專利名稱:一種鋅冶煉副產(chǎn)物的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種鋅冶煉副產(chǎn)物的處理方法,屬于環(huán)境保護(hù)和有色金屬綜合利 用技術(shù)領(lǐng)域。特別涉及一種濕法煉鋅過(guò)程中產(chǎn)出的銅鎘渣和鋅冶煉時(shí)產(chǎn)出的富 鎘煙塵的處理方法。技術(shù)背景在濕法煉鋅過(guò)程中,為了獲得高質(zhì)量的金屬鋅,并且為了提高電流效率,降低電能消耗,在電解前需要將電解液中的雜質(zhì)離子Co、 Ni、 Sb、 Cu和Cd等 凈化除去。其中一般采用鋅粉置換的方法除去Cu和Cd,產(chǎn)出含大量金屬鋅的 銅鎘渣。銅鎘渣的主要成分為Zn、 Cd、 Cu金屬及其它氧化物,還含少量As、 Sb、 Fe、 Co、 Ni等雜質(zhì),主要元素含量(%): Zn30~45、 Cu2~6、 Cd 2 ~ 12、 Fel~7。在鋅精礦的焙燒過(guò)程中,產(chǎn)出含鎘的富鎘煙塵,其主要元素含量 (%): Zn0.3~l、 Cdl2~18、 Pb40~55。絕大多數(shù)金屬鎘是以伴生資源的形式存在于鋅礦中,作為金屬鋅冶煉的副產(chǎn) 品加以回收。目前工業(yè)上提鎘原料主要為銅鎘渣、富鎘煙塵。處理銅鎘渣時(shí), 通常采用稀硫酸溶液浸出,加Mn02使Fe等氧化,并加入石灰水中和除去鐵、 砷和銻,調(diào)整浸出液pH值至3 4后,加入鋅粉置換,產(chǎn)出海綿鎘。海綿鎘經(jīng) 自然氧化后,接著用40 ~ 70g/L的稀石危酸溶液浸出,加入KMn04氧化并加入石 灰水中和水解,進(jìn)一步除去鐵,過(guò)濾后的水溶液用新鮮海綿鎘置換銅,產(chǎn)出含 鎘電解液,電解后獲得純金屬鎘。在銅鎘渣的處理過(guò)程中,當(dāng)浸出液的酸性較 強(qiáng)時(shí),在置換過(guò)程中產(chǎn)生AsH3、 SbH3等劇毒氣體,惡化生產(chǎn)條件,此外還有大 量的H2放出,易發(fā)生爆炸等危險(xiǎn)。富鎘煙塵則需經(jīng)富集后,將含鎘物料溶解,再用處理銅鎘渣相同的方法獲得 含鎘電解液,電解后產(chǎn)出純金屬鎘。采用上述工藝處理濕法煉鋅過(guò)程中產(chǎn)生的含鋅的銅鎘渣或富鎘煙塵,工藝十分復(fù)雜,處理周期長(zhǎng),所需要的化學(xué)原料種類和設(shè)備多,中間副產(chǎn)二次物料多。 鋅粉消耗量大,生產(chǎn)流程中累積的金屬鋅多,增加了生產(chǎn)成本。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鋅冶煉副產(chǎn)物的處理方法。首先用氨水與硫酸銨 (或碳酸銨)的混合水溶液常溫浸出銅鎘渣或富鎘煙塵,然后用有機(jī)萃取劑萃 取的方法脫銅,再以低電流密度電解法從含鋅和鎘的溶液中直接產(chǎn)出金屬鎘, 取代鋅粉置換方法。該方法利用現(xiàn)有鋅冶煉過(guò)程中常用的鋅電解生產(chǎn)設(shè)備,并 且可以應(yīng)用于鋅礦物浸出液的直接脫鎘凈化過(guò)程。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn)的
1、 銅鎘渣經(jīng)自然空氣氧化后,再在260 310。C溫度下空氣中熱處理6 12h, 而富鎘煙塵不需要熱處理。
2、 熱處理后的銅鎘渣或富鎘煙塵加入到氨水與硫酸銨(或碳酸銨)的混合 水溶液中,通入空氣攪拌浸出。其中液固比3~8: 1,氨濃度10 50g/L,硫酸 銨(或碳酸銨)150 ~ 300 g/L,浸出時(shí)間4-20h,浸出溫度15-40°C。
3、 將浸出液過(guò)濾,用煤油稀釋后含10 ~ 30%LIX984 (或LIX984N)的有 機(jī)萃取劑萃取銅,萃取時(shí)浸出液與有機(jī)萃取劑相比3 - 10:1,萃取溫度10 - 40°C; 用170~200g/L的硫酸水溶液為反萃液,從萃銅有機(jī)相中反萃銅,反萃液與萃 銅有機(jī)相的相比1:1 ~6,反萃取溫度10~40。C。反萃取后,含硫酸銅的反萃液 送電解銅。
4、 浸出液經(jīng)萃銅后,加入到電解槽內(nèi),采用普通直流電源電解,電流密度 40~110A/m2,電解時(shí)間6 12h,直至溶液中的鎘離子濃度小于0.01g/L,產(chǎn)出 金屬鎘產(chǎn)品。脫除銅、鎘后的浸出液送鋅提取工序。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是用氨水與硫酸銨(或碳酸銨)的混合水溶液常 溫浸出銅鎘渣或富鎘煙塵,可使鋅冶煉副產(chǎn)物中許多雜質(zhì)不溶解,留在渣中, 得到富集,便于進(jìn)一步處理。而鋅、銅和鎘等溶解進(jìn)入浸出液內(nèi),然后用有機(jī) 萃取劑萃取的方法脫銅,只需一級(jí)萃取,銅的萃取率達(dá)到99.99%,銅反萃液可 生產(chǎn)高純銅產(chǎn)品。浸出液脫銅后,以低電流密度電解法處理含鋅和鎘的浸出液,由于電解時(shí)在鎘未完全析出前,鋅不析出,可直接產(chǎn)出金屬鎘,且電解后浸出
液中鎘離子濃度可小于0.01g/L,從而取代反復(fù)鋅粉置換來(lái)獲得海綿鎘的方法, 在電解過(guò)程中消除了銅與鎘離子的相互干擾,分別獲得較純的銅、鎘產(chǎn)品,電 解后的浸出液可返回鋅的生產(chǎn)流程。從而大大簡(jiǎn)化了處理工藝流程,縮短了生 產(chǎn)周期,并降低了鋅冶煉副產(chǎn)物的處理成本。該方法利用現(xiàn)有鋅冶煉過(guò)程中常 用的鋅電解生產(chǎn)設(shè)備,并且可應(yīng)用于鋅礦物浸出液的直接脫鎘凈化過(guò)程。下面 結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一
本實(shí)施例提供一種鋅冶煉副產(chǎn)物的處理方法,首先將銅鎘渣在空氣中熱處 理,用氨水與硫酸銨(或碳酸銨)的混合水溶液常溫浸出熱處理后的銅鎘渣, 然后用有機(jī)萃取劑萃取的方法脫銅,再以低電流密度電解法從含鋅和鎘的溶液 中直接產(chǎn)出金屬鎘。具體包括取銅鎘渣卯0g,其主要成分為(%): Zn 36.51、 Cu3.63、 Cd7.85、 Fe2.55、 As 0.05、 Sb0.02,在260 — 310。C溫度下空氣中熱處 理8h,冷卻后倒入5L燒杯內(nèi),加入氨水與硫酸銨(或碳酸銨)的混合水溶^3.51^, 混合水溶液中氨濃度40g/L,硫酸銨(或碳酸銨)180g/L,通入空氣攪拌浸出, 浸出時(shí)間8h,浸出溫度25。C。將浸出液過(guò)濾,在浸出液中加入用煤油稀釋后含 20。/。LIX984 (或LIX984N)的有機(jī)萃取劑500mL萃取銅,萃取溫度25'C,攪拌 使有機(jī)萃取劑與浸出液充分混合,然后靜止,澄清分層,待浸出液無(wú)銅藍(lán)色后, 將萃銅有機(jī)相與浸出液分離。用170g/L的辟v酸水溶液200mL作為反萃液,與萃 銅有機(jī)相混合,從萃銅有機(jī)相中反萃銅,反萃取溫度25。C。反萃取后,含硫酸 銅的反萃液送電解銅。電解銅時(shí)以鉛鈣錫合金為陽(yáng)極,1Crl8Ni9Ti不銹鋼板為 陰極,釆用普通直流電源電解,電流密度220A7m2,產(chǎn)出含量大于99.9%的純銅。 浸出液經(jīng)萃銅后,加入到除鎘電解槽內(nèi),以鉛銀合金為陽(yáng)極,鋁板為陰極,采 用普通直流電源電解,電流密度50A/m2,電解時(shí)間8.511,從鋁板上刮下粉末狀 的金屬鎘,獲得鎘產(chǎn)品。經(jīng)分析,電解后溶液中的鎘離子濃度小于0.008g/L。脫 除銅、鎘的浸出液送鋅提取工序。實(shí)施例二
本實(shí)施例提供一種鋅冶煉副產(chǎn)物的處理方法,首先用氨水與硫酸銨(或碳 酸銨)的混合水溶液常溫浸出富鎘煙塵,然后用有機(jī)萃取劑萃取的方法脫銅,
再以低電流密度電解法從含鋅和鎘的溶液中直接產(chǎn)出金屬鎘。具體包括取富 鎘煙塵1000g,其主要成分為(%): Zn0.51、 Pb 50.62、 Cd 14.32、 As 0.96,倒 入5L燒杯內(nèi),加入氨水與硫酸銨(或碳酸銨)的混合水溶液3.5L,混合水溶液 中氨濃度40g/L,硫酸銨(或碳酸銨)120g/L,通入空氣攪拌浸出,浸出時(shí)間12h, 浸出溫度45"C。浸出完后,將浸出液過(guò)濾。由于富鎘煙塵中不含銅,不需要對(duì) 浸出液進(jìn)行萃取銅處理。將浸出^入到除鎘電解槽內(nèi),以鉛銀合金為陽(yáng)極, 鋁板(或不銹鋼板)為陰極,采用普通直流電源電解,電流密度50A/m2,電解 時(shí)間llh,從鋁板(或不銹鋼板)上剝下沉積析出的金屬鎘,獲得鎘產(chǎn)品,電解 后溶液中的鎘離子濃度小于0.006g/L,經(jīng)電解除鎘后的浸出液送提取鋅工序。 以上所述,僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例,本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此, 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到的變 化或替換,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此,本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該 以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種鋅冶煉副產(chǎn)物的處理方法。其特征在于首先用氨水與硫酸銨(或碳酸銨)的混合水溶液常溫浸出銅鎘渣或富鎘煙塵,然后用有機(jī)萃取劑萃取的方法脫銅,再以低電流密度電解法從含鋅和鎘的溶液中直接產(chǎn)出金屬鎘,取代鋅粉置換方法。包括以下步驟(1)、銅鎘渣經(jīng)自然空氣氧化后,再在260~310℃溫度下空氣中熱處理6~12h,而富鎘煙塵不需要熱處理。(2)、熱處理后的銅鎘渣或富鎘煙塵加入到氨水與硫酸銨(或碳酸銨)的混合水溶液中,通入空氣攪拌浸出。其中液固比3~8∶1,氨濃度10~50g/L,硫酸銨(或碳酸銨)150~300g/L,浸出時(shí)間4~20h,浸出溫度15~40℃。(3)、將浸出液過(guò)濾,用煤油稀釋后含10~30%LIX984(或LIX984N)的有機(jī)萃取劑萃取銅,萃取時(shí)浸出液與有機(jī)萃取劑相比3~10∶1,萃取溫度10~40℃;用170~200g/L的硫酸水溶液為反萃液,從萃銅有機(jī)相中反萃銅,反萃液與萃銅有機(jī)相的相比1∶1~6,反萃取溫度10~40℃。反萃取后,含硫酸銅的反萃液送電解銅。(4)、浸出液經(jīng)萃銅后,加入到電解槽內(nèi),采用普通直流電源電解,電流密度40~110A/m2,電解時(shí)間6~12h,直至溶液中的鎘離子濃度小于0.01g/L,產(chǎn)出金屬鎘產(chǎn)品。脫除銅、鎘后的浸出液送鋅提取工序。
全文摘要
一種鋅冶煉副產(chǎn)物的處理方法。首先用氨水與硫酸銨(或碳酸銨)的混合水溶液常溫浸出熱處理后的銅鎘渣或富鎘煙塵,然后用有機(jī)溶劑萃取的方法從浸出液中脫銅,再以低電流密度電解的方法從含鋅和鎘的溶液中直接產(chǎn)出金屬鎘,取代采用鋅粉置換獲得海綿鎘的工藝方法。用硫酸溶液作為反萃液,從脫銅有機(jī)萃取劑中反萃銅,接著從含銅的反萃液中電解制備金屬銅。另外從脫銅后只含有鋅與鎘的浸出液中電解提取鎘,在鎘的電解過(guò)程中消除了銅與鎘離子的相互干擾,電解后的浸出液可返回鋅的生產(chǎn)流程。該方法簡(jiǎn)化了處理工藝流程,縮短了生產(chǎn)周期,可分別獲得較純的銅、鎘產(chǎn)品,降低了鋅冶煉副產(chǎn)物的處理成本。
文檔編號(hào)C25C1/16GK101519727SQ200910130830
公開日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2009年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月16日
發(fā)明者飛 尹, 揭曉武, 李敦鈁, 卜 楊, 楊永強(qiáng), 軍 王, 忠 王, 王念衛(wèi), 王成彥, 偉 郜, 阮書峰, 陳永強(qiáng) 申請(qǐng)人:北京礦冶研究總院