一种锌粉置换渣中有价金属的综合回收方法技术

本发明专利技术公开了一种锌粉置换渣中有价金属的综合回收方法，本发明专利技术高效回收锌粉置换渣中的Zn、Cu、Ge、Cd、Ni和Co，金属浸出率均能达到98％；浸出时间比传统工艺缩短5h左右，有利于提高金属综合回收率，各金属综合回收率95％，同时降低了整个工艺过程的能耗，且产生的废液作为浸出剂返回浸出，达到了循环利用的目的，解决了环境污染的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种锌粉置换渣中有价金属的综合回收方法
本专利技术涉及一种有价金属的回收方法，特别是一种锌粉置换渣中有价金属的综合回收方法。
技术介绍
锌置换渣是湿法炼锌企业净化工段用锌粉置换除杂时产生的大宗工业固体废渣，排放会造成严重的环境污染，属于国家危险废物。锌置换渣通常含有Zn、Pb、Cu、Ge等有价金属，渣中锌品位一般在20～25％，铜品位在3～8％，锗品位在0.1～0.2％，铅品位在5～8％，具有极高的综合回收价值。这类渣采用传统回转窑挥发工艺回收其中的有价金属时，大部分铜会进入窑渣，而提取窑渣中的铜必须采用火法冶炼才能回收，同时，部分Ge会进入窑渣而得不到充分回收；采用氧化焙烧预先使渣中各金属矿物结构、性质发生改变，致使原来被包裹的金属充分暴露后，再进行酸浸以提高金属浸出率，但氧化焙烧能耗大，还需要对烟气进行处理，因而投资大，成本高；采用常规的硫酸中性浸出或酸性浸出工艺，金属浸出率都不高；采用硫酸加氟化浸出，可克服二氧化硅对浸出率的影响，可大大提高各有价金属的浸出回收率，但F-的引入会造成设备的加速腐蚀及环境污染，还影响电锌系统；而采用加KMnO4或MnO2、NaClO及H2O2等氧化剂的氧化酸浸工艺，虽然能提高大部分金属浸出率，但Ge的浸出率仍然不高，只有80％左右，同时浸出液中会带来新的含Mn2+、Mn4+或Cl-等杂质，对后续Cu的萃取及Zn的提取都有很大的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的，是提供一种锌粉置换渣中有价金属的综合回收方法。本专利技术高效回收锌粉置换渣中的Zn、Cu、Ge、Cd、Ni和Co，金属浸出率均能达到98％；浸出时间比传统工艺缩短5h左右，有利于提高金属综合回收率，各金属综合回收率95％，同时降低了整个工艺过程的能耗，且产生的废液作为浸出剂返回浸出，达到了循环利用的目的，解决了环境污染的问题，绿色环保。本专利技术是这样实现的：一种锌粉置换渣中有价金属的综合回收方法，包括以下步骤：(1)将锌粉置换渣与电锌废液混合后，加入到反应釜中，同时加入硫酸溶液进行酸浸，控制温度100-200℃，通入含氧气体，控制氧分压0.5-1.5MPa，控制反应时间0.5-4h，得到混合物料，混合物料固液分离，得含Zn、Cu、Ge、Cd、Ni、Co和Fe酸浸液及含铅浸出渣；(2)将步骤(1)所得的含Zn、Ge、Cu、Cd、Ni、Co和Fe酸浸液进行铜的萃取分离回收，采用铜萃取剂萃取分离铜，得到萃铜余液和含铜有机相；将含铜有机相采用硫酸反萃铜，得到含铜反萃液，并将含铜反萃液进行电解，获得铜单质；(3)将步骤(2)获得的萃铜余液先采用还原剂将铁离子还原为亚铁离子，再向还原后的溶液中加入络合剂，采用锗萃取剂萃取锗或采用单宁酸沉淀锗，得到提锗余液和含锗有机相，或提锗余液和单宁锗；对含锗有机相采用氢氧化钠进行反萃，反萃水相用硫酸调节pH值至8-10进行水解，得到锗沉淀；将锗沉淀或单宁锗在300-600℃下煅烧，获得锗精矿；(4)将步骤(3)得到的提锗余液加热至50-60℃后，加入除钴剂沉淀Co和Ni，得到除钴镍余液和钴镍渣，钴镍渣经煅烧后得到镍钴精矿；(5)将步骤(4)获得的除镍钴余液用锌片或锌粉置换镉，得到海绵镉和除镉余液；(6)将步骤(5)获得的除镉余液进行氧化除铁，即向除镉余液中加入双氧水和石灰乳，控制pH5.0-5.2、温度50-85℃，使Fe2+氧化为Fe3+，并形成Fe(OH)3沉淀，过滤得到铁渣和除铁滤液；(7)将步骤(6)获得除铁滤液送入电锌系统进行锌的电解，得到电解锌和电锌废液，电锌废液返回步骤(1)中作为锌粉置换渣的浸出剂进行循环利用。前述的锌粉置换渣中有价金属的综合回收方法，步骤(1)中，所述电锌废液中硫酸的浓度为50-200g/L；所述锌粉置换渣与电锌废液的液固质量比4-10:1；所述的含氧气体为空气或氧气。前述的锌粉置换渣中有价金属的综合回收方法，步骤(2)中，所述的铜萃取剂由CP-180或N902与煤油混合而成，其中煤油的体积百分数为70-80％；铜萃取时，萃取条件为：相比A/O为0.5-1，萃取温度为10-40℃，萃取级数3-6级。前述的锌粉置换渣中有价金属的综合回收方法，步骤(2)中，反萃铜时，反萃条件为硫酸溶液浓度150-200g/L，相比A/O为2-3，反萃温度为10-40℃，反萃级数2-4级。前述的锌粉置换渣中有价金属的综合回收方法，步骤(2)中，电解条件为电解电压U＝2-3V，电流密度为150-200A/m2，电解温度为25-40℃，电解时间为4-10h。前述的锌粉置换渣中有价金属的综合回收方法，步骤(3)中，所述的还原剂为铁粉、亚硫酸钠或木质素；还原剂加入重量为萃铜余液中铁离子重量的0.5-1.2倍。前述的锌粉置换渣中有价金属的综合回收方法，步骤(3)中，所述的络合剂为酒石酸、抗坏血酸、草酸或乙二胺四乙酸中的一种以上；所述络合剂的加入量为络合剂与锗的摩尔比3-8:1；所述的锗萃取剂为10％的HBL101、20％的N235和70％的煤油组成的混合物，相比A/O为2-3，萃取温度为10-40℃，萃取级数3-6级。前述的锌粉置换渣中有价金属的综合回收方法，步骤(3)中，反萃时，反萃条件为氢氧化钠溶液浓度100-200g/L，相比A/O为3-6，反萃温度为10-40℃，反萃级数3-6级；所述的单宁酸加入量为单宁酸与萃铜余液中锗的重量比为10-30:1。前述的锌粉置换渣中有价金属的综合回收方法，步骤(4)中，所述的除钴剂为邻苯二酚与β-荼酚的混合物，β-荼酚与邻苯二酚的质量比为2-5:1，其加入量为Ni和Co含量之和的1.35-2倍。前述的锌粉置换渣中有价金属的综合回收方法，步骤(5)中，锌片或锌粉与镉的摩尔比1.1～1.5:1；步骤(6)中按双氧水与铁离子的摩尔比0.5～5:1加入双氧水，所述的石灰乳浓度为5-20％。与现有技术比较，本专利技术通过在反应釜中加入硫酸容易进行酸浸，控制温度为100-200℃，并通入氧气或空气，这样可有回收渣中的Zn、Cu、Ge、Cd、Ni和Co，同时使锌置换渣中各金属矿物结构、性质发生改变，致使原来被包裹的金属充分暴露，从而大大地强化了各金属的浸出过程，使金属浸出率得以提高，缩短了浸出时间，按本专利技术工艺进行处理时，各金属浸出率均能达到98％，浸出时间比传统工艺缩短5h左右，对酸浸液中有价金属采用全湿法分步提取工艺处理，同时配合本专利技术中的工艺参数和试剂，有利于提高金属综合回收率，各金属综合回收率95％，同时降低了整个工艺过程的能耗，降低了成本，且产生的废液作为浸出剂返回浸出，达到了循环利用的目的，解决了环境污染的问题，绿色环保。具体实施方式实施例1。一种锌粉置换渣中有价金属的综合回收方法，具体包括以下步骤：(1)将锌粉置换渣与电锌废液混合后，加入反应釜中，加入到反应釜中，同时加入硫酸溶液进行酸浸，控制温度100-200℃，通入氧气，控制氧分压1MPa，控制反应时间2h，得到混合物料，混合物料固液分离，得含Zn、Cu、Ge、Cd、Ni、Co、Fe酸浸液及含铅浸出渣；所述电锌废液中硫酸的浓度为125g/L；所述锌粉置换渣与电锌废液的液固质量比7:1；(2)将步骤(1)所得的含Zn、Ge、Cu、Cd、Ni、Co、Fe酸浸液进行铜的萃取分离回收，采用铜萃取剂在一定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锌粉置换渣中有价金属的综合回收方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将锌粉置换渣与电锌废液混合后，加入到反应釜中，同时加入硫酸溶液进行酸浸，控制温度100‑200℃，通入含氧气体，控制氧分压0.5‑1.5MPa，控制反应时间0.5‑4h，得到混合物料，混合物料固液分离，得含Zn、Cu、Ge、Cd、Ni、Co和Fe酸浸液及含铅浸出渣；(2)将步骤(1)所得的含Zn、Ge、Cu、Cd、Ni、Co和Fe酸浸液进行铜的萃取分离回收，采用铜萃取剂萃取分离铜，得到萃铜余液和含铜有机相；将含铜有机相采用硫酸反萃铜，得到含铜反萃液，并将含铜反萃液进行电解，获得铜单质；(3)将步骤(2)获得的萃铜余液先采用还原剂将铁离子还原为亚铁离子，再向还原后的溶液中加入络合剂，采用锗萃取剂萃取锗或采用单宁酸沉淀锗，得到提锗余液和含锗有机相，或提锗余液和单宁锗；对含锗有机相采用氢氧化钠进行反萃，反萃水相用硫酸调节pH值至8‑10进行水解，得到锗沉淀；将锗沉淀或单宁锗在300‑600℃下煅烧，获得锗精矿；(4)将步骤(3)得到的提锗余液加热至50‑60℃后，加入除钴剂沉淀Co和Ni，得到除钴镍余液和钴镍渣，钴镍渣经煅烧后得到镍钴精矿；(5)将步骤(4)获得的除镍钴余液用锌片或锌粉置换镉，得到海绵镉和除镉余液；(6)将步骤(5)获得的除镉余液进行氧化除铁，即向除镉余液中加入双氧水和石灰乳，控制pH5.0‑5.2、温度50‑85℃，使Fe...

【技术特征摘要】
1.一种锌粉置换渣中有价金属的综合回收方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将锌粉置换渣与电锌废液混合后，加入到反应釜中，同时加入硫酸溶液进行酸浸，控制温度100-200℃，通入含氧气体，控制氧分压0.5-1.5MPa，控制反应时间0.5-4h，得到混合物料，混合物料固液分离，得含Zn、Cu、Ge、Cd、Ni、Co和Fe酸浸液及含铅浸出渣；(2)将步骤(1)所得的含Zn、Ge、Cu、Cd、Ni、Co和Fe酸浸液进行铜的萃取分离回收，采用铜萃取剂萃取分离铜，得到萃铜余液和含铜有机相；将含铜有机相采用硫酸反萃铜，得到含铜反萃液，并将含铜反萃液进行电解，获得铜单质；(3)将步骤(2)获得的萃铜余液先采用还原剂将铁离子还原为亚铁离子，再向还原后的溶液中加入络合剂，采用锗萃取剂萃取锗或采用单宁酸沉淀锗，得到提锗余液和含锗有机相，或提锗余液和单宁锗；对含锗有机相采用氢氧化钠进行反萃，反萃水相用硫酸调节pH值至8-10进行水解，得到锗沉淀；将锗沉淀或单宁锗在300-600℃下煅烧，获得锗精矿；(4)将步骤(3)得到的提锗余液加热至50-60℃后，加入除钴剂沉淀Co和Ni，得到除钴镍余液和钴镍渣，钴镍渣经煅烧后得到镍钴精矿；(5)将步骤(4)获得的除镍钴余液用锌片或锌粉置换镉，得到海绵镉和除镉余液；(6)将步骤(5)获得的除镉余液进行氧化除铁，即向除镉余液中加入双氧水和石灰乳，控制pH5.0-5.2、温度50-85℃，使Fe2+氧化为Fe3+，并形成Fe(OH)3沉淀，过滤得到铁渣和除铁滤液；(7)将步骤(6)获得除铁滤液送入电锌系统进行锌的电解，得到电解锌和电锌废液，电锌废液返回步骤(1)中作为锌粉置换渣的浸出剂进行循环利用。2.根据权利要求1所述的锌粉置换渣中有价金属的综合回收方法，其特征在于：步骤(1)中，所述电锌废液中硫酸的浓度为50-200g/L；所述锌粉置换渣与电锌废液的液固质量比4-10:1；所述的含氧气体为空气或氧气。3.根据权利要求1所述的锌粉置换渣中有价金属的综合回收方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的铜萃取剂由CP-180或N902...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛涛，聂登攀，刘安荣，王振杰，薛安，朱明燕，韦国龙，曾光祥，
申请(专利权)人：贵州宏达环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52