【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及硫酸锌回收，具体涉及一种还原炉烟灰制作锌化工产品的方法。
技术介绍
1、七水、一水硫酸锌属于无机化合物；纳米氧化锌是一种多功能性的新型无机材料；上述产品经济价值较高，具有较大的回收价值，但其原料含量复杂，导致富集回收工艺流程长。
2、随着铅冶炼规模的不断提升，还原炉烟灰的产出量与日俱增。富锌铅矿的投用，直接造成铅系统还原渣指标异常。如果每天产出的高锌还原炉烟灰在25t/d左右，高锌还原炉烟灰进入烟化炉生产次氧化锌，需投入大量焦煤进行作业；每天处理高锌还原炉需要消耗焦煤成本在7.5万元；该部分还原炉烟灰如果直接进入烟化炉中，会产生更多的生产废水及废气，增大了环保压力；如何采用更经济环保的技术方案合理使用高锌还原炉烟灰成为迫切解决的重要攻关对象。
技术实现思路
1、为了解决还原炉烟灰进入烟化炉处理，会产生生产废水及废气的问题，本专利技术提供一种还原炉烟灰制作锌化工产品的方法，整个过程不会产生废水废气、降低了铅冶炼烟化炉工序生产的环保压力。
2、本专利技术采用以下技术方案：
3、一种还原炉烟灰制作锌化工产品的方法，包括如下步骤：
4、步骤1：酸浸浆化工序：取还原炉烟灰，加入废酸，搅拌均匀，形成浆化液；所述还原炉烟灰的组分为：以重量百分比计，55%≤zn＜65%，0.1%≤fe＜1.1%，20%≤pb≤35%，0.01%≤cu＜0.05%，1.3%≤as＜13%，0.02≤mn＜0.5%，1.5%≤cd＜6.5%，0.01%≤n
5、步骤2：浸出及除砷工序：将得到的浆化液缓慢加入浓硫酸调整初始ph值为3.5，搅拌进行浸出反应，反应后终点ph值为4.5～5，然后加入硫酸亚铁与高锰酸钾以除去溶液中的砷，过滤后得到一次硫酸锌溶液和含砷铅渣，含砷铅渣返回炼铅系统；
6、步骤3：一次净化工序：利用氧化水解工艺法，将一次硫酸锌溶液加热后，加入高锰酸钾以除去铁锰杂质，得到铁锰渣和二次硫酸锌溶液，铁锰渣返渣场；
7、步骤4：二次净化工序：将二次硫酸锌溶液加热后，加入除镍剂和锌粉，一步完成对镍、镉、铜、铊的去除，得到含镍锌镉铜铊渣和三次硫酸锌溶液，三次硫酸锌溶液中的铅、铁、锰、铜、镉、铊、砷、镍含量均＜1mg/l，为后续锌化工产品质量提供有效保障；
8、步骤5：三次硫酸锌溶液进行浓缩、降温结晶、固液分离，得到一水或七水硫酸锌成品，母液返回步骤2的浸出及除砷工序；
9、或者三次硫酸锌溶液与碳酸钠溶液加热后，后得到碱式碳酸锌，经烘干粉碎、焙解后得到纳米氧化锌。
10、进一步地，步骤1中废酸的加入量与还原炉烟灰的液固比为3～5:1。
11、进一步地，步骤2中硫酸亚铁加入量为溶液中砷含量的1.1～3.5倍，高锰酸钾加入量为硫酸亚铁加入量的1.3～2.4倍。
12、进一步地，步骤2中加入浓硫酸调整初始ph值为3.5，搅拌反应60～120min后溶液ph值为4.5～5，后加入硫酸亚铁与高锰酸钾进行除砷作业，其工艺条件为：浸出液加入硫酸亚铁与高锰酸钾后控制温度在80～90℃进行除砷反应，反应时间为30～50min。
13、进一步地，步骤3中使用蒸汽将一次硫酸锌溶液加热至85℃。采用锰铁一并去除的氧化水解法，其工艺方法为：由于fe2+的沉淀ph值高于主金属锌的沉淀ph值，而三价铁的沉淀ph值小于主金属锌的沉淀ph值，为达到净化除铁，而又不损失主金属锌，因此用工业高锰酸钾作氧化剂，首先将fe2+氧化成fe3+，fe3+水解而以fe(oh)3的沉淀形式去除；高锰酸钾的加入量为一次硫酸锌溶液中铁锰含量之和的1.3～2.5倍，加入高锰酸钾后搅拌反应90min。
14、进一步地，步骤4中采用蒸汽将二次硫酸锌溶液加热到55℃；除镍剂的加入量为二次硫酸锌溶液中镍含量2～3倍，锌粉的加入量为二次硫酸锌溶液中铜镉铊含量之和的2.1～3.5倍，加入除镍剂与锌粉后搅拌反应30min。
15、进一步地，步骤5中制备一水或七水硫酸锌成品的工艺条件为：三次硫酸锌溶液利用热风间接加热至100℃，三次硫酸锌溶液比重提升至54°bé及以上，完全去除硫酸锌溶液中水分，使其饱和，得到znso4的结晶，通过循环水盘管控制结晶温度＜29℃；通过离心机进行固液分离，溶液中含有大量游离水，必须将其分离出去，才能保证纯晶体含锌量的合格，离心母液返回除砷工序。
16、进一步地，步骤5中制备纳米氧化锌的工艺条件为：三次硫酸锌溶液加入碳酸钠溶液的反应温度为85℃，反应时间为50min；制得碱式碳酸锌经350℃热风脱除表面水分，经600℃高温焙解后制得纳米氧化锌成品。
17、进一步地，所述废酸包括但不限于废旧电瓶拆解液、铜冶炼污酸等，废旧电瓶拆解液既能浆化烟灰，也能起到一定的浸出效果。
18、本专利技术的烟灰中锌含量最高达65%，因此，选择酸性浸出流程，生产过程中所需硫酸可直接使用自产硫酸和回收的废酸，辅料锌粉、硫酸亚铁、高锰酸钾、除镍剂均为市场上常见的化工原料，采购渠道广泛且便利，同时便于存储，安全风险较低。
19、本专利技术使用的还原炉烟灰中含砷较高，加入废酸后，砷会进入到溶液中；以安全角度考虑，为避免产生过程中高砷溶液、锌粉、酸液直接反应，导致产生巨量的砷化氢气体威胁人身安全，因此需要优先使用硫酸亚铁和高锰酸钾进行除砷作业；其次，如果除镉后，溶液温度高于60℃会出现镉的返溶现象，影响后续净化效果，造成成本浪费，因此，本专利技术将除镉操作放在除砷、除铁锰之后。
20、与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：
21、1、本专利技术提供了一种还原炉烟灰制作锌化工产品的方法，经济效益明显，一是变废酸为利，节约了废酸处置费用，解决了废酸处置流程长、成本高的问题；二是采用高锌还原炉烟灰作为原料生产，回收硫酸锌，降低了生产的原料成本，资源综合利用率高。
22、2、采用本专利技术方法来回收硫酸锌，操作简单、效率高、易提纯，为锌化工产品的综合回收提供了新的思路。
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1.一种还原炉烟灰制作锌化工产品的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种还原炉烟灰制作锌化工产品的方法，其特征在于，步骤1中废酸的加入量与还原炉烟灰的液固比为3～5:1。
3.根据权利要求1所述的一种还原炉烟灰制作锌化工产品的方法，其特征在于，步骤2中硫酸亚铁加入量为溶液中砷含量的1.1～3.5倍，高锰酸钾加入量为硫酸亚铁加入量的1.3～2.4倍。
4.根据权利要求1所述的一种还原炉烟灰制作锌化工产品的方法，其特征在于，步骤2中加入浓硫酸的反应时间为60～120min；加入硫酸亚铁与高锰酸钾后控制温度在80～90℃进行除砷反应，反应时间为30～50min。
5.根据权利要求1所述的一种还原炉烟灰制作锌化工产品的方法，其特征在于， 步骤3中一次硫酸锌溶液加热至85℃；高锰酸钾的加入量为一次硫酸锌溶液中铁锰含量之和的1.3～2.5倍，加入高锰酸钾后搅拌反应90min。
6.根据权利要求1所述的一种还原炉烟灰制作锌化工产品的方法，其特征在于， 步骤4中二次硫酸锌溶液加热至55℃；除镍剂的加入量为二次硫酸
7.根据权利要求1所述的一种还原炉烟灰制作锌化工产品的方法，其特征在于，步骤5中制备一水或七水硫酸锌成品的工艺条件为：三次硫酸锌溶液加热至100℃，三次硫酸锌比重提升至54°Bé及以上使其饱和，得到ZnSO4的结晶，结晶温度＜29℃。
8.根据权利要求1所述的一种还原炉烟灰制作锌化工产品的方法，其特征在于，步骤5中制备纳米氧化锌的工艺条件为：三次硫酸锌溶液加入碳酸钠溶液的反应温度为85℃，反应时间为50min；制得碱式碳酸锌经350℃热风脱除表面水分，经600℃高温焙解后制得纳米氧化锌成品。
9.根据权利要求1所述的一种还原炉烟灰制作锌化工产品的方法，其特征在于，步骤1中所述废酸包括废旧电瓶拆解液、和/或铜冶炼污酸。
...【技术特征摘要】
1.一种还原炉烟灰制作锌化工产品的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种还原炉烟灰制作锌化工产品的方法，其特征在于，步骤1中废酸的加入量与还原炉烟灰的液固比为3～5:1。
3.根据权利要求1所述的一种还原炉烟灰制作锌化工产品的方法，其特征在于，步骤2中硫酸亚铁加入量为溶液中砷含量的1.1～3.5倍，高锰酸钾加入量为硫酸亚铁加入量的1.3～2.4倍。
4.根据权利要求1所述的一种还原炉烟灰制作锌化工产品的方法，其特征在于，步骤2中加入浓硫酸的反应时间为60～120min；加入硫酸亚铁与高锰酸钾后控制温度在80～90℃进行除砷反应，反应时间为30～50min。
5.根据权利要求1所述的一种还原炉烟灰制作锌化工产品的方法，其特征在于， 步骤3中一次硫酸锌溶液加热至85℃；高锰酸钾的加入量为一次硫酸锌溶液中铁锰含量之和的1.3～2.5倍，加入高锰酸钾后搅拌反应90min。
6.根据权利要求1所述的一种还原...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄玉波，白会平，史银卷，陈选元，赵振波，李卫锋，
申请(专利权)人：河南豫光金铅股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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