鉛精礦和鋅陽極泥聯(lián)合資源化處理的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了鉛精礦和鋅陽極泥聯(lián)合資源化處理的方法。該方法包括以下步驟：1)采用氯化鐵、氯化鈉的酸性溶液對鉛精礦進行氧化浸出，得到濾液A；2)向濾液A中加入硫酸鈉進行沉鉛反應(yīng)，得到濾液B；3)向濾液B中加入鋅陽極泥和鹽酸，進行浸錳反應(yīng)，得到濾餅C；4)向濾餅C中加入碳酸鈉溶液進行轉(zhuǎn)化反應(yīng)，得到濾餅D；5)向濾餅D中加入硝酸，進行酸解反應(yīng)，過濾，得到濾液E；6)向濾液E中加入濾液D和/或硫酸鈉，進行沉鉛反應(yīng)，過濾，得到濾餅F；濾餅F即為硫酸鉛粗品。本發(fā)明的處理方法，實現(xiàn)了鉛精礦和鋅陽極泥聯(lián)合資源化處理和綜合回收利用，具有很好的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。
【專利說明】
鉛精礦和鋅陽極泥聯(lián)合資源化處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于冶金廢棄物回收技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及鉛精礦和鋅陽極泥的聯(lián)合資源化 處理的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鉛礦石中的方鉛礦主要成分為硫化鉛(PbS)，其多與閃鋅礦(ZnS)、輝銀礦(Ag2S) 共生，并含有黃鐵礦(FeS2)、黃銅礦(CuFeS2)、硫砷鐵礦(FeAsS)、輝鉍礦(Bi2S 3)等硫化物， 還有石灰石、石英等脈石礦物。經(jīng)破碎、粉碎、選礦，產(chǎn)出的鉛精礦一般含有（％ ):鉛(Pb)50-60、硫(S)15-25、鐵(Fe)14、鋅(Zn)4-6、二氧化硅(Si〇2)l_2、銅(Cu)0.2,還含有少量的砷 (As)、祕(Bi)、鎘(Cd)、銀(Ag)、鋪(Sb)、銦(In)、金(Au)等稀散金屬及貴金屬元素。
[0003] 由于產(chǎn)地不同和選礦工藝的差別，鉛精礦的成分和含量會存在一定的差異。鉛精 礦質(zhì)量標準如表1所示：
[0004] 表1鉛精礦質(zhì)量標準
[0005]
[0006] 選出的鉛精礦主要用于火法煉鉛，火法煉鉛工藝成熟，金屬的回收率高，但其僅適 應(yīng)于高品位且成分比較單一的硫精礦，不適宜處理低品位的復(fù)雜礦;其次，火法煉鉛過程中 會產(chǎn)生二氧化硫氣體以及含鉛煙塵和含鉛揮發(fā)性化合物，隨著礦產(chǎn)資源的日趨匱乏和環(huán)境 保護要求的不斷提高，傳統(tǒng)的火法煉鉛具有的能耗高、環(huán)境污染嚴重、資源綜合回收利用率 等缺點日趨明顯。而更能有效地回收鉛精礦中稀散金屬和貴金屬，明顯具有資源綜合回收 利用高、工藝條件溫和、能耗較低、環(huán)境污染較小、經(jīng)濟效益較高等特點的濕法煉鉛技術(shù)，成 為了各國煉鉛技術(shù)開發(fā)的主要方向，取得了較快的發(fā)展。
[0007] 濕法煉鉛從PbS中提取鉛主要有三種途徑:①通過還原反應(yīng)使PbS轉(zhuǎn)化成Pb和H2S; ②通過酸分解使PbS中的硫轉(zhuǎn)化為H 2S，使鉛轉(zhuǎn)變成鉛離子進入溶液，或轉(zhuǎn)變成固體和PbS04， 再從含鉛溶液、中回收鉛;③通過氧化是PbS中的硫轉(zhuǎn)變成元素硫，鉛變成鉛離子，PbCl 2或 PbS04,然后再從氧化產(chǎn)物中分別提取鉛和硫。目前，第三種途徑，即鉛精礦的氧化浸出法研 究的最為充分，用合適的氧化劑將硫化鉛中的氧化，使鉛精礦中的鉛以不同的可溶性鹽的 形式進入溶液。常用的氧化浸出方法有：
[0008] ①直接氯氣浸出法(主要反應(yīng)為PbS+Cl2 = PbCl2+Si);
[0009] ②間接氯氣浸出法（主要反應(yīng)為 Mn〇2+4HCl=MnCl2+2H2〇+Cl2T;PbS+Cl2 = PbCl2+S I)；
[0010] ③雙氧水浸出法（主要反應(yīng)為PbS+4H2〇2 = PbS〇4+4H20);
[0011] ④氯化鐵浸出法（主要反應(yīng)為PbS+2FeCl3 = PbCl2+2FeCl2+Si);
[0012] ⑤硝酸浸出法（主要反應(yīng)為 3PbS+8HN03 = 3Pb(N03)2+3Si+2N0T+4H20)。
[0013] 從生產(chǎn)過程的安全性、對周邊環(huán)境的危害性、成本的相對高低等因素綜合比較，氯 化鐵浸出法是相對好的方法。但根據(jù)對氯化鐵浸出法的理論計算，若處理l〇〇〇kg含鉛55% 三級鉛精礦，含鉛為550kg，相當(dāng)于含PbS為635kg。氯化鐵浸出后，副產(chǎn)氯化亞鐵為673kg。如 此大量副產(chǎn)的氯化亞鐵如何處理和綜合利用，成了制約該方法應(yīng)用實施必須解決的難題。
[0014] 鋅陽極泥是濕法煉鋅過程中電解工序產(chǎn)生的廢泥，含有多種常規(guī)有價金屬及少量 貴金屬、稀散金屬。目前我國尚無處理鋅陽極廢泥的理想方法。一些濕法煉鋅廠將陽極廢泥 返回前面焙砂浸出工序，進行二次酸解。而許多企業(yè)則是采用簡單的堆積方式處理，還有一 些企業(yè)在提取了陽極廢泥中的貴金屬后又作為廢渣堆存。大量堆積的鋅陽極廢泥，不僅占 用大量土地，造成資源浪費，而且鋅陽極廢泥長期暴露在自然環(huán)境中，經(jīng)風(fēng)刮雨淋日曬冰 凍，其中的許多種金屬將發(fā)生迀移，進入土壤和水環(huán)境，給人類生活和生態(tài)環(huán)境帶來嚴重危 害。因此，開展?jié)穹掍\陽極廢泥中有價金屬綜合回收利用的研究和技術(shù)開發(fā)具有重要的 學(xué)術(shù)價值和實際應(yīng)用意義。
[0015] 隨著有色金屬、貴金屬價值的不斷提高和資源的短缺，加之環(huán)境保護法律法規(guī)的 不斷健全實施，如何對鉛、錳、銀含量較高的鋅陽極泥的進行資源化回收利用，消除環(huán)境污 染，取得效益，已日益引起人們的高度重視。文獻資料報道的有代表性的鋅陽極泥的組成 (質(zhì)量百分數(shù)，％ )成分為：]^〇2-54.05、〇-33.13、？13-17.94、5-6.42、211-2.01、1(-1.83、5『-1·37、Na-0·92、Ca〇-l·17、Mg〇-〇·80、Si-0·23、AI2O3-O·57、Fe-0·110、Cu-0·043、C〇-0·031、 Agl760g/t〇
[0016] 鋅陽極泥中鉛、錳、銀含量較高，明顯具有較高的回收利用價值。鋅陽極泥中Ag主 要以AgCl (氯銀礦）、Ag2〇3和含氧硝酸銀Ag7N08的形式存在;Μη主要以KMn 8〇16 (主成分為二氧 化錳）的形式存在;Pb主要以PbS04(鉛礬）的形式存在。鋅陽極泥資源化處理的技術(shù)關(guān)鍵是 其中難溶的四價錳氧化物還原轉(zhuǎn)化為易溶的二價錳鹽的還原浸出過程和難溶的硫酸鉛轉(zhuǎn) 化溶解過程。
[0017] CN101538650A公開了一種電解鋅陽極泥濕法分離錳與鉛銀的方法，包括以下步 驟：1)將電解鋅陽極泥進行預(yù)處理;2)將電解鋅陽極泥和還原劑加入含硫酸的水溶液中進 行氧化還原反應(yīng)，陽極泥中的氧化錳還原溶解為硫酸錳，還原劑氧化為硫酸鹽，從而使陽極 泥中的固態(tài)氧化錳全部溶解進入溶液，鉛和銀的金屬或化合物以固態(tài)形式留在渣中；3)通 過渣液分離實現(xiàn)錳和鉛銀的有效分離。該方法選擇硫化物作還原劑，具有來源可靠、反應(yīng) 快、不帶入干擾元素等優(yōu)點，但其生產(chǎn)成本較高，二價錳鹽的精制負荷大，產(chǎn)品附加值低，且 容易產(chǎn)生二次污染。
[0018] 吸收新的科學(xué)技術(shù)成果，改變傳統(tǒng)的就處理而處理的設(shè)計理念，采用創(chuàng)新設(shè)計理 念和創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)，對鉛精礦和鋅陽極泥等冶金精礦原料和冶金礦渣進行資源化處理，變 廢為寶，綜合利用國家資源，節(jié)約國家能源，減少環(huán)境污染，是冶金生產(chǎn)企業(yè)、社會和國家共 同迫切需要的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019] 本發(fā)明的目的是提供鉛精礦和鋅陽極泥聯(lián)合資源化處理的方法，解決現(xiàn)有鉛精礦 處理和鋅陽極泥處理資源綜合回收利用率低，易產(chǎn)生二次污染的問題。
[0020] 為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0021] 鉛精礦和鋅陽極泥聯(lián)合資源化處理的方法，包括以下步驟：
[0022] 1)采用氯化鐵、氯化鈉的酸性溶液對鉛精礦進行氧化浸出，過濾，得到濾液A;
[0023] 2)向濾液A中加入硫酸鈉，在65~90 °C進行沉鉛反應(yīng)，過濾，得到濾液B;
[0024] 3)向濾液B中加入鋅陽極泥和鹽酸，在60~85°C進行浸錳反應(yīng)，過濾，得到濾餅C;
[0025] 4)向濾餅C中加入碳酸鈉溶液，在70~95 °C進行轉(zhuǎn)化反應(yīng)，過濾，得到濾餅D和濾液 D；
[0026] 5)向濾餅D中加入硝酸至體系pH值為0.4~0.5，在50~75°C進行酸解反應(yīng)，過濾， 得到濾液E;
[0027] 6)向濾液E中加入濾液D和/或硫酸鈉，在60~90 °C進行沉鉛反應(yīng)，過濾，得到濾餅 F;濾餅F即為硫酸鉛粗品。
[0028] 步驟1)為氯化鐵氧化浸出法使鉛精礦中的鉛以可溶性鹽的形式進入溶液，所涉及 的主要化學(xué)反應(yīng)為：
[0029] PbS+2FeCl3 = PbCl2+2FeCl2+S 丄；
[0030] CuS+2FeCl3 = CuCl2+2FeCl2+S 丄；
[0031 ] CdS+2FeCl3 = CdCl2+2FeCl2+S| ；
[0032] ZnS+2FeCl3 = ZnCl2+2FeCl2+S 丄。
[0033] 氯化鐵的氧化浸出法中，一般以氯鹽為浸出介質(zhì)，在酸性環(huán)境下進行。氯鹽介質(zhì)可 以使PbCl2與Cr絡(luò)合生成PbCl4 2_，從而提高PbCl2在溶液中的浸出率，酸性環(huán)境的控制可避 免Fe產(chǎn)生水解沉淀。優(yōu)選的，氯化鐵的質(zhì)量濃度為15%，氯化鈉的質(zhì)量濃度為20%，HC1的質(zhì) 量濃度為5%。該步驟中，應(yīng)加入過量的FeCl 3,以使鉛精礦中的PbS、CuS、CdS和ZnS進行充分 轉(zhuǎn)化。氧化浸出的溫度為60~85 °C。進一步優(yōu)選的，反應(yīng)溫度為70~75 °C，反應(yīng)時間為2~ 4h〇
[0034] 步驟2)為PbCl2轉(zhuǎn)化為PbS〇4的沉鉛反應(yīng)，主要反應(yīng)為：
[0035] PbCl2+Na2S〇4 = PbS〇4|+2NaCl ；
[0036] 優(yōu)選的，沉鉛反應(yīng)的溫度為65~90°C。進一步優(yōu)選的，沉鉛反應(yīng)的溫度為75~80 °C，反應(yīng)時間為1~3h。該步驟中，硫酸鈉的加入量應(yīng)保證PbCl 2進行充分轉(zhuǎn)化。過濾得到濾 餅B，濾餅B為硫酸鉛粗品，所得硫酸鉛粗品經(jīng)精制后可制得硫酸鉛成品；精制方法為：向硫 酸鉛粗品中加入硝酸至體系pH值為5.0~5.5，在60~65 °C攪拌反應(yīng)，過濾，得到濾餅，經(jīng)干 燥、粉碎，得到硫酸鉛成品。所述硝酸為稀硝酸，質(zhì)量濃度為30%。
[0037] 步驟3)為鋅陽極泥中的二氧化錳轉(zhuǎn)化為易溶的二價錳鹽的浸錳反應(yīng)，主要反應(yīng) 為：
[0038] Mn〇2+2FeCl2+4HCl =MnCl2+2FeCl3+2H2〇;
[0039] 優(yōu)選的，浸錳反應(yīng)的溫度為60~85°C。進一步優(yōu)選的，浸錳反應(yīng)的溫度為70~75 °C，反應(yīng)時間為3~5h。該步驟中，應(yīng)保證Μη02的充分浸出轉(zhuǎn)化。
[0040]步驟4)和步驟5)通過PbS04的轉(zhuǎn)化、酸解，在步驟5)過濾得到濾餅E，濾餅E去回收 銀處理，實現(xiàn)銀的分離回收。所述硝酸優(yōu)選為稀硝酸，質(zhì)量濃度為30%。步驟4)的優(yōu)選反應(yīng) 溫度為80~85°C，反應(yīng)時間為3~5h;步驟5)的優(yōu)選反應(yīng)溫度為60~65°C，反應(yīng)時間為1~ 2h;其中，
[0041 ]步驟4)的主要反應(yīng)為:PbS〇4+Na2C03 = PbC(U+Na2S〇4;
[0042] 步驟5)的主要反應(yīng)為:PbC03+2HN〇3 = Pb (N〇3) 2+α)2?+Η20;
[0043] 步驟6)通過沉鉛反應(yīng)，將鋅陽極泥所含鉛轉(zhuǎn)化為PbS04粗品，經(jīng)上述硫酸鉛粗品精 制方法制得硫酸鉛成品；優(yōu)選的，步驟6)的反應(yīng)溫度為60~65°C，反應(yīng)時間為1~3h;步驟6) 的主要反應(yīng)為：
[0044] Pb (N〇3) 2+Na2S〇4=PbS04|+2NaN03 ；
[0045] 步驟6)所得濾液F經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶回收硝酸鈉。將濾液F加入燒杯中，攪拌下加熱至微 沸進行蒸發(fā)，至溶液表面出現(xiàn)晶膜時停止加熱，自然冷至室溫后過濾，在105~110°C干燥 lh，得到副產(chǎn)品硝酸鈉。
[0046] 步驟3)中，過濾得到濾液C，濾液C可通過以下步驟的處理實現(xiàn)鋅陽極泥中錳的回 收：
[0047]①向濾液C中加入硫化鈉，調(diào)pH值為2.0~2.5，在50~90 °C進行沉淀精制反應(yīng)去除 銅、鎘、鋅，過濾，得到濾液G;
[0048]②向濾液G中加入氫氧化鈉，調(diào)pH值為5.2~5.5，在50~90°C進行沉鐵反應(yīng)，過濾， 得到濾液Η;
[0049]③向濾液Η中加入磷酸鈉，在70~95°C進行沉鈣鎂反應(yīng)，過濾，得到濾液I;
[0050]④向濾液I中加入碳酸氫銨，在25~50°C進行沉錳反應(yīng)，過濾，得到濾餅L;濾餅L經(jīng) 水洗、過濾、干燥后得到碳酸錳成品。
[0051] 以上步驟中，步驟①通過控制溶液pH值，經(jīng)精制除去銅、鎘、鋅離子，實現(xiàn)有價金屬 的分類回收。該步驟所涉及的主要反應(yīng)為：
[0052] CuCl2+Na2S = CuS|+2NaCl ；
[0053] CdCl2+Na2S = CdS|+2NaCl ；
[0054] ZnCl2+Na2S = ZnS|+2NaCl ；
[0055] 所得濾餅G去回收銅、鋅、鎘處理。優(yōu)選的，該步驟的反應(yīng)溫度為60~65°C，反應(yīng)時 間為1~2h。
[0056] 步驟②為氯化鐵轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀的過程，主要反應(yīng)為：
[0057] FeCl3+3Na0H=Fe(0H)3|+3NaCl ；
[0058] 優(yōu)選的反應(yīng)溫度為60~65°C，反應(yīng)時間為1~2h;反應(yīng)后煮沸20min，趁熱抽濾。所 得氫氧化鐵純度高，具有較高附加值。進一步的，可向濾餅Η中加入鹽酸，調(diào)pH值不大于2.0， 加熱至50~75°C，進行酸解反應(yīng)，所得氯化鐵溶液返回步驟1)循環(huán)使用。優(yōu)選的，溶解氫氧 化鐵的酸解反應(yīng)的pH值為1.0~1.5，pH值越低，酸解反應(yīng)進行的越快，所涉及的化學(xué)反應(yīng) 為：
[0059] Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2〇;
[0060] 步驟③為濾液Η的沉鈣鎂反應(yīng)，進一步去除了鈣鎂雜質(zhì)，有利于獲得高純度錳制 品，該步驟的主要反應(yīng)為：
[0061 ] 3CaCl2+2Na3P〇4 = Ca3(P〇4)2丄+6NaCl;
[0062] 3MgCl2+2Na3P〇4=Mg3(P〇4)2丄+6NaCl;
[0063] 該步驟中，優(yōu)選反應(yīng)溫度為80~85°C，反應(yīng)時間為1~2h;磷酸鈉的加入應(yīng)使溶液 中不再產(chǎn)生沉淀為止。
[0064] 步驟④為氯化錳轉(zhuǎn)化為碳酸錳的沉錳反應(yīng)，主要反應(yīng)為：
[0065] MnCl2+2NH4HC〇3 =MnC03|+2NH4Cl+C02T+H2〇 ；
[0066] 該步驟中，優(yōu)選反應(yīng)溫度為35~40°C，反應(yīng)時間為1~2h;過濾所得濾液L，經(jīng)蒸發(fā) 結(jié)晶回收氯化銨。將濾液L加入燒杯中，攪拌下加熱至微沸進行蒸發(fā)，至溶液表面出現(xiàn)晶膜 時停止加熱，自然冷至室溫后過濾，在105~110°C干燥lh，得到副產(chǎn)品氯化銨。濾餅L經(jīng)水 洗、過濾、干燥后得到碳酸錳成品。
[0067] 本發(fā)明的鉛精礦和鋅陽極泥聯(lián)合資源化處理的方法，以氯化鐵酸性溶液浸鉛反應(yīng) 副產(chǎn)的氯化亞鐵溶液用于鋅陽極泥的浸錳反應(yīng);浸錳反應(yīng)副產(chǎn)的氯化鐵溶液，通過控制溶 液pH值，經(jīng)精制除去銅、鎘、鋅離子后，將氯化鐵沉淀成氫氧化鐵與二價錳鹽溶液分離后，氫 氧化鐵再與副產(chǎn)鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵鹽酸性溶液，再重新循環(huán)用于鉛精礦中所含鉛、銅、 鎘、鋅等還原性硫化礦的氧化浸出，進行鉛精礦中所含鉛、銅、鎘、鋅等有價金屬及稀散金屬 的提取回收，實現(xiàn)鋅陽極泥還原浸出和鉛精礦氧化浸出聯(lián)合資源化處理。同時精制后的氯 化錳沉淀成碳酸錳。浸錳后鋅陽極泥經(jīng)轉(zhuǎn)化回收鉛后，再回收銀。
[0068] 本發(fā)明實現(xiàn)了鉛精礦和鋅陽極泥聯(lián)合資源化處理和綜合回收利用，變廢為寶，節(jié) 約了資源;最大限度的回收鉛精礦和鋅陽極泥中的有價成分，所得回收產(chǎn)品附加值高;解決 了現(xiàn)有鋅陽極泥堆存造成的環(huán)境污染和大量堆置場土地的浪費；具有工藝流程簡單、設(shè)備 投資少、反應(yīng)條件溫和、生產(chǎn)成本低的特點，本發(fā)明實施推廣后將產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益、環(huán) 境效益和社會效益。
【附圖說明】
[0069] 圖1為本發(fā)明鉛精礦和鋅陽極泥聯(lián)合資源化處理的方法的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0070] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。以下實施例中，鋅陽極泥選自河南 某企業(yè)，其主要成分組成如表2所示。百分數(shù)均為質(zhì)量百分數(shù)。
[0071] 表2河南某企業(yè)鋅陽極泥的主要成分組成
[0072]
[0073] 實施例1
[0074]本實施例的鉛精礦和鋅陽極泥聯(lián)合資源化處理的方法，工藝流程如圖1所示，包括 以下步驟：
[0075] 1)向裝有攪拌器、溫度計、pH計和回流冷凝器的1000mL的反應(yīng)瓶中，加入水523mL， 開啟攪拌和加熱，再加入22%的鹽酸254mL、99 %氯化鈉247g和98 %六水氯化鐵308g(， FeCl3的濃度為15%，NaCl的濃度為20 %，HC1的濃度為5 % )，完全溶解后，控制溫度70°C，向 反應(yīng)瓶中加入200g含鉛55%的三級鉛精礦(干基），保溫攪拌反應(yīng)3h;反應(yīng)后降溫至60°C抽 濾，得到濾液A和濾餅A，濾液A為棕黃色，濾餅A為灰色，重151.5g，另處理；
[0076] 2)將濾液A轉(zhuǎn)移至1000mL燒杯中，攪拌下，加熱至75°C后，向燒杯中加入98%的無 水硫酸鈉69g進行沉鉛反應(yīng)，保溫攪拌反應(yīng)2h;反應(yīng)后降溫至40°C，抽濾，得到濾液B和濾餅 B，濾液B為淺綠色，濾餅B為白色粗品硫酸鉛；
[0077]將濾餅B轉(zhuǎn)移至200mL燒杯中，加入50mL水，攪拌下，加熱至65°C，向燒杯中滴加 30 %稀硝酸，調(diào)pH值為5.5，保溫攪拌反應(yīng)lh;反應(yīng)后過濾，濾液為微黃色，另處理;濾餅為白 色，重281g，經(jīng)干燥、粉碎，得到成品硫酸鉛160g;
[0078] 3)將濾液B轉(zhuǎn)移至裝有攪拌器、溫度計、pH計和回流冷凝器的1000mL反應(yīng)瓶中，開 啟攪拌和加熱，再向反應(yīng)瓶中加入22%的鹽酸332mL，控制溫度70°C，向反應(yīng)瓶中加入301g 含二氧化錳15.25%的鋅陽極泥(干基），保溫攪拌反應(yīng)4h，反應(yīng)后過濾，得到濾液C和濾餅C， 濾液C呈淺綠色，濾餅C為深灰色；
[0079] 濾液C進行以下步驟的處理：
[0080]①將濾液C轉(zhuǎn)移至裝有攪拌器、溫度計、pH計和回流冷凝器的1000mL反應(yīng)瓶中，開 啟攪拌和加熱，控制溫度60°C，向反應(yīng)瓶中滴加飽和硫化鈉溶液，調(diào)pH值為2.0后，保溫攪拌 反應(yīng)lh，反應(yīng)后煮沸20min，趁熱抽濾，得到濾液G和濾餅G，濾餅G另去回收鎘、銅、鋅處理；
[0081] ②將濾液G轉(zhuǎn)移至裝有攪拌器、溫度計、pH計的1000mL燒杯中，開啟攪拌和加熱，控 制溫度60°C，向反應(yīng)瓶中滴加30%氫氧化鈉溶液，調(diào)pH值為5.2后，保溫攪拌反應(yīng)lh，反應(yīng)后 煮沸20分鐘，趁熱抽濾，得到濾液Η和濾餅Η，濾餅Η為氫氧化鐵;將濾餅Η轉(zhuǎn)移至裝有攪拌器、 溫度計、pH計和回流冷凝器的1000mL反應(yīng)瓶中，再加入200mL水，開啟攪拌和加熱，控制溫度 60°C，向反應(yīng)瓶中滴加22%稀鹽酸，調(diào)pH值為1.0后，保溫攪拌反應(yīng)lh，所得氯化鐵溶液返回 步驟1)循環(huán)使用；
[0082] ③將濾液Η轉(zhuǎn)移至裝有攪拌器、溫度計、pH計的1000mL燒杯中，開啟攪拌和加熱，控 制溫度80°C，向反應(yīng)瓶中滴加10%磷酸鈉溶液，至不再產(chǎn)生沉淀為止，保溫攪拌反應(yīng)lh，反 應(yīng)后自然降溫至60°C，抽濾，得到濾液I和濾餅I，濾餅I為含鈣鎂沉淀，另處理；
[0083]④將濾液I轉(zhuǎn)移至裝有攪拌器、溫度計、pH計和回流冷凝器的1000mL反應(yīng)瓶中，再 加入340mL水，開啟攪拌和加熱，控制溫度35 °C，向反應(yīng)瓶中加入98 %碳酸氫銨93.5g，加完 后，保溫攪拌反應(yīng)lh，反應(yīng)后冷卻至25°C，抽濾，得到濾液L和濾餅L，濾液L經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶回收 氯化銨;濾餅L經(jīng)水洗、過濾、干燥，得成品碳酸錳60g;
[0084] 4)將濾餅C轉(zhuǎn)移至1000mL燒杯中，再向燒杯中加入水480mL水，開啟攪拌和加熱，， 向燒杯中加入98%的碳酸鈉100g，控制溫度80°C，保溫攪拌反應(yīng)4h，反應(yīng)后抽濾，得到濾液D 和濾餅D，濾液D為淡黃色，濾餅D為淺灰色；
[0085] 5)將濾餅D轉(zhuǎn)移至1000mL燒杯中，再向燒杯中加入570mL水，開啟攪拌和加熱，控制 溫度為60°C，滴加30 %稀硝酸至溶液pH值=0.4，保溫攪拌反應(yīng)lh，反應(yīng)后抽濾，得到濾液E 和濾餅E，濾液E無色，濾餅E為棕黑色，重10.0g，另去回收銀處理；
[0086] 6)將濾液E轉(zhuǎn)移至1000mL燒杯中，開啟攪拌和加熱，控制溫度為60°C，向燒杯中滴 加濾液D，加完后，再加入98 %硫酸納12g，然后保溫攬摔反應(yīng)2h，反應(yīng)后抽濾，得到濾液F和 濾餅F，濾液F無色，經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶回收硝酸鈉;濾餅F為白色，重420g，為粗品硫酸鉛；
[0087] 將粗品硫酸鉛轉(zhuǎn)移至lOOOmL燒杯中，再向燒杯中加入450mL水，開啟攪拌和加熱， 控制溫度60°C，向燒杯中滴加 30%稀硝酸，調(diào)pH值為5.0后，保溫攪拌反應(yīng)lh，過濾，濾液為 無色，可直接與濾液B混合后處理；濾餅為白色，重418g，經(jīng)干燥、粉碎，得到成品硫酸鉛 236g〇
[0088] 實施例2~4
[0089]實施例2~4的鉛精礦和鋅陽極泥聯(lián)合資源化處理的方法，與實施例1基本相同，區(qū) 別僅在于各步驟的反應(yīng)條件不同，列于表3中。
[0090] 表3實施例2~4的方法各步驟的反應(yīng)條件
[0091]
[0092]
[0093] 試驗例1
[0094] 本實驗例對實施例1的方法進行初步經(jīng)濟分析，使用實施例1的方法每聯(lián)合處理It 干基鉛精礦，分析結(jié)果如下所示。
[0095] 1.原料投入 ① 含鉛55%鉛精礦 丨.OtWOO兀/?=5700兀
[0096] ② 含錳15.25%陽極泥1.51x1200兀Λ= 1800兀 ③ 22% 鹽酸 3..250260 元/t=845 元 ④ 98%元明粉 0.98 1x620兀/1=608兀 ⑤ 30%燒堿 0.851x740 兀Λ=629 兀
[0097] ⑥98%碳酸氫銨 0,471x660兀Λ=3丨1兀 ⑦ 98%純堿 0.50t>0250 元/t=625 元 ⑧ 30%硝酸 1.84tx680元/丨=1252元 合計：11770元
[0098] 2.主要產(chǎn)品產(chǎn)出 ①98%硫酸鉛 2.02?X丨6800兀/1=33936兀 @90%碳酸錳 0.3丨丨χ4200兀Λ= 1402兀
[0099] ③98%硝酸鈉 0.3 Ux2600 7n/t=806 兀 合計；36144元
[0100] 3.聯(lián)合處理1噸鉛精礦利潤空間
[0101] 36144-11770 = 24344元
[0102] 注:未計聯(lián)合資源化處理過程中回收硝酸鈉、氯化銨副產(chǎn)品和原料中銀、鋅、銅、鎘 等金屬的利潤。
[0103] 從上述經(jīng)濟分析可知，實施例1的鉛精礦和鋅陽極泥的聯(lián)合資源化處理的方法投 資少、產(chǎn)出高，說明本發(fā)明的鉛精礦和鋅陽極泥的聯(lián)合資源化處理的方法具有良好的經(jīng)濟 效益，適合推廣應(yīng)用。
【主權(quán)項】
1. 鉛精礦和鋅陽極泥聯(lián)合資源化處理的方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 采用氯化鐵、氯化鈉的酸性溶液對鉛精礦進行氧化浸出，過濾，得到濾液A; 2) 向濾液A中加入硫酸鈉，在65~90 °C進行沉鉛反應(yīng)，過濾，得到濾液B; 3) 向濾液B中加入鋅陽極泥和鹽酸，在60~85 °C進行浸錳反應(yīng)，過濾，得到濾餅C; 4) 向濾餅C中加入碳酸鈉溶液，在70~95°C進行轉(zhuǎn)化反應(yīng)，過濾，得到濾餅D和濾液D; 5) 向濾餅D中加入硝酸至體系pH值為0.4~0.5，在50~75 °C進行酸解反應(yīng)，過濾，得到 濾液E; 6) 向濾液E中加入濾液D和/或硫酸鈉，在60~90°C進行沉鉛反應(yīng)，過濾，得到濾餅F;濾 餅F即為硫酸鉛粗品。2. 如權(quán)利要求1所述的鉛精礦和鋅陽極泥聯(lián)合資源化處理的方法，其特征在于，步驟1) 中，酸性溶液中氯化鐵的質(zhì)量濃度為15 %，氯化鈉的質(zhì)量濃度為20 %，鹽酸的質(zhì)量濃度為 5%〇3. 如權(quán)利要求1所述的鉛精礦和鋅陽極泥聯(lián)合資源化處理的方法，其特征在于，步驟1) 中，氧化浸出的溫度為60~85 °C。4. 如權(quán)利要求1所述的鉛精礦和鋅陽極泥聯(lián)合資源化處理的方法，其特征在于，步驟2) 中，過濾得到濾餅B，濾餅B為硫酸鉛粗品。5. 如權(quán)利要求1所述的鉛精礦和鋅陽極泥聯(lián)合資源化處理的方法，其特征在于，步驟3) 中，浸錳反應(yīng)的時間為3~5h。6. 如權(quán)利要求1所述的鉛精礦和鋅陽極泥聯(lián)合資源化處理的方法，其特征在于，步驟5) 中，過濾得到濾餅E，濾餅E去回收銀處理。7. 如權(quán)利要求1所述的鉛精礦和鋅陽極泥聯(lián)合資源化處理的方法，其特征在于，步驟6) 中，過濾得到濾液F，濾液F經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶回收硝酸鈉。8. 如權(quán)利要求1或4所述的鉛精礦和鋅陽極泥聯(lián)合資源化處理的方法，其特征在于，硫 酸鉛粗品經(jīng)純化后制成硫酸鉛成品，純化過程包括：向硫酸鉛粗品中加入硝酸至體系pH值 為5.0~5.5,在60~65°C攪拌反應(yīng)，過濾，得到濾餅，經(jīng)干燥、粉碎，得到硫酸鉛成品。9. 如權(quán)利要求1所述的鉛精礦和鋅陽極泥聯(lián)合資源化處理的方法，其特征在于，步驟4) 中，轉(zhuǎn)化反應(yīng)的時間為3~5h。10. 如權(quán)利要求1所述的鉛精礦和鋅陽極泥聯(lián)合資源化處理的方法，其特征在于，步驟 5)中，酸解反應(yīng)的時間為1~2h。
【文檔編號】C22B3/10GK105907960SQ201610255149
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】王樹立, 田園, 王滌宇, 王愛菊, 夏澤林, 張爭爭, 邢延雷, 齊戰(zhàn)爭
【申請人】王樹立