一种含锌原料的资源化处理方法技术

本发明专利技术涉及一种含锌原料的资源化处理方法，包括步骤：S1将含有锌溶剂及锌盐的锌提取液、脱硫剂与含锌石膏原料混合反应，控制pH＝8.0

【技术实现步骤摘要】
一种含锌原料的资源化处理方法


[0001]本专利技术涉及金属矿渣资源化处理
，具体涉及一种含锌原料的资源化处理方法。

技术介绍

[0002]锌中和渣是在锌冶炼过程中产生的一种废弃物。在锌矿石中含有不同程度的杂质，例如铁、硫等，这些杂质在炼锌过程中需要被去除。在炼锌过程中，矿石首先被浸泡在酸性浸出液中，使杂质溶解出来。然后，通过加入氧化剂和碱性物质，使溶液中的锌以氧化态形式析出，形成锌中和渣。锌中和渣的主要成分是石膏、氧化锌、氧化铁和二氧化硅，含有其他的杂质元素，如镁、铝等。这些成分的比例会受到矿石成分和冶炼工艺的影响。锌中和渣是一种有价值的资源，其中含有一定量的氧化锌，可以通过进一步的加工和提纯得到高纯度的氧化锌产品。此外，锌中和渣还可以作为建筑材料、陶瓷材料和水泥生产的原料等方面的应用。然而，锌中和渣也含有一些有害元素，如铅、镉等。这些有害元素会影响锌中和渣的应用和处理。因此，在处理和利用锌中和渣时，需要注意环保和资源利用的平衡问题。
[0003]对于锌中和渣的处理，目前最常见的处理方式包括固化处理、热处理和湿法处理。其中，固化处理是将锌中和渣与固化剂混合，形成一种稳定的固体块状物质。这种处理方法可以减少锌中和渣的危害性，降低其对环境的影响。固化处理通常需要在高温下进行，这可以提高固化效果。在固化处理过程中，还可以添加其他添加剂，如碱性物质、硅酸盐等，以提高固化效果。热处理是通过高温处理锌中和渣，可以将其中的有害物质分解和挥发。通常情况下，热处理通常需要在高温下进行，温度达到1000℃以上，可以将其中的锌、铅等元素尽可能的回收。湿法处理是将锌中和渣与酸性或碱性溶液反应，使其中的锌元素溶解出来。这种处理方法可以减少锌中和渣的锌含量，降低其对环境的影响，但是对于石膏成分、铅成分没有有效的办法进行处理。
[0004]目前的锌中和渣多以热处理的方式进行回收，这种方式相对其他方式，成本较低，能够回收一定的有价金属，但也存在如下问题：(1)有色金属的回收率较低，获得的产品属于初级产品，还需要进行二次精加工，并且能耗高。含锌原料在火法处理过程中，可回收的有价金属元素包括铅、锌、镉等，在高温下转化为气态形式进行回收，但仍有较少的重金属随窑气排出，对周围空气造成严重污染。(2)该方法对于含有硫酸盐的含锌原料而言，高温处理过程会将原料中的硫酸根分解为二氧化硫气体，这些二氧化硫气体需要额外的脱硫处理，造成处理成本的大幅上升。同时钙、镁、硅元素转化成窑渣，造成原料经回转窑处理后窑渣的体量仍较大。
[0005]另外目前已有的一些石膏分离技术，如中国专利申请CN108946783A公开一种含石膏原料的提纯方法，可将石膏与杂质进行分离，但是对于含有可溶性重金属的石膏渣确较难处理。一般来讲，对钙具有络合能力的溶剂，对重金属也都有一定的溶解能力，对于处理重金属后产生的石膏渣而言，虽然重金属含量较低，但伴随着溶剂的循环使用，重金属会在溶剂中不断累积，而现有的方案中对溶液中积累的重金属并没有好的处理办法，因此对于
现有的石膏分离技术而言，重金属的积累浓度越来越高，直至溶液饱和，影响了对石膏的分离，因此现有的石膏分离技术缺乏对重金属与石膏的分离方案。另外，对于含锌原料而言，锌的组成形式有很多，包括硫酸盐形态，在锌的分离过程中，如何实现多余硫酸根的去除也是一大难题。镁元素也存在同样的问题，镁元素与钙元素是伴生元素，相互分离较为困难，再加上锌元素，需要在石膏分离的同时，解决锌、镁的富集问题，对现有的石膏分离工艺而言，也是难以解决的技术问题。

技术实现思路

[0006](一)要解决的技术问题
[0007]鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供一种含锌原料的资源化处理方法，用于处理含锌石膏等，对原料中的锌、镁、石膏原料实现低成本分离，以获得高品质的碳酸锌产品、碳酸镁产品和石膏，并将重金属与石膏提取液的分离，其解决了含锌石膏中有价元素难以分离的技术问题。
[0008](二)技术方案
[0009]本专利技术提供一种含锌原料的资源化处理方法，其包括如下步骤：
[0010]S1、将锌提取液、脱硫剂与含锌石膏原料混合反应，控制溶液pH值至8.0
‑
12.0，反应结束后，含锌石膏原料中的锌进入溶液中，分离得到含锌溶液与锌钙渣；所述锌提取液含有锌溶剂和锌盐；所述脱硫剂是氧化钙、氢氧化钙和碳酸钙中的一种或两种以上的组合；所述含锌石膏原料与锌提取液的质量体积比为1
‑
1500g：1L；
[0011]S2、调节含锌溶液的pH值至5.0
‑
11.0，随后进行碳酸化处理，获得除锌液与锌沉淀；所述锌沉淀是碳酸锌、碱式碳酸锌、氢氧化锌、碱式硫酸锌中的一种或两种以上的组合；
[0012]S3、将石膏提取液与S1产生的锌钙渣混合反应，控制溶液pH值至7.5
‑
12.0，反应结束后，锌钙渣中的锌镁钙进入溶液中，分离得到锌钙溶液与尾渣；所述石膏提取液中含有钙溶剂、锌溶剂、钙助溶剂及锌离子活度调节剂；
[0013]S4、调节锌钙溶液pH值至7.0
‑
11.0，使钙离子与硫酸根再次结合产生石膏以从溶液中达到除钙的目的，分离得到石膏沉淀与除钙溶液；所述石膏沉淀是二水石膏、半水石膏、无水石膏中的一种或两种以上的组合；除钙溶液中含有锌镁盐离子；
[0014]S5、调节除钙溶液pH值至5.0
‑
10.0并在锌离子活度调节剂的综合作用下，随后进行碳酸化处理，利用碳酸锌和碳酸镁溶度积上的差别，使锌沉淀析出，而镁及少量钙留在循环溶液中；所述锌沉淀是碳酸锌、碱式碳酸锌、氢氧化锌、碱式硫酸锌中的一种或两种以上的组合；
[0015]其中，步骤S2产生的除锌液作为锌提取液套用至步骤S1中；步骤S4产生的除钙溶液和步骤S5产生的循环溶液进一步直接或者经过处理后作为石膏提取液套用至步骤S3中。
[0016]根据本专利技术的较佳实施例，S1中，所述含锌石膏原料为含锌与硫酸盐的原料，为锌冶炼渣、锌中和渣、锌中和除铁渣、锌废水中和渣、铜冶炼酸性废水中和污泥、铅冶炼酸性废水中和污泥、镍冶炼酸性废水中和污泥、炼钢飞灰中的一种或两种以上的组合。所述锌提取液可以是由含锌原料与锌溶剂及酸液经浸提反应产生的混合物。
[0017]根据本专利技术的较佳实施例，S1中，所述锌提取液的锌溶剂是氨、咪唑、乙醇胺、甲胺、二甲胺、乙胺、乙二胺、丙二胺、苯胺、二乙三胺、三乙四胺、四乙五胺中的一种或两种以
上的组合，其在锌提取液中的浓度为0.01
‑
8.0mol/L；所述锌提取液中的锌盐是氯化锌、硫酸锌、硝酸锌、高氯酸锌、乙酸锌中的一种或两种以上的组合，其在锌提取液中的浓度为0.01
‑
8.0mol/L。
[0018]根据本专利技术的较佳实施例，S1中，控制溶液pH值至8.0
‑
11.0；
[0019]S2中，调节溶液pH值至6.0
‑
10.0；具体为：通过搅拌或加热以促本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含锌原料的资源化处理方法，其特征在于，其包括如下步骤：S1、将锌提取液、脱硫剂与含锌石膏原料混合反应，控制溶液pH值至8.0
‑
12.0，反应结束后，含锌石膏原料中的锌进入溶液中，分离得到含锌溶液与锌钙渣；所述锌提取液含有锌溶剂和锌盐；所述脱硫剂是氧化钙、氢氧化钙和碳酸钙中的一种或两种以上的组合；所述含锌石膏原料与锌提取液的质量体积比为1
‑
1500g：1L；S2、调节含锌溶液的pH值至5.0
‑
11.0，随后进行碳酸化处理，获得除锌液与锌沉淀；所述锌沉淀是碳酸锌、碱式碳酸锌、氢氧化锌、碱式硫酸锌中的一种或两种以上的组合；S3、将石膏提取液与S1产生的锌钙渣混合反应，控制溶液pH值至7.5
‑
12.0，反应结束后，锌钙渣中的锌镁钙进入溶液中，分离得到锌钙溶液与尾渣；所述石膏提取液中含有钙溶剂、锌溶剂、钙助溶剂及锌离子活度调节剂；S4、调节锌钙溶液pH值至7.0
‑
11.0，使钙离子与硫酸根再次结合产生石膏以从溶液中达到除钙的目的，分离得到石膏沉淀与除钙溶液；所述石膏沉淀是二水石膏、半水石膏、无水石膏中的一种或两种以上的组合；除钙溶液中含有锌镁盐离子；S5、调节除钙溶液pH值至5.0
‑
10.0并在锌离子活度调节剂的综合作用下，随后进行碳酸化处理，利用碳酸锌和碳酸镁溶度积上的差别，使锌沉淀析出，而镁及少量钙留在循环溶液中；所述锌沉淀是碳酸锌、碱式碳酸锌、氢氧化锌、碱式硫酸锌中的一种或两种以上的组合；其中，步骤S2产生的除锌液作为锌提取液套用至步骤S1中；步骤S4产生的除钙溶液和步骤S5产生的循环溶液进一步直接或者经过处理后作为石膏提取液套用至步骤S3中。2.根据权利要求1所述的一种含锌原料的资源化处理方法，其特征在于，S1中，所述含锌石膏原料为含锌与硫酸盐的原料，为锌冶炼渣、锌中和渣、锌中和除铁渣、锌废水中和渣、铜冶炼酸性废水中和污泥、铅冶炼酸性废水中和污泥、镍冶炼酸性废水中和污泥、炼钢飞灰中的一种或两种以上的组合。3.根据权利要求1所述的一种含锌原料的资源化处理方法，其特征在于，S1中，所述锌提取液的锌溶剂是氨、咪唑、乙醇胺、甲胺、二甲胺、乙胺、乙二胺、丙二胺、苯胺、二乙三胺、三乙四胺、四乙五胺中的一种或两种以上的组合，其在锌提取液中的浓度为0.01
‑
8.0mol/L；所述锌提取液中的锌盐是氯化锌、硫酸锌、硝酸锌、高氯酸锌、乙酸锌中的一种或两种以上的组合，其在锌提取液中的浓度为0.01
‑
8.0mol/L。4.根据权利要求1所述的一种含锌原料的资源化处理方法，其特征在于，S1中，控制溶液pH值至8.0
‑
11.0；S2中，调节溶液pH值至6.0
‑
10.0；具体是通过搅拌或加热以促进碱性气体挥发，或者通入惰性气体汽提/蒸汽汽提，或加入酸性化合物的方式调节溶液的pH至6.0
‑
10.0；所述碱性气体为氨气、一乙醇胺、乙二胺、乙胺或甲胺，且挥发产生的碱性气体直接循环使用或通过冷凝吸收的方式重新转化为碱循环使用；S3中，调节溶液pH值至8.0
‑
11.0；S1和S3中，通过添加有机碱、无机碱、有机酸、无机酸控制溶液pH值；所述有机碱是甲胺、乙胺、乙二胺、丙二胺、丙胺中的一种或两种以上的组合；所述无机碱是氨、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、氧化钙、氢氧化钙中的一种或两种以上的组合；所述有机
酸是甲酸、乙酸、草酸、丙酸、柠檬酸中的一种或两种以上的组合；无机酸是硫酸、盐酸、硝酸、高氯酸、磷酸中的一种或两种以上的组合；S4中，调节溶液pH值至7.0
‑
10.5；具体为：通过搅拌或加热以促进碱性气体挥发，或者通入惰性气体汽提/蒸汽汽提，或加入酸性化合物的方式调节溶液的pH至7.0
‑
10.5；S5中，调节溶液pH值至5.5
‑
9.0；具体为：通过搅...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，刘军飞，武占月，王大汇，康荣灿，
申请(专利权)人：北京中金瑞丰环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：