一種從鋅冶煉渣中回收鋅、鈷的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種從鋅冶煉渣中回收鋅、鈷的方法，屬于金屬冶煉廢棄物回收技術(shù)領域。先采用雙氧水和濃硫酸浸出鋅冶煉渣中的金屬，然后除鎘，除鈣、鎂，最后萃取分離鋅鈷并分別回收，得到硫酸鋅、草酸鈷和氫氧化鈷。本發(fā)明的工藝方法將鋅冶煉渣中的鈷與鋅進行了有效的分離，最大限度回收了鋅冶煉渣中的有價金屬，鋅和鈷的直收率均在95%以上，達到了將鋅冶煉中產(chǎn)生的危廢變害為利的目的，消除了鋅冶煉工業(yè)中將鋅和鈷高含量的冶煉渣長期堆存過程中造成的環(huán)境污染，達到了清潔生產(chǎn)的要求。
【專利說明】
一種從鋅冶煉渣中回收鋅、鈷的方法
技術(shù)領域
[0001]本發(fā)明屬于金屬冶煉廢棄物回收技術(shù)領域，具體涉及一種從鋅冶煉渣中回收鋅、鈷的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋅冶煉產(chǎn)鎳鈷渣含鋅約50%，鈷0.1-0.3%，對其進行硫酸全浸、沉鈷以及除鎘后，鋅以硫酸鋅溶液形式返回主系統(tǒng)，沉鈷工序產(chǎn)出含鈷10%左右的高鈷渣，該高鈷渣為危廢，由于其含鋅量高達10%-20%，利用技術(shù)難度大，鋅冶煉廠一般都將其堆存。
[0003]目前，對該高鈷渣的處理一般采用(I)選擇性浸出法:該工藝在一定條件下浸出含鈷渣，使大部分的鋅溶解于溶液中，而將鈷留在浸出渣中，達到鋅和鈷分離富集的目的，但該工藝在實際應用中只能部分分離鋅鈷，達不到鋅鈷高效分離回收的目的；(2)氨一硫酸銨法:中南工業(yè)大學的趙延凱、唐謨堂(趙延凱，唐謨堂.濕法煉鋅凈化鈷渣新處理工藝[J].中南工業(yè)大學學報，2001,32(4):371-375.)采用氨水和硫酸銨體系，在氧化劑的作用下浸出烘烤過的鈷渣，再采用鋅粉凈化法對浸出上清液進行深度凈化并進行鋅與鎘、鈷、銅等的分離。除鈷后的溶液采用銨溶液電解法生產(chǎn)電解鋅，而對含鈷渣再進行進一步的處理，該方法并沒有對鈷進行有效的回收利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種分離效果好、回收率高的從鋅冶煉渣中回收鋅、鈷的方法，以最大限度地回收鋅冶煉渣中的有價金屬。
[0005]本發(fā)明的目的是通過如下方式實現(xiàn)的:先采用雙氧水和濃硫酸浸出鋅冶煉渣中的金屬，然后除鎘，除鈣、鎂，最后萃取分離鋅鈷并分別回收，得到硫酸鋅、草酸鈷和氫氧化鈷。具體包括以下步驟:
(1)浸出
將鋅冶煉渣用水漿化后，加入雙氧水，然后緩慢加入濃硫酸，于溫度70-85 T^PpH 1-1.5的條件下反應1-1.5h后，將反應液pH調(diào)至3-5反應1-1.5h，過濾，得到浸出渣和浸出液；其中，鋅冶煉渣與雙氧水和濃硫酸的加入比例為3-5:1-2:1-2(M: V: V);
(2)除鎘
將上述浸出液用濃度為30-40g/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至3.5-4，待溶液溫度降至50-60°C時，加入鋅粉強烈攪拌30-45min，以防止因鋅粉粒度過細飄浮在溶液表面而不參與反應，然后過濾，得到鎘渣和除鎘液；
(3)除鈣、鎂
上述除鎘液中含有少量的雜質(zhì)鈣、鎂，而鈣和鎂很難用P204萃取分離的方法除去，會影響到鈷產(chǎn)品的質(zhì)量;本發(fā)明采用NaF溶液高溫沉淀法除鈣、鎂:利用氟離子與硫酸鹽溶液中的鈣、鎂離子發(fā)生反應，生成難溶的氟化鈣、氟化鎂沉淀而除去；
2NaF+CaS04=CaF2|+Na2S042NaF+MgS04=MgF2|+Na2S04
具體過程為:將除鎘液用濃度為30-40g/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH至5.1-5.4后，加熱到95-1000C，緩慢加入含1.5倍理論量NaF的NaF濁液，攪拌2_2.5h，趁熱過濾，得到鈣鎂渣和除鈣鎂液；
(5)分尚鋅鈷
將除鈣鎂液栗入混合澄清萃取箱，與逆向流動的萃取有機相依次混合并進行萃取，得到除鋅后的萃余液和載鋅有機相;載鋅有機相與濃度為50-120g/L的硫酸逆流反萃取再生，反萃取后液通過補充硫酸循環(huán)反萃取，待其中的鋅濃度達到120g/L以上時抽取部分溶液后結(jié)晶，得到硫酸鋅；
萃取條件為相比O: A=2-3:1，溫度40-50 °C，時間3_5min，級數(shù)5_10級；萃取有機相采用一般機械攪拌的物理方法均勻混合而成，為保證萃取過程水相酸度的穩(wěn)定，萃取前預先將萃取有機相與濃度為500g/L的NaOH溶液以體積比1000:70-80均相制皂；
反萃取條件為相比O: A=2-3:1，溫度40-50 °C，時間3_5min，級數(shù)4_8級；
(6)沉鈷
上述萃余液靜置后通過活性炭吸附除油，然后加熱到50-60°C，將稱取的1.2-1.3倍理論量的草酸用超純水溶解后緩慢加入其中，反應15-20min，過濾;所得草酸鈷用純水漿洗4-5次后于80-85 °C下烘干，得到草酸鈷產(chǎn)品;沉鈷母液加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至8-9得到氫氧化鉆。
[0006]本發(fā)明的工藝方法將鋅冶煉渣中的鈷與鋅進行了有效的分離，鋅回收得到硫酸鋅，鈷回收得到草酸鈷和氫氧化鈷，最大限度回收了鋅冶煉渣中的有價金屬，達到了將鋅冶煉中產(chǎn)生的危廢變害為利的目的，消除了鋅冶煉工業(yè)中將鋅和鈷高含量的冶煉渣長期堆存過程中造成的環(huán)境污染，達到了清潔生產(chǎn)的要求。
【具體實施方式】
[0007]為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0008]實施例1
一種從鋅冶煉渣中回收鋅、鈷的方法，包括以下步驟:
(1)浸出
將鋅冶煉渣用水漿化后，加入雙氧水，然后緩慢加入濃硫酸，于溫度70T^PpH 1.0的條件下反應Ih后，將反應液pH調(diào)至3反應lh，過濾，得到浸出渣和浸出液;其中，鋅冶煉渣與雙氧水和濃硫酸的加入比例為3:1:1(M:V:V)；
(2)除鎘
將上述浸出液用濃度為30g/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至3.5，待溶液溫度降至50°C時，加入鋅粉強烈攪拌30min，過濾，得到鎘渣和除鎘液；
(3)除鈣、鎂
將除鎘液用濃度為30g/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至5.1后，加熱到95°C，緩慢加入含1.5倍理論量NaF的NaF濁液，攪拌2h，趁熱過濾，得到鈣鎂渣和除鈣鎂液；
(5)分尚鋅鈷
將除鈣鎂液栗入混合澄清萃取箱，與逆向流動的萃取有機相依次混合并進行萃取，得到除鋅后的萃余液和載鋅有機相;載鋅有機相與濃度為50g/L的硫酸逆流反萃取再生，反萃取后液通過補充硫酸循環(huán)反萃取，待其中的鋅濃度達到120g/L以上時抽取部分溶液后結(jié)晶，得到硫酸鋅；
萃取條件為相比O: A=2:1，溫度40°C，時間3min，級數(shù)5級；萃取前預先將萃取有機相與濃度為500g/L的NaOH溶液以體積比1000:70均相制皂；
反萃取條件為相比O: A=2:1，溫度40°C，時間3min，級數(shù)4級；
(6)沉鈷
上述萃余液靜置后通過活性炭吸附除油，然后加熱到50°C，將稱取的1.2倍理論量的草酸用超純水溶解后緩慢加入其中，反應15min，過濾;所得草酸鈷用純水漿洗4次后于80°C下烘干，得到草酸鈷產(chǎn)品;沉鈷母液加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH至8得到氫氧化鈷。
[0009]鋅和鈷的直收率分別為96.5%和96%。
[0010]實施例2
一種從鋅冶煉渣中回收鋅、鈷的方法，包括以下步驟:
(1)浸出
將鋅冶煉渣用水漿化后，加入雙氧水，然后緩慢加入濃硫酸，于溫度75T^PpH 1.0的條件下反應Ih后，將反應液pH調(diào)至4反應1.5h，過濾，得到浸出渣和浸出液;其中，鋅冶煉渣與雙氧水和濃硫酸的加入比例為4:1.5:1.6(M: V: V)；
(2)除鎘
將上述浸出液用濃度為35g/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至3.5，待溶液溫度降至55°C時，加入鋅粉強烈攪拌40min，過濾，得到鎘渣和除鎘液；
(3)除鈣、鎂
將除鎘液用濃度為35g/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至5.2后，加熱到95°C，緩慢加入含1.5倍理論量NaF的NaF濁液，攪拌2h，趁熱過濾，得到鈣鎂渣和除鈣鎂液；
(5)分尚鋅鈷
將除鈣鎂液栗入混合澄清萃取箱，與逆向流動的萃取有機相依次混合并進行萃取，得到除鋅后的萃余液和載鋅有機相;載鋅有機相與濃度為80g/L的硫酸逆流反萃取再生，反萃取后液通過補充硫酸循環(huán)反萃取，待其中的鋅濃度達到120g/L以上時抽取部分溶液后結(jié)晶，得到硫酸鋅；
萃取條件為相比0:A=2.5:1，溫度45°C，時間4min，級數(shù)8級；萃取前預先將萃取有機相與濃度為500g/L的NaOH溶液以體積比1000:75均相制皂；
反萃取條件為相比O: A=2.5:1，溫度45 0C，時間4min，級數(shù)6級；
(6)沉鈷
上述萃余液靜置后通過活性炭吸附除油，然后加熱到55°C，將稱取的1.2倍理論量的草酸用超純水溶解后緩慢加入其中，反應15min，過濾;所得草酸鈷用純水漿洗4次后于80°C下烘干，得到草酸鈷產(chǎn)品;沉鈷母液加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH至8.5得到氫氧化鈷。
[0011 ] 鋅和鈷的直收率分別為96%和95.5%。
[0012]實施例3
一種從鋅冶煉渣中回收鋅、鈷的方法，包括以下步驟:
(I)浸出將鋅冶煉渣用水漿化后，加入雙氧水，然后緩慢加入濃硫酸，于溫度85T^PpH 1.5的條件下反應1.5h后，將反應液pH調(diào)至5反應1.5h，過濾，得到浸出渣和浸出液;其中，鋅冶煉渣與雙氧水和濃硫酸的加入比例為5:2:2(M:V:V)；
(2)除鎘
將上述浸出液用濃度為40g/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至4，待溶液溫度降至60 0C時，加入鋅粉強烈攪拌45min，過濾，得到鎘渣和除鎘液；
(3)除鈣、鎂
將除鎘液用濃度為40g/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至5.4后，加熱到100°C，緩慢加入含1.5倍理論量NaF的NaF濁液，攪拌2.5h，趁熱過濾，得到鈣鎂渣和除鈣鎂液；
(5)分尚鋅鈷
將除鈣鎂液栗入混合澄清萃取箱，與逆向流動的萃取有機相依次混合并進行萃取，得到除鋅后的萃余液和載鋅有機相;載鋅有機相與濃度為120g/L的硫酸逆流反萃取再生，反萃取后液通過補充硫酸循環(huán)反萃取，待其中的鋅濃度達到120g/L以上時抽取部分溶液后結(jié)晶，得到硫酸鋅；
萃取條件為相比0:A=3:1，溫度50°C，時間5min，級數(shù)10級;萃取前預先將萃取有機相與濃度為500g/L的NaOH溶液以體積比1000:80均相制皂；
反萃取條件為相比O: A=3:1，溫度50°C，時間5min，級數(shù)8級；
(6)沉鈷
上述萃余液靜置后通過活性炭吸附除油，然后加熱到60°C，將稱取的1.3倍理論量的草酸用超純水溶解后緩慢加入其中，反應20min，過濾;所得草酸鈷用純水漿洗5次后于85°C下烘干，得到草酸鈷產(chǎn)品;沉鈷母液加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH至9得到氫氧化鈷。
[0013]鋅和鈷的直收率分別為96.5%和96%。
[0014]由上述各實施例可以看出，采用本發(fā)明的方法將鋅冶煉渣中的鋅、鈷進行了有效的分離，且鋅、鈷的直收率均在95%以上，可以在鋅冶煉渣的回收利用領域推廣應用。
【主權(quán)項】
1.一種從鋅冶煉渣中回收鋅、鈷的方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)浸出 將鋅冶煉渣用水漿化后，加入雙氧水，然后緩慢加入濃硫酸，于溫度70-85 °C和pH 1-1.5的條件下反應1-1.5h后，將反應液pH調(diào)至3-5反應1-1.5h，過濾，得到浸出渣和浸出液； (2)除鎘 將上述浸出液用稀堿液調(diào)節(jié)PH至3.5-4，待溶液溫度降至50-60°C時，加入鋅粉強烈攪拌30-45min，過濾，得到鎘渣和除鎘液； (3)除鈣、鎂 將除鎘液用稀堿液調(diào)節(jié)PH至5.1-5.4后，加熱到95-100°C，緩慢加入NaF濁液，攪拌2-2.5h，趁熱過濾，得到鈣鎂渣和除鈣鎂液； (4)分離鋅鈷 將除鈣鎂液栗入混合澄清萃取箱，與逆向流動的萃取有機相依次混合并進行萃取，得到除鋅后的萃余液和載鋅有機相;載鋅有機相與反萃取劑逆流反萃取再生，反萃取后液通過補充溶質(zhì)循環(huán)反萃取，待其中的鋅濃度達到120g/L以上時抽取部分溶液后結(jié)晶，得到含鋅廣品； (5)沉鈷 上述萃余液靜置后通過活性炭吸附除油，然后加熱到50-60°C，將稱取的1.2-1.3倍理論量的草酸用超純水溶解后緩慢加入其中，反應15-20min，過濾;所得草酸鈷用純水漿洗4-5次后于80-85 °C下烘干，得到草酸鈷產(chǎn)品;沉鈷母液加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至8-9得到氫氧化鉆。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從鋅冶煉渣中回收鋅、鈷的方法，其特征在于:步驟(I)中所述鋅冶煉渣與雙氧水和濃硫酸的重量體積比為3-5:1-2:1-2。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從鋅冶煉渣中回收鋅、鈷的方法，其特征在于:步驟(2)和步驟步驟(3)中所述稀堿液為濃度為30-40g/L的氫氧化鈉稀溶液。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從鋅冶煉渣中回收鋅、鈷的方法，其特征在于:步驟(3)中所述NaF濁液中含1.5倍理論量的NaF。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從鋅冶煉渣中回收鋅、鈷的方法，其特征在于:步驟(4)中所述萃取條件為相比0:A=2-3:1，溫度40-50°C，時間3-5min，級數(shù)5-10級；反萃取條件為相比0:A=2-3:1，溫度40-50°C，時間3-5min，級數(shù)4-8級。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從鋅冶煉渣中回收鋅、鈷的方法，其特征在于:步驟(4)中所述萃取有機相的組成以體積百分比計為:磺化煤油50-65%，P204 35-50%。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從鋅冶煉渣中回收鋅、鈷的方法，其特征在于:步驟(4)中所述反萃取劑為濃度為50-120g/L的硫酸。
【文檔編號】C22B7/04GK106086439SQ201610631965
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月4日 公開號201610631965.X, CN 106086439 A, CN 106086439A, CN 201610631965, CN-A-106086439, CN106086439 A, CN106086439A, CN201610631965, CN201610631965.X
【發(fā)明人】程亮, 邵傳兵, 李俞良, 李守榮, 趙宏, 魯興武, 易超, 馬琳亭, 張恩玉, 曹桂銀
【申請人】西北礦冶研究院