一种采用溶剂萃取电积工艺生产金属铅的方法技术

本发明专利技术公开了一种采用溶剂萃取电积工艺生产金属铅的方法。包括以下步骤：a)将含铅物料球磨后与氯化配位浸出剂进行浸出、液固分离后得到含铅浸出液与浸出渣；b)将含铅浸出液调节pH后与铅萃取剂进行混合萃取得到负载铅离子的有机相以及萃余液，萃余液一部分返回步骤a)循环使用，一部分利用溶液中的SO

【技术实现步骤摘要】
一种采用溶剂萃取电积工艺生产金属铅的方法
本专利技术涉及湿法冶金回收铅的工艺，尤其是一种采用溶剂萃取电积工艺生产金属铅的方法。
技术介绍
目前，铅的冶炼方式几乎都是火法冶炼，若要得到精铅，往往是通过火法冶炼得到粗铅，再将得到的粗铅进行精炼、电解得到精铅。采用该方法制备精铅，不仅流程长、能耗高，并且设备投资大、生产成本高。近几年来，对铅的湿法冶炼也有不少学者进行研究，比较典型的湿法炼铅工艺有三价铁盐浸出法、碱浸法、固相转化法、电化学浸出法、氯盐浸出法、胺浸法、加压浸出法、氨性硫酸铵浸出法、硼氟酸、硅氟酸浸出法。但传统湿法工艺电积铅的过程中会产生有害气体(如氟化氢、氯气等)造成环境的污染和设备的腐蚀而且吨产品能耗较高、流程复杂。另外，除杂比较困难，若原料中含有一些可溶性盐，这些盐所带的阴离子将进入溶液中，阴离子的分离将非常困难。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的不足，本专利技术提供一种采用溶剂萃取电积工艺生产金属铅的方法，尤其是能够将硫酸作为生产原料，并且能够利用原料中富集的SO42-、Cl-生产副产品硫酸钙、氯化钙。整个生产过程中溶液不需要净化除杂，浸出剂、萃取剂、反萃剂均实现了再生循环利用。整个工艺流程操作简单、设备投资低、运行成本低、清洁、高效。为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种采用溶剂萃取电积工艺生产金属铅的方法，其包含步骤：a)将含铅物料球磨后与氯化配位浸出剂进行浸出、液固分离后得到含铅浸出液与浸出渣；b)将含铅浸出液调节pH后与铅萃取剂进行混合萃取得到负载铅离子的有机相以及萃余液，萃余液一部分返回步骤a)循环使用，一部分利用溶液中的SO42-、Cl-制备硫酸钙和氯化钙副产品；c)负载铅离子的有机相通过酸性洗涤液洗杂后得到纯净的铅负载有机相以及洗涤后液；d)纯净的铅负载有机相用酸性反萃剂Muse501反萃，得到再生有机相以及铅反萃富液；e)再生有机相返回步骤b)循环使用；f)铅反萃富液通过除油得到铅电积前液；g)铅电积前液通过电积得到金属铅，电积过程中再生的酸性反萃剂返回萃取系统循环使用。本专利技术从废铅电池、铅锌矿、氧化铅矿、低品味复杂的含铅废渣、含铅污泥中分离提取铅的过程中，不需对溶液进行净化，其中浸出剂、萃取剂、反萃剂都实现了再生循环利用，生产过程中不产生废水、废酸、废气，不会对环境造成污染，具有工艺简单、设备投资低、运行成本低、清洁、高效等优点。优选的，步骤a)中，氯化配位浸出剂为一种混合盐离子溶液(Muse3#)，其中NH4+含量30～130g/L、Cl-含量120～260g/L、SO42-含量～85g/L、Ca2+3～50g/L、Mg2+1～15g/L、Na+0～5.0g/L；含铅物料的成份为氧化铅、碳酸铅、氯化铅、氢氧化铅、硫酸铅或废铅中的一种或多种；固液分离采用的设备为压滤机、沉降离心机、沉降浓密机、浮球澄清器、袋式过滤器或分离柱。本专利技术中的Muse3#浸出剂有三个重要的特点：第一个特点：可定向浸出氧化铅、碳酸铅、硫酸铅、氯化铅、氢氧化铅等含铅物料中的铅，使铅在该种浸出剂存在的溶液条件下以Pb2+的络合离子形态存在；第二个特点：在该浸出剂达到一定的浓度时，可以使硫酸铅迅速溶解，其饱和溶解度能够达到～30克/升；第三个特点：在同样的浓度下，硫酸钙的溶解度为0克/升。优选的，步骤b)中，萃前液通过氨水调节pH至7.0-8.0之间，所述的铅萃取剂为酸性含膦萃取剂Muse302。优选的，所述的酸性含膦萃取剂Muse302由质量分数5-15％的5-壬基水杨酸(HRJ-4277)、质量分数10-15％的2-乙基己基磷酸单2-乙基己基酯(PC-88A)、质量分数5-10％的1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基吡唑啉酮(HPMBP)和稀释剂磺化煤油组成。选择可选择性萃取铅的萃取剂Muse302，避免了传统低效的化学除杂净化过程，该种铅的萃取剂Muse302对铅的萃取选择性高达99.8％以上，对铅的负载能力达到～10克/v％；解决了原料中SO42-、Cl-的会在传统的浸出剂体系中富集的问题，在Muse3#浸出体系中，SO42-极易与Ca2+形成针状二水硫酸钙沉淀；Cl-则与Ca2+形成氯化钙，两种副产品均可达到工业级产品要求，降低了生产成本。其涉及的主要化学反应如下：PbO+2(Muse3#)++2Cl-＝Pb(Muse3#)2Cl2+H2OPb(OH)2+2(Muse3#)++2Cl-＝Pb(Muse3#)2Cl2+2H2OPbCO3+2(Muse3#)++2Cl-＝Pb(Muse3#)2Cl2+H2O+CO2↑硫酸铅在Muse3#浸出剂溶液体系时其浸出原理如下：PbSO4+2(Muse3#)++2Cl-→Pb(Muse3#)2Cl2+SO42-其萃取原理如下：2H(Muse302)+Pb2+→Pb(Muse302)2+2H+优选的，步骤c)中，洗涤过程中采用的酸性洗涤液为醋酸液、盐酸液、硝酸液、甲磺酸液、乙基磺酸液、可溶性铅盐中的任意一种或多种的混合物。萃余液部分返回浸出系统循环利用,其涉及的主要化学反应如下：Pb(Muse3#)2Cl2+2Muse302→Pb(Muse302)2+2Muse3#++2Cl-其再生的原理为萃取剂Muse302与Pb2+离子结合使得反应向右不断进行，Muse3#+与Cl-不断再生回浸出系统络合新的铅离子。优选的，步骤d)中，所述的酸性反萃剂为草酸、柠檬酸、癸酸、氨基磺酸、甲基磺酸、乙基磺酸中的一种或多种混合，其沸点高、稳定性好、酸性强、毒性低、导电率高(接近同浓度盐酸或硫酸)、其铅盐在水中的溶解度高，酸的浓度控制在1.0-6.0mol/L。电积的过程中无酸雾产生，其电积过程的电化学反应如下：阴极反应：Pb2++2e-＝Pb阳极反应：H2O-2e-＝2H++1/2O2总反应为：Pb2++H2O＝Pb+1/2O2+2H+反萃原理如下：Pb(Muse302)2+2H+→2H(Muse302)+Pb2+Muse501反萃剂具有如下五个优势：第一、优异的铅盐溶解度，Pb2+在Muse501溶剂中的饱和溶解度为～2.6mol/dm-3；第二、具有优良的导电性；第三、非常稳定，不易在强氧化环境下被破坏；第四、毒性低、容易被生物降解；第五、电积的过程中不产生酸雾，避免了环境的污染。优选地，步骤e)中还包括添加抑制电铅阳极产生副反应的添加剂为磷酸盐与砷酸盐的混合物，其中磷酸盐与砷酸盐各占50％。磷酸盐与砷酸盐的混合物对二氧化铅的抑制作用是磷酸盐与砷酸盐的混合物在电极上选择性吸附的结果，增加了铅的回收率、降低了电耗。阳极副反应如下：Pb2++2H2O-2e-＝PbO2+4H+优选的，步骤f)中，铅反萃富液中铅含量控制在100～300g/L、酸浓度控制在0.25-3.0mol/L，油含量小于10p本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用溶剂萃取电积工艺生产金属铅的方法，其特征在于：包括以下步骤：/na)将含铅物料球磨后与氯化配位浸出剂进行浸出、液固分离后得到含铅浸出液与浸出渣；/nb)将含铅浸出液调节pH后与铅萃取剂进行混合萃取得到负载铅离子的有机相以及萃余液，萃余液一部分返回步骤a)循环使用，一部分利用溶液中的SO

【技术特征摘要】
1.一种采用溶剂萃取电积工艺生产金属铅的方法，其特征在于：包括以下步骤：
a)将含铅物料球磨后与氯化配位浸出剂进行浸出、液固分离后得到含铅浸出液与浸出渣；
b)将含铅浸出液调节pH后与铅萃取剂进行混合萃取得到负载铅离子的有机相以及萃余液，萃余液一部分返回步骤a)循环使用，一部分利用溶液中的SO42-、Cl-制备硫酸钙和氯化钙副产品；
c)负载铅离子的有机相通过酸性洗涤液洗杂后得到纯净的铅负载有机相以及洗涤后液；
d)纯净的铅负载有机相用酸性反萃剂Muse501反萃，得到再生有机相以及铅反萃富液；
e)再生有机相返回步骤b)循环使用；
f)铅反萃富液通过除油得到铅电积前液；
g)铅电积前液通过电积得到金属铅，电积过程中再生的酸性反萃剂返回萃取系统循环使用。


2.根据权利要求1所述的一种采用溶剂萃取电积工艺生产金属铅的方法，其特征在于，步骤a)中所述氯化配位浸出剂为一种混合盐离子溶液，所述混合盐离子溶液包括NH4+含量30～130g/L、Cl-含量120～260g/L、SO42-含量～85g/L、Ca2+3～50g/L、Mg2+1～15g/L、Na+0～5.0g/L。


3.根据权利要求1所述的一种采用溶剂萃取电积工艺生产金属铅的方法，其特征在于，步骤b)中所述萃取前需用氨水调节pH为7.0-8.0。


4.根据权利要求1所述的一种采用溶剂萃取电积工艺生产金属铅的方法，其特征在于，步骤b)中所述的铅萃取剂为酸性含膦萃取剂，所述的酸性含膦萃取剂Muse302由质量分数5-15％的5-壬基水杨酸、质量分数10-15％的2-乙基己基磷酸单2-乙基己基酯、质量分数5-10％的1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基吡唑啉酮和稀释剂磺化煤油组成。

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋航宇，董飘平，刘宇豪，赵尹，
申请(专利权)人：桐乡市思远环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33