一种从高含氯锌烟灰中提取金属锌的工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种从高含氯锌烟灰中提取金属锌的工艺，包含锌灰碱洗脱氯、浸出、类针铁矿法净化除杂、铜盐深度除氯、三段净化、电积、熔铸；该工艺采用湿法碱洗脱氯工艺，实现废水零排放，较传统火法除氯工艺简单，氯去除率高；且该工艺通过特定的浸出工艺，有效提升了锌的回收率；采用类针铁矿法净化除杂，通过添加改性二硼化镁并结合三段锑盐连续净化处理，有效提升了除杂速率及去除率，锌回收效率高、品位高。

【技术实现步骤摘要】
一种从高含氯锌烟灰中提取金属锌的工艺
本专利技术涉及一种回收锌的工艺，具体是涉及一种从高含氯锌烟灰中提取金属锌的工艺。
技术介绍
近几年，全球锌精矿供应大幅减少，全球锌精矿库存大量消耗，当前锌精矿库存处于低位。单纯由锌矿中冶炼提取锌已不能满足社会的现有需求，因此实现锌的可循环利用是满足市场需求及可持续发展的重要研究方向。高含氯锌烟灰是目前冶炼厂常见的冶炼烟灰，其中含有大量的金属锌，具有回收价值；从高含氯锌烟灰中提取锌的传统工艺采用多膛炉火法除氯，收集的高含氯烟灰外售处理，脱氯后的锌烟灰采用球磨（干式+湿式）处理，处理后采用浸出+除杂+净化+电积工艺生产金属锌；该工艺不仅流程长，回收效率低，且采用火法除氯不仅二次污染大，且去除率低，最终送至电解的锌液含氯离子在2-20g/L,难以满足电解作业的需求，处理成本高，锌的品位低，不利于长期发展；因此，研究一种工艺简单，回收效率高的从高含氯锌烟灰中提取金属锌的工艺是本行业研究的主要方向。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种从高含氯锌烟灰中提取金属锌的工艺，采用湿法碱洗脱氯工艺，碱洗废水蒸发制盐，实现废水零排放，碱洗后的含锌烟灰，采用浸出、类针铁矿除杂、铜盐深度除氯、三段净化、电积等组合工艺生产金属锌，工艺简单，锌回收率高，且锌的品位高。本专利技术的技术方案如下：一种从高含氯锌烟灰中提取金属锌的工艺：包含（1）锌灰碱洗脱氯（2）浸出（3）类针铁矿法净化除杂（4）铜盐深度除氯（5）三段净化（6）电积（7）熔铸。其中，锌灰碱洗脱氯采用“一段碱洗一段水洗”的逆流洗涤工艺；具体为锌灰碱洗使用锌灰碱洗工段的水洗液作为浆化液，水洗过程采用新水为浆化液；碱洗洗涤时间2小时，洗涤温度在80-90℃，液固质量比3:1；水洗过程的洗涤时间1小时，洗涤温度在80℃，液固质量比在3:1；收集洗涤液及洗涤料，洗涤料送至浸出，洗涤液经蒸发浓缩后制得氯化钠。其中，浸出具体工艺为：将质量浓度98%的硫酸溶液、加压浸出液按体积比2:1的比例混合，将混合后的溶液与洗涤料放置浸出槽，控制液固质量比为3:1，温度40-65℃常压浸出1h后，升至80℃继续浸出，至pH值5.2时终止浸出，压滤，收集常压浸出液及常压浸出渣，将常压浸出渣与质量浓度98%的硫酸溶液放置加压浸出槽，控制液固质量比3:1，温度50-70℃，压力1-1.5MPa加压浸出30min后，将温度升至80℃，压力升至2.5-4MPa继续加压浸出，至pH值4.8~5.2时终止浸出，经闪蒸减压至常压后压滤，得加压浸出液，加压浸出液返回常压浸出工序作为原料进一步浸出。其中，类针铁矿法净化除杂具体工艺为：将常压浸出液转移至真空除杂槽，加入质量浓度98%的硫酸溶液调节pH至1.5-2，升温至60-75℃，搅拌20min后，调节真空度达-0.1MPa,温度升至95-110℃，加入硫化锌，控制固液质量比2.5-3:1，反应1h后，卸真空，保温，加入锌培砂调节pH至4-4.5后，降温至80-85℃,加入用量2-5Kg/m3的二氧化锰，及用量0.5Kg/m3的改性二硼化镁，反应5h后压滤，收集除杂液；改性二硼化镁为将二硼化镁球磨至200目后，按质量比1:2.5的比例与木质磺酸钠混合，加入固液比1:3的水，升温至75-90℃，超声搅拌反应3h后过滤干燥所得。其中，铜盐深度除氯具体工艺为：将除杂液与质量浓度45%硫酸铜溶液按体积比1:1混合，通过质量浓度98%的硫酸溶液调节pH在1.5~3.5，升温至50-75℃后，以每升溶液按5g/min的速率加入锌粉，搅拌速率150r/min,至pH4.8-5.2反应完成，压滤收集滤液，得深度除氯液。其中，三段净化具体工艺为：将深度除氯液液采用三段锑盐连续净化处理，其中，一段净化温度65~75℃，锌粉用量1-1.5Kg/m3，酒石酸锑钾用量10-20g/m3，净化时间1-1.5h；二段净化净化温度85~90℃，锌粉用量2-2.5Kg/m3，酒石酸锑钾用量30g/m3，硫酸铜30g/m3，净化时间2.5-3h；三段净化温度40-50℃，锌粉0.3-0.5Kg/m3，净化时间1h，净化后，收集净化液。其中，电积具体工艺为：采用铅银合金为阳极，压延纯铝板为阴极；电解液成分：Zn2+为40—55g/L，H2SO4为150—160g/L，添加剂为骨胶60g/t锌，碳酸锶40g/t锌，盐酸500ml/t锌，电流强度8000-10000A，电流密度为260—330A/㎡，槽电压为0.15—0.40V，电解液温度为65℃—70℃，电解液循环流量为20—30L/min，同极中心距130mm；电解24h后剥锌得锌片。其中，熔铸具体工艺为：将锌片加入低频感应炉内；熔化温度控制在460-480℃，加入锌片质量0.3%的氯化铵，搅动后扒渣，浇铸，控制熔池液面在浇铸口以下30-100mm，采用舀勺定量浇铸后，冷却脱模既得锌锭。本专利技术具有如下优点：1.本专利技术采用湿法碱洗脱氯工艺相对火法脱氯工艺，成本低，工艺运行稳定，碱洗后杂质氯以氯化钠形式实现资源再利用，实现废水零排放。2.二硼化镁具有磁性特性，能有效促进铁等杂质沉淀析出及堆积，木质磺酸钠能有效促进杂质沉淀成核，提升沉淀的粒径；本专利技术采用类针铁矿法除铁砷等杂质，通过增加木质磺酸钠改性的二硼化镁，生产α-Fe(OH)3沉淀颗粒大，相对于传统工艺加双氧水、高锰酸钾或者二氧化锰等氧化剂产生的氢氧化铁沉淀，容易过滤，且能有效提升除杂率及除杂速率，提高生产效率。3.本专利技术采用铜盐深度除氯技术，不仅可实现铜盐循环使用，不用外购除氯剂，碱洗废水合并烟灰碱洗废水一并蒸发制盐，碱洗铜渣返回脱氯使用，降低了外购除氯剂的高成本问题，利用系统自身的铜离子，实现内部循环；而且经深度除氯后的锌液氯离子含量低于0.3g/L,满足电解作业的需求，降低了处理成本。4.本专利技术采用三段锑盐连续净化，进一步提升了除杂率，提升了回收锌的品位。具体实施方式以我厂冶炼锌铅锡的冶炼烟灰作为高含氯锌烟灰回收料进行研究，其中冶炼烟灰中主要组分含量为（%）：实施例1：一种从高含氯锌烟灰中提取金属锌的工艺，具体为：锌灰碱洗脱氯：将上述高含氯锌烟灰回收料采用“一段碱洗一段水洗”的逆流洗涤工艺；具体为锌灰碱洗使用锌灰碱洗工段的水洗液作为浆化液，水洗过程采用新水为浆化液；碱洗洗涤时间2小时，洗涤温度在85℃，液固质量比3:1；水洗过程的洗涤时间1小时，洗涤温度在80℃，液固质量比在3:1；收集洗涤液及洗涤料，洗涤料送至浸出，洗涤液经蒸发浓缩后制得氯化钠；浸出：将质量浓度98%的硫酸溶液、加压浸出液按体积比2:1的比例混合，将混合后的溶液与洗涤料放置浸出槽，控制液固质量比为3:1，温度50℃常压浸出1h后，升至80℃继续浸出，至pH值5.2时终止浸出，压滤，收集常压浸出液及常压浸出渣，将常压浸出渣与质量浓度98%的硫酸溶液放置加压浸出槽，控制液固质量比3:1，温度60℃，压力1MPa加压浸出30min后，将温度升至80℃，压力升至3MPa继续加压浸出，至pH值4.8~5.2时终止浸出，经闪蒸减压至常压后压滤，得加压浸出液，加压浸出液返回常压浸出工序作为原料进一步浸出；类针铁矿法净化除：将常压浸出液转移至真空除杂槽，加入质量浓度98%的硫酸溶液调节pH至1.5-2，升本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从高含氯锌烟灰中提取金属锌的工艺，其特征在于：包含（1）锌灰碱洗脱氯（2）浸出（3）类针铁矿法净化除杂（4）铜盐深度除氯（5）三段净化（6）电积（7）熔铸。

【技术特征摘要】
1.一种从高含氯锌烟灰中提取金属锌的工艺，其特征在于：包含（1）锌灰碱洗脱氯（2）浸出（3）类针铁矿法净化除杂（4）铜盐深度除氯（5）三段净化（6）电积（7）熔铸。2.根据权利要求1所述的一种从高含氯锌烟灰中提取金属锌的工艺，其特征在于：其中，步骤（1）锌灰碱洗脱氯采用“一段碱洗一段水洗”的逆流洗涤工艺；具体为锌灰碱洗使用锌灰碱洗工段的水洗液作为浆化液，水洗过程采用新水为浆化液；碱洗洗涤时间2小时，洗涤温度在80-90℃，液固质量比3:1；水洗过程的洗涤时间1小时，洗涤温度在80℃，液固质量比在3:1；收集洗涤液及洗涤料，洗涤料送至浸出，洗涤液经蒸发浓缩后制得氯化钠。3.根据权利要求1所述的一种从高含氯锌烟灰中提取金属锌的工艺，其特征在于：其中，步骤（2）浸出具体工艺为：将质量浓度98%的硫酸溶液、加压浸出液按体积比2:1的比例混合，将混合后的溶液与洗涤料放置浸出槽，控制液固质量比为3:1，温度40-65℃常压浸出1h后，升至80℃继续浸出，至pH值5.2时终止浸出，压滤，收集常压浸出液及常压浸出渣，将常压浸出渣与质量浓度98%的硫酸溶液放置加压浸出槽，控制液固质量比3:1，温度50-70℃，压力1-1.5MPa加压浸出30min后，将温度升至80℃，压力升至2.5-4MPa继续加压浸出，至pH值4.8~5.2时终止浸出，经闪蒸减压至常压后压滤，得加压浸出液，加压浸出液返回常压浸出工序作为原料进一步浸出。4.根据权利要求1所述的一种从高含氯锌烟灰中提取金属锌的工艺，其特征在于：其中，步骤（3）类针铁矿法净化除杂具体工艺为：将常压浸出液转移至真空除杂槽，加入质量浓度98%的硫酸溶液调节pH至1.5-2，升温至60-75℃，搅拌20min后，调节真空度达-0.1MPa,温度升至95-110℃，加入硫化锌，控制固液质量比2.5-3:1，反应1h后，卸真空，保温，加入锌培砂调节pH至4-4.5后，降温至80-85℃,加入用量2-5Kg/m3的二氧化锰，及用量0.5Kg/m3的改性二硼化镁，反应5h后压滤，收集除杂液。5.根据权利要求1所述的一种从高含氯锌烟灰中提取金属锌的工艺，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶礼平，余林，林知奎，
申请(专利权)人：江西新金叶实业有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36