一种湿法回收含氯氧化锌烟化物料中锌的方法技术

本发明专利技术涉及一种锌的回收方法，具体涉及一种湿法回收含氯氧化锌烟化物料中锌的方法。本发明专利技术的目的是解决现有从含氯高的氧化锌烟化物料回收锌时存在采用回转窑焙烧方法，锌焙砂含氯物料不能直接应用于常规湿法冶炼锌工艺；采用浸出‑萃取‑电积工艺，铜渣投料量较大，工艺难于操控；采用浸出‑萃取‑水洗‑电积工艺，流程较长，成本较高的技术问题，提供一种湿法回收含氯氧化锌烟化物料中锌的方法。该方法包括酸洗工序、中性浸出工序、酸性浸出工序、针铁矿除铁工序、除镉工序、电积工序、阳离子膜转化工序和熔铸工序八步，整个工艺流程短，成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种湿法回收含氯氧化锌烟化物料中锌的方法
本专利技术涉及一种锌的回收方法，具体涉及一种湿法回收含氯氧化锌烟化物料中锌的方法。
技术介绍
电积回收含氯氧化锌烟化物料中锌的过程中，进入电积液中的氯会影响常规锌电积过程的正常进行，不仅使阴阳极腐蚀加剧，成本增加，还导致电积槽上部空气中氯含量升高，使槽面操作条件恶化，严重影响操作人员的身体健康。而去除氯的工序较为复杂，且处理成本高，故一般炼锌企业都采用氯含量不大于0.05％的锌原料。而对于含氯高的氧化锌烟化产物，一般需要特殊的处理工艺，目前大型工业化的处理方法主要有以下三种：1、回转窑焙烧此法是使用天然气或重油加热，将含氯氧化锌烟化物料在700℃下焙烧，产出含氯量小于0.15％的焙砂，用于常规湿法冶炼锌工艺，而产生的高氯烟尘(含氯15-20％)用于生产氯化锌。此法的缺点是产出的锌焙砂含氯，仍然不能完全直接应用于常规湿法冶炼锌工艺，只能按比例进行配料，使用受限。同时，利用产出烟尘生产氯化锌，由于氯化锌市场小，生产也受到限制。2、浸出-萃取-电积工艺西班牙马德里的TecnicasReunidas公司在1997-1998年提出了用浸出-萃取-电积工艺处理低品位氧化锌物料。浸出在常压、温度50℃条件下进行，加入稀硫酸并控制pH值，经一定时间进行浸出反应。浸出液中低浓度的锌用二-2-乙基己基磷酸(D2FHPA)做萃取剂进行萃取富集后反萃，反萃后含高浓度锌的反萃液送电积，贫有机相返回萃取步骤，电积后含高浓度硫酸的贫锌液作反萃液返回反萃步骤。由于氯具有1.3％左右的萃取率，因此采用铜渣除氯，其主要反应式为：Cu+2Cl-+Cu2+＝Cu2Cl2↓。铜渣除氯法是基于铜及铜离子与溶液中的氯离子相互作用，形成难溶的氯化亚铜沉淀。然而要使溶液中的氯离子生成氯化亚铜沉淀，必须使铜及铜离子建立一个平衡点，在实际生产中铜渣因堆放的时间长短不一，致使海绵态的铜(CuO)和氧化态的铜之比很难平衡。如铜渣中海绵态的铜含量较高时，在除氯过程中需加入氧化剂，氧化剂在使CuO氧化为Cu2+的同时，部分Cu2Cl2也被氧化为CuCl2，加之溶液中高价铁离子(Fe3+)的存在，也会使Cu2Cl2被氧化为CuCl2，使溶液含氯、含铜量升高，降低除氯效果和造成较大的铜损失。因此，要提高除氯率，必须加入过量的铜渣。如铜渣中氧化态的铜含量较高，在除氯过程中需加入还原剂。如用锌粉作还原剂，Cu2+被还原为CuO的同时，Cu+也被还原为CuO，进而使氯离子重新进入溶液中，使溶液中含氯量升高，降低除氯效果，要提高除氯率仍需加入过量的铜渣。显然由于存在以上几种原因，铜渣除氯化铜的过量系数较大，投料量较大，铜损失率较高，铜渣再生循环使用较为困难，成本较高，工艺难于操控。因此，原料中的氯含量受制约。3、浸出-萃取-水洗-电积工艺在浸出-萃取-电积工艺基础上，采用水洗反萃液，将所得洗水蒸发结晶生产氯化钠，解决了氯在系统内富集的问题。该工艺的缺点是涉及萃取步骤，导致流程长，投资大，成本高。随着镀锌行业的飞速发展，含氯氧化锌烟化物料的处理需求也越来越多，研发流程短、投资小、成本低的处理方法一直是该领域研究的重要课题。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有从含氯高的氧化锌烟化物料中回收锌时存在采用回转窑焙烧方法，锌焙砂烟化物料含氯不能直接应用于常规湿法冶炼锌工艺；采用浸出-萃取-电积工艺，铜渣投料量较大，工艺难于操控；采用浸出-萃取-水洗-电积工艺，流程较长，成本较高的技术问题，提供一种湿法回收含氯氧化锌烟化物料中锌的方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术解决方案如下：一种湿法回收含氯氧化锌烟化物料中锌的方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：1)酸洗工序1.1)将水、硫酸、硫酸铁、硫酸锌混合，搅拌均匀，得酸洗溶液；1.2)将待处理的含氯氧化锌烟化物料加入酸洗溶液中，搅拌，过滤，过滤所得滤渣进入步骤2)的中性浸出工序；2)中性浸出工序2.1)将水、硫酸、硫酸铁、硫酸锌混合，搅拌均匀，得中性浸出溶液；2.2)向步骤1.2)所得滤渣加入中性浸出溶液，搅拌，溶液中原料中氧化锌等物质消耗硫酸，直至pH值到达5.0±0.2后，过滤，过滤所得滤渣进入步骤3)的酸性浸出工序，滤液进入步骤5)的除镉工序；3)酸性浸出工序3.1)配制硫酸溶液作为酸性浸出溶液；3.2)将步骤2.2)所得滤渣加入酸性浸出溶液中，在加热条件下，搅拌，过滤，过滤所得滤渣水洗，洗水与过滤所得滤液进入步骤4)的针铁矿除铁工序；4)针铁矿除铁工序在加热条件下，向步骤3.2)所得洗水与滤液中加入含待处理的含氯氧化锌烟化物料，溶液中原料中氧化锌等物质消耗硫酸，直至pH值达到1～2后，搅拌，过滤，过滤所得滤渣经水洗后进入烟化炉烟化，过滤所得滤液取一部分进入步骤1)的酸洗工序，其余滤液返回步骤2)的中性浸出工序；5)除镉工序在加热条件下，向步骤2.2)所得滤液中加入锌粉，搅拌，过滤，所得滤液进入步骤7)的阳离子膜转化工序；6)电积工序6.1)采用含硫酸、锌和骨胶的溶液作为电积液；6.2)通电进行电解，剥离阴极板上得到的阴极锌，阴极锌进入步骤8)的熔铸工序，电积废液进入步骤7)的阳离子膜转化工序；7)阳离子膜转化工序通过阳离子膜将一容器分割为相互隔离的相互平行且隔离的多个容腔，向相邻容腔中加入不同溶液，其中一种溶液为步骤5)所得滤液，另一种溶液为步骤6)所得电积废液，以进行离子交换，直至检测到电积废液中锌离子的浓度达到指定浓度后，令电积废液再次进入步骤6)的电积工序作为电积液，并令滤液则返回步骤2)的中性浸出工序；8)熔铸工序将步骤6)所得阴极锌熔化，铸锭，得到锌锭，熔化产出的锌浮渣返回步骤1)的酸洗工序。进一步地，步骤1)具体为：1.1)将水、硫酸、硫酸铁、硫酸锌混合，搅拌均匀，得酸洗溶液，酸洗溶液中硫酸的浓度为5～15g/L、三价铁离子的浓度为0.5～1.5g/L、锌离子的浓度为90～150g/L；1.2)将待处理的含氯氧化锌烟化物料加入酸洗溶液中，酸洗溶液与含氯氧化锌烟化物料的液固比控制在1～6.5：1，搅拌1～3小时后，过滤，过滤所得滤渣进入步骤2)的中性浸出工序，所得滤液制盐回收；步骤2)具体为：2.1)将水、硫酸、硫酸铁、硫酸锌混合，搅拌均匀，得中性浸出溶液，中性浸出溶液中硫酸的浓度为5～15g/L、三价铁离子的浓度为0.5～1.5g/L、锌离子的浓度为90～150g/L；2.2)向步骤1.2)所得滤渣加入中性浸出溶液，中性浸出溶液与滤渣的液固比控制在20～80：1，搅拌1～4小时，直至pH值达到5.0±0.2后，过滤，过滤所得滤渣进入步骤3)的酸性浸出工序，滤液进入步骤5)的除镉工序；步骤3)具体为：3.1)配制浓度为40～50g/L的硫酸溶液作为酸性浸出溶液；3.2)将步骤2.2)所得滤渣加入酸性浸出溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种湿法回收含氯氧化锌烟化物料中锌的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)酸洗工序/n1.1)将水、硫酸、硫酸铁、硫酸锌混合，搅拌均匀，得酸洗溶液；/n1.2)将待处理的含氯氧化锌烟化物料加入酸洗溶液中，搅拌，过滤，过滤所得滤渣进入步骤2)的中性浸出工序；/n2)中性浸出工序/n2.1)将水、硫酸、硫酸铁、硫酸锌混合，搅拌均匀，得中性浸出溶液；/n2.2)向步骤1.2)所得滤渣加入中性浸出溶液，搅拌，直至pH值达到5.0±0.2后，过滤，过滤所得滤渣进入步骤3)的酸性浸出工序，滤液进入步骤5)的除镉工序；/n3)酸性浸出工序/n3.1)配制硫酸溶液作为酸性浸出溶液；/n3.2)将步骤2.2)所得滤渣加入酸性浸出溶液中，在加热条件下，搅拌，过滤，过滤所得滤渣水洗，洗水与过滤所得滤液进入步骤4)的针铁矿除铁工序；/n4)针铁矿除铁工序/n在加热条件下，向步骤3.2)所得洗水与滤液中加入含待处理的含氯氧化锌烟化物料，搅拌，直至pH值达到1～2后，过滤，过滤所得滤渣经水洗后进入烟化炉烟化，过滤所得滤液取一部分进入步骤1)的酸洗工序，其余滤液返回步骤2)的中性浸出工序；/n5)除镉工序/n在加热条件下，向步骤2.2)所得滤液中加入锌粉，搅拌，过滤，所得滤液进入步骤7)的阳离子膜转化工序；/n6)电积工序/n6.1)采用含硫酸、锌和骨胶的溶液作为电积液；/n6.2)通电进行电解，剥离阴极板上得到的阴极锌，阴极锌进入步骤8)的熔铸工序，电积废液进入步骤7)的阳离子膜转化工序；/n7)阳离子膜转化工序/n通过阳离子膜将一容器分割为相互隔离的相互平行且隔离的多个容腔，向相邻容腔中加入不同溶液，其中一种溶液为步骤5)所得滤液，另一种溶液为步骤6)所得电积废液，以进行离子交换，直至检测到电积废液中锌离子的浓度达到指定浓度后，令电积废液再次进入步骤6)的电积工序作为电积液，并令滤液则返回步骤2)的中性浸出工序；/n8)熔铸工序/n将步骤6)所得阴极锌熔化，铸锭，得到锌锭，熔化产出的锌浮渣返回步骤1)的酸洗工序。/n...

【技术特征摘要】
1.一种湿法回收含氯氧化锌烟化物料中锌的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)酸洗工序
1.1)将水、硫酸、硫酸铁、硫酸锌混合，搅拌均匀，得酸洗溶液；
1.2)将待处理的含氯氧化锌烟化物料加入酸洗溶液中，搅拌，过滤，过滤所得滤渣进入步骤2)的中性浸出工序；
2)中性浸出工序
2.1)将水、硫酸、硫酸铁、硫酸锌混合，搅拌均匀，得中性浸出溶液；
2.2)向步骤1.2)所得滤渣加入中性浸出溶液，搅拌，直至pH值达到5.0±0.2后，过滤，过滤所得滤渣进入步骤3)的酸性浸出工序，滤液进入步骤5)的除镉工序；
3)酸性浸出工序
3.1)配制硫酸溶液作为酸性浸出溶液；
3.2)将步骤2.2)所得滤渣加入酸性浸出溶液中，在加热条件下，搅拌，过滤，过滤所得滤渣水洗，洗水与过滤所得滤液进入步骤4)的针铁矿除铁工序；
4)针铁矿除铁工序
在加热条件下，向步骤3.2)所得洗水与滤液中加入含待处理的含氯氧化锌烟化物料，搅拌，直至pH值达到1～2后，过滤，过滤所得滤渣经水洗后进入烟化炉烟化，过滤所得滤液取一部分进入步骤1)的酸洗工序，其余滤液返回步骤2)的中性浸出工序；
5)除镉工序
在加热条件下，向步骤2.2)所得滤液中加入锌粉，搅拌，过滤，所得滤液进入步骤7)的阳离子膜转化工序；
6)电积工序
6.1)采用含硫酸、锌和骨胶的溶液作为电积液；
6.2)通电进行电解，剥离阴极板上得到的阴极锌，阴极锌进入步骤8)的熔铸工序，电积废液进入步骤7)的阳离子膜转化工序；
7)阳离子膜转化工序
通过阳离子膜将一容器分割为相互隔离的相互平行且隔离的多个容腔，向相邻容腔中加入不同溶液，其中一种溶液为步骤5)所得滤液，另一种溶液为步骤6)所得电积废液，以进行离子交换，直至检测到电积废液中锌离子的浓度达到指定浓度后，令电积废液再次进入步骤6)的电积工序作为电积液，并令滤液则返回步骤2)的中性浸出工序；
8)熔铸工序
将步骤6)所得阴极锌熔化，铸锭，得到锌锭，熔化产出的锌浮渣返回步骤1)的酸洗工序。


2.根据权利要求1所述的一种湿法回收含氯氧化锌烟化物料中锌的方法，其特征在于，步骤1)具体为：
1.1)将水、硫酸、硫酸铁、硫酸锌混合，搅拌均匀，得酸洗溶液，酸洗溶液中硫酸的浓度为5～15g/L、三价铁离子的浓度为0.5～1.5g/L、锌离子的浓度为90～150g/L；
1.2)将待处理的含氯氧化锌烟化物料加入酸洗溶液中，酸洗溶液与含氯氧化锌烟化物料的液固比控制在1～6.5：1，搅拌1～3小时后，过滤，过滤所得滤渣进入步骤2)的中性浸出工序，所得滤液制盐回收；
步骤2)具体为：
2.1)将水、硫酸、硫酸铁、硫酸锌混合，搅拌均匀，得中性浸出溶液，中性浸出溶液中硫酸的浓度为5～15g/L、三价铁离子的浓度为0.5～1.5g/L、锌离子的浓度为90～150g/L；
2.2)向步骤1.2)所得滤渣加入中性浸出溶液，中性浸出溶液与滤渣的液固比控制在20～80：1，搅拌1～4小时，直至pH值达到5.0±0.2后，过滤，过滤所得滤渣进入步骤3)的酸性浸出工序，滤液进入步骤5)的除镉工序；
步骤3)具体为：
3.1)配制浓度为40～50g/L的硫酸溶液作为酸性浸出溶液；
3.2)将步骤2.2)所得滤渣加入酸性浸出溶液中，酸性浸出溶液与滤渣的液固比控制在3～10：1，在40～60℃的温度条件下，搅拌3～4小时后，过滤，过滤所得滤渣经水洗后加入烟化炉烟化，回收烟化所得烟灰，洗水与过滤所得滤液进入步骤4)的针铁矿除铁工序。


3.根据权利要求2所述的一种湿法回收含氯氧化锌烟化物料中锌的方法，其特征在于，步骤4)具体为：
在50～80℃的温度条件下，向步骤3.2)所得洗水与滤液中加入含待处理的含氯氧化锌烟化物料，搅拌3～6小时，直至pH值达到1～2后，过滤，过滤所得滤渣经水洗后进入烟化炉烟化，回收烟化所得烟灰，过滤所得滤液取5～45％进入步骤1)的酸洗工序，其余滤液返回步骤2)的中性浸出工序；
步骤5)具体为：
在50～60℃的温度条件下，向步骤2.2)所得滤液中加入锌粉，搅拌3～6小时后，过滤，过滤所得滤液进入步骤7)的阳离子膜转化工序，所得滤渣进行酸洗回收。


4.根据权利要求3所述的一种湿法回收含氯氧化锌烟化物料中锌的方法，其特征在于，步骤6)具体为：
6.1)采用含硫酸的浓度为170～220g/L、锌的浓度为45～55g/L和骨胶浓度为0.01～0.2g/L的溶液作为电积液，采用钛基镀二氧化铅板作为阳极板，采用纯铝板作为阴极板；
6.2)在电压为2.9～3.3V、电流密度为400～600A/m2、温度为38～45℃的条件下，电解18～72小时后，剥离阴极板上得到的阴极锌...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵坤，
申请(专利权)人：赵坤，
类型：发明
国别省市：陕西;61