一种硫酸铅渣湿法清洁处理的方法技术

本发明专利技术公开了一种硫酸铅渣湿法清洁处理的方法，该方法首先以氯化物溶液为配位浸出剂，对硫酸铅渣进行氯化配位浸出，得到铅氯化配位浸出液及浸出渣。浸出液趁热过滤后冷却结晶，之后再次进行液固分离，分别得到氯化铅晶体及结晶后液。结晶后液回用于氯化配位浸出，结晶得到的氯化铅晶体加入到醋酸盐溶液体系内进行转化浸出。转化浸出后浸出液不经净化直接作为阴极液采用隔膜电积技术提取铅。隔膜电解结束后，阴极得到99.9％以上的电铅，而阴、阳极贫化液可返回系统使用，实现工艺流程的闭路循环。该工艺可以对硫酸铅渣进行清洁高效处理，直接得到纯度较高的电铅产品，具有原料适应性强、工艺流程简单、有价元素回收率高、清洁环保的突出优点。

A wet cleaning method for lead sulfate residue

The invention discloses a wet cleaning treatment method for lead sulfate residue. The method firstly uses chloride solution as coordination leaching agent to chlorinate lead sulfate residue, and obtains lead chloride coordination leaching solution and leaching residue. The leaching solution is cooled and crystallized after hot filtration, and then separated again to obtain lead chloride crystal and crystallized liquid. The crystallized solution is reused for chlorination coordination leaching, and the crystallized lead chloride crystals are added to the acetate solution system for transformation leaching. After leaching, the leach solution is directly purified as cathode solution without purification. After the diaphragm electrolysis, more than 99.9% lead was obtained from the cathode, and the diluted solution of anode and cathode could be returned to the system to realize the closed-circuit cycle of the technological process. The process can be used to clean and efficiently treat lead sulfate residue and get high purity lead products directly. It has the outstanding advantages of strong adaptability of raw materials, simple process flow, high recovery rate of valuable elements, and clean and environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
一种硫酸铅渣湿法清洁处理的方法
本专利技术属于湿法冶金领域，具体涉及一种硫酸铅渣湿法清洁处理的方法。
技术介绍
湿法炼锌过程中，常产出大量硫酸铅渣。另外，锌浸出渣转炉烟尘、钢铁厂烟尘、炼铜厂烟尘等经火法还原挥发处理后的氧化锌同样含有铅，硫酸浸后，铅大都集中在浸出渣中，也形成硫酸铅渣。这些硫酸铅渣中的铅大部分以PbSO4物相存在，铅含量一般在10～50％不等，实现其资源化、减量化回收利用意义重大。目前硫酸铅渣的处理工艺可分为火法冶金和湿法冶金两种。火法冶金主要是将其作为炼铅原料，与铅精矿一道搭配入火法铅冶炼系统回收铅。但由于硫酸铅渣中铅含量相对较低，且与PbS精矿熔炼相比，硫酸铅的分解纯属吸热反应，需外部供以大量的热能。因此将其搭配入炉与PbS精矿一道熔炼时，其搭配量有限，否则难以维持铅冶炼系统的热平衡。此外，火法冶金工艺处理硫酸铅渣不仅能耗高，而且易产生SO2、挥发性铅尘等大气污染物，熔炼烟气处理成本相对更高；湿法回收工艺目前最常见的硫酸铅渣处理方法，主要是以Na2CO3或NaHCO3为脱硫剂，在强搅拌条件下将硫酸铅渣中PbSO4转化为PbCO3，再对其焙烧或配入硅氟酸体系电解得到铅粉。但实践证明，硫酸铅渣湿法处理工艺存在转化率低、废水排放量大，硅氟酸体系电解时易释放HF等有毒有害气体等问题。我国是世界上最大的湿法炼锌生产国，加上钢厂烟灰、转炉烟尘处理等，每年产出巨量的硫酸铅渣。随着国家对环境保护力度的不断加大，开发出一种清洁、高效的硫酸铅渣处理新工艺具有巨大的现实意义，也具有很好的经济及环境价值。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种硫酸铅渣湿法清洁处理的方法，以实现硫酸铅渣中铅的清洁、高效回收。本专利技术一种硫酸铅渣湿法清洁处理的方法，包括如下步骤：步骤一：硫酸铅渣的氯化配位浸出以氯化物溶液为配位浸出剂对硫酸铅渣进行氯化配位浸出，浸出结束后固液分离，得到含铅配合物的浸出液及浸出渣；步骤二：浸出液结晶将步骤一得到的含铅配合物的浸出液结晶，固液分离，得到氯化铅晶体及结晶后液；步骤三：氯化铅晶体的转化浸出配置醋酸盐溶液作为转化浸出剂，并将步骤二得到的氯化铅晶体加入醋酸盐溶液中进行转化浸出获得转化浸出液；步骤四：转化浸出液的隔膜电积提铅将步骤三得到的转化浸出液作为阴极电解液，以氯化铵溶液作为阳极电解液进行隔膜电积提取铅；电积结束后获得电铅、阴极贫化液、阳极贫化液。本专利技术的技术方案是：首先以氯化物溶液为配位浸出剂，对硫酸铅渣进行氯化配位浸出，得到铅氯化配位浸出液及浸出渣。对铅氯化配位浸出液进行结晶，之后再次进行液固分离，分别得到氯化铅晶体及结晶后液。结晶后液可以回用于氯化配位浸出，结晶得到的氯化铅晶体加入到醋酸盐溶液体系内进行转化浸出。转化浸出后浸出液不经净化直接作为阴极液采用隔膜电积技术提取铅。隔膜电解结束后，阴极得到99.9％以上的电铅，而阴、阳极贫化液可以返回系统使用，实现工艺流程的闭路循环。该工艺可以对硫酸铅渣进行清洁高效处理，直接得到纯度较高的电铅产品，具有原料适应性强、工艺流程简单、有价元素回收率高、清洁环保的突出优点。在本专利技术中，通过醋酸盐溶液体系的转化浸出，有效保证了隔膜电积的顺利进行，专利技术人发现若直接以步骤一所得的含铅配合物的浸出液作为阴极电解液进行隔膜电积提取铅。在电积过程中，随着浸出液逐渐冷却，阴极电解液中将不断有氯化铅晶体析出。阴极液中铅离子浓度不断降低。阴极析出产物无法成板，而是疏松的铅粉。在本专利技术中隔膜电积过程中，采用氯化铵溶液作为阳极电解液，可避免电积时阳极析出氯气。专利技术人发现，在本专利技术的电积体系中，当阳极电解液中同时有Cl-和NH4+时，阳极发生的反应是：6NH4+-6e＝3N2↑+24H+，阳极析出的是无害的氮气而非氯气。实现了该含氯化物溶液体系电积过程的清洁处理。优选的方案，所述的步骤一中，氯化物溶液中包含与硫酸根反应形成沉淀的氯化物A，以及与硫酸根反应不能形成沉淀的氯化物B。进一步的优选，所述氯化物溶液中，氯化物A的量为将硫酸铅渣中的硫酸根全部形成硫酸盐沉淀所需理论量的1倍及以上。作为更进一步的优选，所述氯化物溶液中，氯化物A的量为将硫酸铅渣中的硫酸根全部形成硫酸盐沉淀所需理论量的1.0～3.5倍。作为更进一步的优选，所述氯化物溶液中，氯化物A的量为将硫酸铅渣中的硫酸根全部形成为硫酸盐沉淀所需理论量的1.5～3倍。优选的方案，所述氯化物溶液中，氯化物B与氯化物A的摩尔量之比≥1。进一步的优选，所述氯化物溶液中，氯化物B与氯化物A的摩尔量之比为1～5:1。作为更进一步的优选，所述氯化物溶液中，氯化物B与氯化物A的摩尔量之比为1.5～4:1。进一步的优选，所述氯化物A选自CaCl2、BaCl2中的至少一种。进一步的优选，所述氯化物B选自NH4Cl、NaCl中的至少一种。优选的方案，所述的步骤一中浸出温度为20～95℃。进一步的优选，所述的步骤一中浸出温度为45～90℃。优选的方案，所述的步骤一中浸出时间为30～180min。进一步的优选，所述的步骤一中浸出时间为90～160min。优选的方案，所述的步骤一中，硫酸铅渣与氯化物溶液的固液质量体积比为1:3～9(g:ml)。进一步的优选，所述的步骤一中，硫酸铅渣与氯化物溶液的固液质量体积比为1:4～8(g:ml)。优选的方案，所述的步骤一中，浸出结束后趁热过滤，得到含铅配合物的浸出液及浸出渣。优选的方案，将步骤一得到的含铅配合物的浸出液自然冷却至室温结晶。优选的方案，所述的步骤三中，醋酸盐选自醋酸钠、醋酸铵中的至少一种。进一步的优选，所述醋酸盐的加入量为将该溶液中氯化铅转化为醋酸铅所需理论量的1～3倍。作为更进一步的优选，所述醋酸盐的加入量为将该溶液中氯化铅转化为醋酸铅所需理论量的1.5～2.5倍。优选的方案，所述的步骤三中转化浸出的温度为20～90℃。进一步的优选，所述的步骤三中转化浸出的温度为50～80℃。优选的方案，所述的步骤三中转化浸出的时间为30～180min。进一步的优选，所述的步骤三中转化浸出的时间为60～160min。优选的方案，所述的步骤三中，转化浸出的固液质量体积比为1:3～7(g:ml)。优选的方案，在步骤三所得结晶后液中补入氯化物A获得溶液返回步骤一作为氯化配位浸出剂；所述溶液中氯化物A的量为将硫酸铅渣中的硫酸根全部形成硫酸盐沉淀所需理论量的1.0～3.5倍。优选的方案，将步骤三得到的转化浸出液泵入隔膜电解槽中的阴极室作为阴极电解液，以氯化铵溶液为阳极电解液，进行隔膜电积提取铅。优选的方案，所述隔膜为阴离子膜。优选的方案，所述的步骤四中隔膜电积时，电流密度为50A/m2～500A/m2。进一步的优选，所述的步骤四中隔膜电积时，电流密度为220～350A/m2。优选的方案，所述的步骤四中隔膜电积时，温度为20～80℃。进一步的优选，所述的步骤四中隔膜电积时，温度为30～50℃。优选的方案，所述的步骤四中隔膜电积时，异极距为3～12cm。进一步的优选，所述的步骤四中隔膜电积时，异极距为4～6cm。优选的方案，所述的步骤四中，阴极为石墨板、钛板、镀钌钛板、不锈钢板、铅始极片中的一种。优选的方案，所述的步骤四中，阳极为栅栏状阳极。进一步的优选，所述栅栏状阳极由n根栅栏棒组成，所述n≥2，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硫酸铅渣湿法清洁处理的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：硫酸铅渣的氯化配位浸出以氯化物溶液为配位浸出剂对硫酸铅渣进行氯化配位浸出，浸出结束后固液分离，得到含铅配合物的浸出液及浸出渣；步骤二：浸出液结晶将步骤一得到的含铅配合物的浸出液结晶，固液分离，得到氯化铅晶体及结晶后液；步骤三：氯化铅晶体的转化浸出配置醋酸盐溶液作为转化浸出剂，并将步骤二得到的氯化铅晶体加入醋酸盐溶液中进行转化浸出获得转化浸出液；步骤四：转化浸出液的隔膜电积提铅将步骤三得到的转化浸出液作为阴极电解液，以氯化铵溶液作为阳极电解液进行隔膜电积提取铅；电积结束后获得电铅、阴极贫化液、阳极贫化液。

【技术特征摘要】
1.一种硫酸铅渣湿法清洁处理的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：硫酸铅渣的氯化配位浸出以氯化物溶液为配位浸出剂对硫酸铅渣进行氯化配位浸出，浸出结束后固液分离，得到含铅配合物的浸出液及浸出渣；步骤二：浸出液结晶将步骤一得到的含铅配合物的浸出液结晶，固液分离，得到氯化铅晶体及结晶后液；步骤三：氯化铅晶体的转化浸出配置醋酸盐溶液作为转化浸出剂，并将步骤二得到的氯化铅晶体加入醋酸盐溶液中进行转化浸出获得转化浸出液；步骤四：转化浸出液的隔膜电积提铅将步骤三得到的转化浸出液作为阴极电解液，以氯化铵溶液作为阳极电解液进行隔膜电积提取铅；电积结束后获得电铅、阴极贫化液、阳极贫化液。2.根据权利要求1所述的一种硫酸铅渣湿法清洁处理的方法，其特征在于：所述的步骤一中，硫酸铅渣与氯化物溶液的固液质量体积比为1:3～9(g:ml)，所述的步骤一中，所述氯化物溶液中包含与硫酸根反应形成沉淀的氯化物A，以及与硫酸根反应不能形成沉淀的氯化物B；所述氯化物溶液中，氯化物A的量为将硫酸铅渣中的硫酸根全部形成硫酸盐沉淀所需理论量的的1倍及以上；所述氯化物溶液中，氯化物B与氯化物A的摩尔量之比≥1。3.根据权利要求2所述的一种硫酸铅渣湿法清洁处理的方法，其特征在于：所述氯化物A选自CaCl2、BaCl2中的至少一种；所述氯化物B选自NH4Cl、NaCl中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种硫酸铅渣湿法清洁处理的方法，其特征在于：所述的步骤一中，浸出温度为20～95℃，所述的步骤一中，浸出时间为30～180min，所述的步骤三中，转化浸出的温度为20～90℃；所述的步骤三中，转化浸出的固液质量体积比为1:3～7(g:ml)；所述的步骤三中，转化浸出的时间为30～180min...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建广，丁龙，李陵晨，南天翔，刘山，闫万鹏，杨建英，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43