一种湿法炼锌的尾渣处理工艺制造技术

本发明专利技术提供一种湿法炼锌的尾渣处理工艺，用于处理湿法炼锌的废渣经活化焙烧、酸浸出、氯盐浸出后的尾渣。通过使用特定浓度、用量的硫酸溶液进行酸浸处理，并添加金属氟化物进一步增强金属浸出效果。在本发明专利技术的实验条件下，经过处理的尾渣中As含量降到≤0.1％，达到一般固废要求；并且使用后的酸浸液杂质成分少，易于回收处理，能够循环使用，有效降低成本。有效降低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种湿法炼锌的尾渣处理工艺


[0001]本专利技术涉及湿法炼锌废渣回收利用技术，具体涉及一种湿法炼锌的尾渣处理工艺。

技术介绍

[0002]湿法炼锌在世界范围内已占锌冶炼总量的80％以上，成为世界炼锌生产的发展方向。湿法炼锌工艺主要包括:中酸浸出工艺、高温高酸浸出工艺和硫化锌精矿氧压直接浸出工艺。早期湿法炼锌大多采用高温高酸浸出工艺，该工艺产生铁矾渣和铅银渣，堆存的废渣基本都是铁矾渣和铅银渣的混合废渣，如赤峰中色锌业、汉中锌业等。高温高酸产生的湿法炼锌废渣颗粒细小并含有一定量的锌、铅、铜、铟及金、银等伴生有价元素，这部分废渣如果得不到有效地利用，将会造成严重的环境污染和资源浪费。
[0003]湿法炼锌废渣属于二次资源，有很高的回收利用价值。研究湿法炼锌废渣的综合利用，不仅可以降低对环境的污染，减轻企业负担，而且还可以化害为利，将其转化为二次资源，达到经济效益、环境效益和社会效益的统一。
[0004]中国专利CN113621813A提出一种湿法炼锌铜砷渣分离回收铜砷方法，通过在电磁场的电磁扰动和中频炉炉内石墨装置形成的还原气氛中，利用高温分解湿法炼锌铜砷渣，砷形成单质砷挥发，以直接实现湿法炼锌铜砷渣的高效分离铜和砷并获得高质量的粗铜产品和金属砷产品。但是该方法处理工艺复杂，成本高，难以实现实际工业化应用。
[0005]砷作为湿法炼锌的电解工序的有害元素之一，在环保要求日益严格的今天，需要对砷进行污染控制。砷具有极强的毒性和生物积累性，若大量的砷累积而得不到有效的处理与利用，会造成严重的环境污染和资源浪费。因此，针对湿法炼锌的尾渣中砷的回收处理，是冶炼行业的可持续发展不可忽视的挑战。

技术实现思路

[0006]针对上述问题，本专利技术提供一种湿法炼锌的尾渣处理工艺，能使尾渣中As含量降到0.1％以下，达到一般固废要求。
[0007]本专利技术一方面提供了一种尾渣处理工艺，所述尾渣处理工艺用于处理湿法炼锌的废渣经活化焙烧、酸浸出、氯盐浸出后的尾渣。
[0008]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述湿法炼锌的废渣经活化焙烧、酸浸出、氯盐浸出的具体步骤如下：
[0009]废渣活化焙烧产生焙砂，将焙砂经过硫酸水溶液浸出金属元素得到酸浸渣，将酸浸渣经过氯盐浸出处理，即得所述尾渣。
[0010]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述尾渣中含有的金属元素包括Zn、Fe、Pb、Ag、In、Cu、Cd、As、Ca、Si、Mg、Mn、Bi中的一种或多种。
[0011]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述尾渣中As的含量为0.2～0.35wt％。
[0012]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述尾渣处理工艺的步骤包括：
[0013]将尾渣加入强酸水溶液中，搅拌20
‑
40min，加入金属氟化物，升温至85
‑
95℃反应6
‑
9h；降温，过滤得到酸浸渣和酸浸液。
[0014]专利技术人在实验中发现，当反应温度过低时，无法进行有效的反应，导致无法达到有效的浸出As效果。但是温度过高时，反应迅速，放出大量的热量，反应生成的HF过快的挥发，无法在体系中与金属元素的包裹物等反应，从而影响As的浸出率。
[0015]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述强酸为硫酸。
[0016]当使用硫酸溶液时，具有最好的浸出效果。现有技术中常选用盐酸、硫酸、磷酸等强酸溶液来对金属矿物材料进行酸浸处理。但是本申请中所处理的尾渣中，主要需要浸出的成分为As，通过降低As含量，使得尾渣能够达到一般固废的要求，从而能够直接排放。专利技术人发现，若使用盐酸作为酸浸液，酸性太强，则会导致，尾渣中的绝大部分金属元素都会析出，导致酸浸液中金属元素含量过多，并且使用盐酸会引入氯离子，导致酸浸液中有毒成分含量增加，无法进行回收处理。而本专利技术中使用硫酸水溶液作为浸出剂，其对As具有优异的浸出效果，不会导致浸出的金属元素过多，同时没有其他有毒成分的引入，酸浸液经过硫化沉砷处理后，可以循环使用，更加安全环保。
[0017]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述尾渣的质量与硫酸水溶液的体积比为1g:3ml
‑
5ml。
[0018]当使用的硫酸越多时，可反应的硫酸量过高，金属元素大量浸出，特别是尾渣中含有的Fe大量浸出到酸浸液中，导致酸浸液中杂质含量多。本专利技术中使用特定的硫酸水溶液浓度、限定使用的硫酸水溶液体积与尾渣质量的比值，使尾渣中的砷得以高效浸出。专利技术人在实验中发现，在本专利技术的实验条件下，对As具有优异的浸出率，但是对其他的金属元素的浸出率不高，从而在对酸浸液进行回收处理时，只需对酸浸液进行硫化沉砷处理后，得到的硫酸水溶液即可循环使用。
[0019]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述金属氟化物为CaF2。
[0020]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述CaF2的质量占废渣的质量的5
‑
10％。
[0021]通过添加CaF2，能极大的增高尾渣中的As的浸出率。专利技术人分析，可能是由于H2SO4和CaF2在高温下反应产生HF，HF能够破坏尾渣中的含硅物相，从而将包裹在硅物相中的As元素释放出来，达到降砷的效果。特别的，当使用的CaF2占废渣的质量的5
‑
10％时，具有最好的浸出As效果。专利技术人发现，CaF2若使用过多，则会消耗掉大量的酸，无法达到有效浸出As的效果，而且会产生过量的氢氟酸，造成浪费并污染环境。CaF2若使用过少，生成的HF成分少，无法有效的破坏尾渣中的含硅物相，导致As的浸出率变低。
[0022]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述硫酸水溶液的浓度为2
‑
3mol/L。
[0023]为了保持较高的As浸出率并且有效避免其他金属元素的大量浸出，本专利技术中特别的使用浓度为2
‑
3mol/L的硫酸溶液，并且在使用时，限定使用的尾渣的质量(g)与硫酸水溶液的体积(ml)比为1:3
‑
5。实验过程中，在使用量限定的时候，还需要限定所使用的硫酸水溶液浓度。当硫酸水溶液浓度太高时，同样会使得尾渣中其他金属元素特别是Fe元素的大量浸出，导致影响As离子的浸出，同时酸浸液中杂质较多，酸浸液后处理困难。但是若硫酸水溶液浓度过低，无法起到有效的浸出反应，并且没有足够的酸与CaF2进行反应，导致As无法高效浸出。
[0024]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述尾渣处理工艺处理后的滤渣中As含量≤
0.1％。
[0025]本专利技术与现有技术相比，其有益效果如下：
[0026]本专利技术的尾渣处理工艺中，通过使用特定浓度、用量的硫酸水溶液进行酸浸处理，并添加金属氟化物进一步增强金属浸出效果。在本专利技术的实验条件下，能一定程度避免尾渣中其他金属元素的大量浸出，实现对As的高效浸出。经过处理的尾渣中As含量降到≤0.1％，达到一般固废要求；并且使用后的酸浸液杂质成分少，易于回收处理，能够循环使用，有效降低成本。
具体实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种湿法炼锌的尾渣处理工艺，其特征在于，所述尾渣处理工艺用于处理湿法炼锌的废渣经活化焙烧、酸浸出、氯盐浸出后的尾渣。2.根据权利要求1所述的一种湿法炼锌的尾渣处理工艺，其特征在于，所述湿法炼锌的废渣经活化焙烧、酸浸出、氯盐浸出的具体步骤如下：废渣活化焙烧产生焙砂，将焙砂经过硫酸水溶液浸出金属元素得到酸浸渣，将酸浸渣经过氯盐浸出处理，即得所述尾渣。3.根据权利要求2所述的一种湿法炼锌的尾渣处理工艺，其特征在于，所述尾渣中含有的金属元素包括Zn、Fe、Pb、Ag、In、Cu、Cd、As、Ca、Si、Mg、Mn、Bi中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的一种湿法炼锌的尾渣处理工艺，其特征在于，所述尾渣中As的含量为0.2～0.35wt％。5.根据权利要求4所述的一种湿法炼锌的尾渣处理工艺，其特征在于，所述尾渣处理工艺的步骤包括：将尾渣加入...

【专利技术属性】
技术研发人员：高丽霞，张魁芳，戴子林，吴海鹰，吴长永，
申请(专利权)人：广东省科学院资源利用与稀土开发研究所，
类型：发明
国别省市：