一种分离、富集氧化锌烟灰中铊的方法技术

本发明专利技术属于湿法炼锌氧化锌烟灰回收领域，公开了一种分离、富集氧化锌烟灰中铊的方法。包括以下步骤：（1）将氧化锌烟灰与氢氧化钠或氢氧化钾按质量比3~5：1的比例研磨混合均匀，置于200~350℃的温度下焙烧，得焙烧产物；（2）将步骤（1）所得焙烧产物与水按固液比1：3~1：6浆化后进行水浸，温度为60~80℃，终点pH值为11~12，过滤，得水浸液和水浸渣；（3）将步骤（2）所得水浸渣进行低酸浸出，温度为70~90℃，终点pH值为3.5~4.5，过滤，得酸浸液和富集铊的酸浸渣。本发明专利技术工艺简单、成本低，铊不被分散，其分离、富集效果好，既实现了资源的综合利用，又避免了铊的内部循环，减轻了锌系统的除铊压力。减轻了锌系统的除铊压力。减轻了锌系统的除铊压力。

【技术实现步骤摘要】
一种分离、富集氧化锌烟灰中铊的方法


[0001]本专利技术属于湿法炼锌氧化锌烟灰回收领域，具体涉及一种分离、富集氧化锌烟灰中铊的方法。

技术介绍

[0002]湿法炼锌的氧化锌烟灰大多产生于多膛炉除氟氯过程，一些挥发温度较低的物质均富集于氧化锌烟灰中，其包含的主要元素有锌、铅、镉、铊、氟、氯等。氧化锌烟灰的回收难点在于氟、氯与锌等有价金属的最大限度的分离，以及其中剧毒元素铊的分离与回收。由于氧化锌烟灰回收工艺复杂且成本较高，目前大多数的锌厂产出的氧化锌烟灰为外销或堆存，尚未进行二次利用，更未涉及铊的处置。以年产30万吨的湿法炼锌厂为例，每年产出氧化锌烟灰的量为800~900吨，外销或堆存的安全环保压力较大，存在泄露的风险。随着国家环保政策的日益收紧，对含铊氧化锌烟灰的处置的要求也将更加严格。
[0003]目前氧化锌烟灰的常规处理工艺为先碱洗分离氟、氯，再对碱洗渣进行酸浸回收锌、镉等金属，采用硫化沉淀的方式脱除碱洗液中的铊，铊富集于硫化渣中，一般选择对相对稳定的硫化渣进行堆存。但碱洗过程氟、氯的脱除率整体偏低，仅50~60%，碱洗渣无法达到二次利用的要求，且碱洗过程铊的回收率有限，部分铊将分散于碱洗渣中，随着碱洗渣的浸出在湿法炼锌系统中循环，给系统的稳定运行带来压力，同时必须辅助以相应的除铊工艺降低硫酸锌溶液的铊含量，增加运行成本。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种分离、富集氧化锌烟灰中铊的方法，该方法工艺简单、成本低，铊不被分散，其分离、富集效果好。
[0005]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种分离、富集氧化锌烟灰中铊的方法，包括以下步骤：（1）将氧化锌烟灰与氢氧化钠或氢氧化钾按质量比3~5：1的比例研磨混合均匀，置于200~350℃的温度下焙烧，得焙烧产物；（2）将步骤（1）所得焙烧产物与水按固液比1：3~1：6浆化后进行水浸，温度为60~80℃，终点pH值为11~12，过滤，得水浸液和水浸渣；（3）将步骤（2）所得水浸渣进行低酸浸出，温度为70~90℃，终点pH值为3.5~4.5，过滤，得酸浸液和富集铊的酸浸渣。
[0006]本专利技术创造性的采用钠碱焙烧固化氧化锌烟灰中的铊，使其在分离、富集过程中不被分散。
[0007]所涉及的反应原理是氧化锌烟灰中铊的物相为氧化亚铊、氯化亚铊，氧化亚铊、氯化亚铊蒸汽压随温度变化的曲线如图1所示。
[0008]当温度为350℃以下时，两种铊的化合物挥发性很小，仍保留在被烧产物中，采用本专利技术的钠碱焙烧时将发生如下化学反应：
TlCl+3NaOH=TlOH+NaCl
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(1)2TlOH=Tl2O+H2O
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(2)Tl2O+O2=Tl2O3(3)本专利技术水浸时pH值控制在11~12，铊（三氧化二铊）、锌、铅、镉等将不被浸出，氟、氯被最大限度地浸出到溶液中，实现了铊的第一步分离与富集；酸浸时pH值控制在3.5~4.5，铊以氢氧化铊的形式水解并与硫酸铅共存于酸浸渣中，锌、镉等金属被浸出到溶液中，实现了铊的进一步分离与富集。
[0009]优选地，步骤（1）中，焙烧的升温速率为5~10℃/min；保温时间为60~120min；保温结束自然冷却至室温。
[0010]优选地，步骤（2）中，浆化前将焙烧产物中的烧结块破碎研磨；焙烧产物破碎研磨后的粒度为
‑
200目占比≥80%。
[0011]优选地，步骤（2）中，水浸时间为1~3h。
[0012]优选地，步骤（2）中，水浸液蒸发结晶回收得到氯化钠/钾和氟化钠/钾。
[0013]优选地，步骤（3）中，将水浸渣与硫酸或电解废液混合进行低酸浸出。
[0014]优选地，步骤（3）中，低酸浸出的固液比为1：3~1：5；始酸为60~80g/l。
[0015]优选地，步骤（3）中，低酸浸出时间为1~3h。
[0016]优选地，步骤（3）中，酸浸液送往湿法炼锌系统。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：（1）本专利技术采用低温钠碱焙烧的方法固定氧化锌烟灰中的铊，使其形成不易被碱浸出的、相对稳定的三氧化二铊，从而实现水洗脱氟、氯过程中铊不被分散。
[0018]（2）本专利技术通过低温焙烧，增加了氟、氯的活性，提高了它们在水洗过程中的脱除率，可使水洗渣含氟0.013%，含氯0.008%，氟的脱除率大于95%、氯的脱除率大于99%，达到二次利用的要求。
[0019]（3）本专利技术采用低温钠碱焙烧、水浸、低酸浸出的方式分别脱除氟、氯、锌、镉，使铊得到了富集，大幅度缩减了含铊物料的量，利于堆存与转运，以及下一步铊的回收处置。
[0020]（4）本专利技术的工艺简单、成本低，铊不被分散，其分离、富集效果好，既实现了资源的综合利用，又避免了铊的内部循环，减轻了锌系统的除铊压力。
附图说明
[0021]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为氧化亚铊、氯化亚铊蒸汽压随温度变化的曲线图；图2为本专利技术的工艺流程图。
具体实施方式
[0022]为了便于理解本专利技术，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本专利技术作更全面、细致地描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体的实施例。
[0023]除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不旨在限制本专利技术的
保护范围。
[0024]除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0025]实施例1本实施例公开了一种分离、富集氧化锌烟灰中铊的方法，如图2所示，包括以下步骤：（1）钠碱焙烧：将氧化锌烟灰与氢氧化钠按质量比3：1的比例研磨混合均匀，将混合物平铺于坩埚中，在200℃的温度下焙烧120min得到焙烧产物；（2）水浸：用研钵将焙烧产物中的烧结块破碎研磨，破碎后的焙烧产物与水按固液比1：3浆化后进行水浸，温度为80℃，时间为3h，终点pH=11，过滤，水浸液蒸发结晶分别回收得到氯化钠和氟化钠，计算氟的脱除率95.05%，氯的脱除率99.14%；（3）低酸浸出：将水浸渣与稀硫酸混合，控制始酸65g/L、液固比3：1进行低酸浸出，温度为70℃，时间为3h，终点pH=4.5，过滤，锌等有价金属进入酸浸液中，计算锌的浸出率98.52%，铊富集于酸浸渣中。
[0026]实施例2本实施例公开了一种分离、富集氧化锌烟灰中铊的方法，如图2所示，包括以下步骤：（1）钠碱焙烧：将氧化锌烟灰与氢氧化钾按质量比5：1的比例研磨混合均匀，将混合物平铺于坩埚中，在300℃的温度下焙烧90min得到焙烧产物；（2）水浸：用研钵将焙烧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分离、富集氧化锌烟灰中铊的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将氧化锌烟灰与氢氧化钠或氢氧化钾按质量比3~5：1研磨混合均匀，置于200~350℃的温度下焙烧，得焙烧产物；（2）将步骤（1）所得焙烧产物与水按固液比1：3~1：6浆化后进行水浸，温度为60~80℃，终点pH值为11~12，过滤，得水浸液和水浸渣；（3）将步骤（2）所得水浸渣进行低酸浸出，温度为70~90℃，终点pH值为3.5~4.5，过滤，得酸浸液和富集铊的酸浸渣。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，焙烧的升温速率为5~10℃/min；保温时间为60~120min；保温结束自然冷却至室温。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，浆化前将焙烧产物...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，戴慧敏，彭双义，唐亦秋，周萍，林文军，魏鹏，
申请(专利权)人：株洲冶炼集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：