟a)中的氯化物鹽水為氯化鋼 鹽水。
[0036] 也可存在于濕法冶金殘渣的化學基質(zhì)中的元素和化合物是，例如巧、鐘、儀、鋼、 祕、侶、娃、儒、神、錬、氣化物、氯化物和硫酸鹽。運些雜質(zhì)對工藝效率不具有任何不利影響， 除了硫酸鹽濃度對PbS〇4中鉛的溶解度有負影響。在現(xiàn)有技術(shù)中眾所周知，鉛的溶解度取決 于多種因素，其中氯化物介質(zhì)的硫酸鹽濃度和溫度是最相關的。
[0037] 因此，在一個優(yōu)選的實施方式中，如上所定義的工藝的步驟a)中，氯化物介質(zhì)中的 最大硫酸鹽濃度小于20g/L，更優(yōu)選小于5g/L。
[0038] 對于溫度，檢測到最佳的工作溫度范圍在工藝的每一個步驟中都是關鍵問題。運 些最佳范圍在后面的工藝的每一步驟中被定義。
[0039] 濕法冶金殘渣中所含的鉛和銀通常W硫酸鹽(PbS化和AgsS化）的形式存在。但是， 運些殘渣中一定比例的伴生銀會W硫酸鹽外的其他形式存在，如4旨25、4旨2〇、4旨(：1。如果浸出 步驟的反應介質(zhì)中沒有加入氧化劑，銀的溶解是不完全的。因此，浸出步驟在氧化條件下進 行W定量地浸出伴生銀。
[0040] 在一個【具體實施方式】中，如上所定義的工藝的步驟a)中，氧化劑為次氯酸鋼或過 氧化氨，更優(yōu)選次氯酸鋼。
[0041] 在另一個【具體實施方式】中，如上所定義的工藝的步驟a)的進一步的特點在于其在 100和350mV間的Ag/AgCl氧化還原電位操作，更優(yōu)選300mV。
[0042] 在另一個【具體實施方式】中，如上所定義的工藝的步驟a)的進一步的特點在于其在 pH 0.5和4之間操作，更優(yōu)選抑4。
[0043] 在一個優(yōu)選的實施方式中，如上所定義的工藝的步驟a)的進一步的特點在于其抑 用鹽酸或硫酸調(diào)節(jié)。
[0044] 在一個優(yōu)選的實施方式中，如上所定義的工藝的步驟a)的進一步的特點在于其在 60和90°C之間操作