從濕法煉鋅銻鹽凈化鈷渣中回收鈷_鋅_鎘_銅解讀

1、39技術(shù)從濕法煉鋅銻鹽凈化鉆渣中回收鉆、鋅、鎘、銅文僅 U 慶杰賈玲李廣海中冶葫蘆島有色金屬集團(tuán)公司技術(shù)中心摘要:在濕法煉鋅工藝中，采用銻鹽除鉆法產(chǎn)出的凈化鉆渣經(jīng)過(guò)酸性浸出后，鋅、鎘、鉆等有價(jià)金 屬進(jìn)入溶液，銅進(jìn)入浸出渣。浸出液經(jīng)過(guò)雙氧水氧化除鐵、低 溫鋅粉置換除銅后，用a亞硝基-&萘酚的堿性溶液進(jìn)行沉鉆，沉鉆渣經(jīng)過(guò)酸洗除雜 后,進(jìn)行氧化焙燒而得粗 Co 30 4。該工藝，經(jīng)濟(jì)效益明顯。Puri ? cati on of Salt from the Hydrometallurgy of Cobalt An tim ony Slag Recoveryof Cobalt, Zinc, ca

2、dmium, Copper濕法煉鋅的除鉆方法有砷鹽除鉆法、黃藥除鉆法、&萘酚除鉆法和銻鹽除鉆法。砷鹽除鉆法有劇毒的砷化氫氣體產(chǎn)生，同時(shí)銅鎘渣被砷污染而使回收流程復(fù)雜 化;黃藥除鉆法由于在生產(chǎn)的過(guò)程中有惡臭氣體產(chǎn)生，作業(yè)環(huán)境惡劣；B萘酚除鉆法在 國(guó)外應(yīng)用較多，如日本的彥島、安中等冶煉廠，國(guó)內(nèi)的紫金礦業(yè)在處理高鉆鋅精礦采 用禺萘酚除鉆法；銻鹽除鉆法除雜能力強(qiáng)，作業(yè)環(huán)境好，其應(yīng)用越來(lái)越廣泛。目前，國(guó) 內(nèi)采用銻鹽除鉆法的濕法煉鋅企業(yè)中，凈化鉆渣的處理通常采用稀酸進(jìn)行選擇性的 浸出，即將凈化鉆渣中的鋅浸出進(jìn)入溶液而將鉆留在渣中。稀酸選擇性浸出工藝的 不足之處在于:選擇性比較差，鋅鉆分離不徹底；浸

3、出渣中含鋅、鎘高，其中浸出渣中 含鋅高達(dá) 20%以上，需采用回轉(zhuǎn)窯處理回收這部分鋅、鎘；經(jīng)過(guò)回轉(zhuǎn)窯處理，銅、鉆進(jìn) 入窯渣中，不能有效回收。研究如何從凈化鉆渣中綜合回收鋅、鎘、銅、鉆等有價(jià) 金屬,是一項(xiàng)緊迫的任務(wù)。、基本原理禺萘酚除鉆工藝的反應(yīng)機(jī)理是禺萘酚與 NaNO 2 在弱酸性溶液中生成a亞硝基 -禺萘酚,a亞硝基-3萘酚同鉆反應(yīng)生成蓬松的紅褐色內(nèi)絡(luò)鹽沉淀(通常叫螯合物沉 淀。慶亞硝基-3萘酚不穩(wěn)定，生產(chǎn)中只能邊使用邊制備。反應(yīng)前，探酚同按比例在 NaOH 溶液中混合配制。在堿性溶液中配制的原因一是禺萘酚溶于堿液而難溶于水二是 NaNO 2 在堿性溶液中穩(wěn)定。主要化學(xué)反應(yīng)方程式如下：NaNO

4、 2 + H + = Na + + HNO 2 C 10H 7ONa + H + = C 10H 80 + Na +C 10H 80 +HNO 2 = C 10H 6ONOH + H 2O 4Co 2+ + C 10H 6ONOH+ 4H + = 4Co 3+ + C 10H 6NH2OH + H 2O C o3+3C10H6O N O H =Co(C 10H 6ONO3J + 3H +二、工藝過(guò)程從濕法煉鋅銻鹽凈化鉆渣中回收鉆的工藝流程為：凈化鉆渣經(jīng)過(guò)酸性浸出后，鋅、鎘、鉆等有價(jià)金屬進(jìn)入溶液,銅進(jìn)入浸出渣。浸出液經(jīng)過(guò)雙氧水氧化除鐵、低溫鋅粉置換除銅后，用a亞硝基-3萘酚的堿性溶液進(jìn)行沉鉆，沉

5、鉆渣經(jīng)過(guò)酸洗除雜后，進(jìn)行氧化焙燒而得 粗Co 3O 4。從濕法煉鋅凈化鉆渣中回收鉆工藝流程見(jiàn)圖 1。1.酸浸根據(jù)加料量，計(jì)算加水量和加酸量。 先將水加入浸出罐中，然后打開(kāi)加酸閥門(mén)加 酸。打開(kāi)蒸汽閥門(mén)加熱，當(dāng)溶液溫度達(dá)到 50C60C時(shí),開(kāi)始加料，進(jìn)行浸出。浸出結(jié) 束，停止攪拌，進(jìn)行壓濾。濾渣洗滌數(shù)次，洗液返回酸浸配液或打入除鐵槽中，酸浸渣脫 水后運(yùn)到渣場(chǎng)存放。浸出控制要點(diǎn):（1 加料的速度。加料的速度不宜過(guò)快，避免物料 沉底或反應(yīng)過(guò)快造成冒槽事故。加料時(shí)，仔細(xì)觀察反應(yīng)情況，當(dāng)反應(yīng)過(guò)快時(shí)，適當(dāng)減少 加料量或停止加料，待反應(yīng)平穩(wěn)后繼續(xù)加料或增加加料量。（2 浸出的溫度。溫度低，作業(yè)的時(shí)間長(zhǎng)，金屬的

6、浸出率低；溫度過(guò)高，反應(yīng)過(guò)于激烈，易發(fā)生冒槽事故。（4 浸出 時(shí)間。40資源再生 2010/9T技術(shù) ech no logy圖 1 從電解鋅凈化鉆渣中回收鉆工藝流程圖(5 浸出終點(diǎn) pH 值控制(當(dāng) pH 值1.5 時(shí)加酸調(diào)整;pH 值1.0 時(shí)加鉆渣調(diào)整。濕 法煉鋅凈化鉆渣見(jiàn)表 1,廢電解液成份見(jiàn)表 2,浸出液成份見(jiàn)表 3。2. 除鐵根據(jù)浸出液中鐵元素的含量計(jì)算出鐵的量，按照鐵和雙氧水的一定質(zhì)量比計(jì)算 出雙氧水的用量。除鐵時(shí)，先將雙氧水慢慢加入到浸出液中，然后加入氫氧化鈉，調(diào)整 pH值將 p H 值控制在 45 之間，攪拌 0.51 小時(shí)。取樣分析除鐵后液含 Fe 合格后，進(jìn)行壓濾。除鐵渣洗

7、滌數(shù)次。洗液返回酸浸配液或打入沉鉆槽，除鐵渣運(yùn)到渣場(chǎng)存放。除鐵控制要點(diǎn):(1 作業(yè)溫度；(2 雙氧水的用量;(3 終點(diǎn)的 p H 值。除鐵后液成份見(jiàn) 表4。3. 除銅根據(jù)除鐵后液中銅的含量計(jì)算出銅的重量,按照銅和鋅粉的一定的質(zhì)量比計(jì)算出鋅粉的用量。將鋅粉慢慢加入 到除鐵后液中，攪拌 30 分鐘，取樣分析，除銅后液含 Cu 合格后，進(jìn)行壓濾。濾渣用少 量水沖洗,洗液和除銅后液打入除鉆槽。除銅控制要點(diǎn):(1 作業(yè)溫度；(2 鋅粉用量。除 銅后液成份見(jiàn)表 5。4. 沉鉆根據(jù)除鐵液中鉆的含量計(jì)算出 Co 的重量，按照 Co:B萘酚:亞硝酸鈉：燒堿:水，計(jì) 算出禺萘酚、亞硝酸鈉、燒堿、水的用量，進(jìn)行配制

8、a亞硝基-伕萘酚溶液。配制時(shí) 先加燒堿，然后加入水，加熱至溫度 50C60C,同時(shí)進(jìn)行適當(dāng)攪拌。燒堿全部溶化后 將禺萘酚加入到燒堿溶液中，然后將亞硝酸鈉加入到 &萘酚燒堿溶液中，進(jìn)行攪拌直 至溶解完全。a 亞硝基-&萘酚溶液放置時(shí)間不能超過(guò) 2 小時(shí)，要現(xiàn)用現(xiàn)配。通蒸汽將除銅后液加熱 60C70C,將配好的a亞硝基-禺萘酚溶液緩慢地加入到除銅后液中，然后慢慢地加入濃硫酸調(diào)溶液的 pH值,攪拌 2 個(gè)小時(shí)。取沉鉆后液分析，分析元素 Co,沉鉆后液合格后，進(jìn)行壓濾。沉 鉆后液經(jīng)過(guò)活性炭吸附后，返到浸出工序。沉鉆控制要點(diǎn):（1 廉酚、亞硝酸鈉、燒 堿與鉆的比例；（2 調(diào)酸的速度；（3

9、 終點(diǎn)的 pH 值。沉鉆后液的成份見(jiàn)表 6。5.鉆渣煅燒稱量要煅燒的物料，將物料放入爐內(nèi)，散開(kāi)鋪平。調(diào)整布袋入口插板，保持爐內(nèi)微負(fù)壓，然后點(diǎn)燃煤氣升溫，升溫的速度不宜過(guò)快，將溫度控制一定的溫度范圍，恒溫，直 到?jīng)]有煙氣逸出時(shí)，停止加熱。待氧化鉆完全冷卻后，將氧化鉆取出、分析、稱重。氧化焙燒控制要點(diǎn):（1 作業(yè)溫度；（2 空氣的量。粗 Co 30 4 的成份見(jiàn)表 7。編號(hào) Co Zn Cd Mn Cu Fe #1 凈化鉆渣 0.60590.880.130.350.19#2 凈化鉆渣0.3761.273.720.170.290.11編號(hào) Zn H2SO4Mn Fe #1 電解廢液 49.32172

10、.48 2.300.005#2 電解廢液50.35168.562.60表 1 濕法煉鋅凈化鉆渣化學(xué)成分 單位:%表 2 濕法煉鋅廢電解液化學(xué)成分 單位:g/l試樣編號(hào) Co Zn Cd Mn Cu Fe #1 浸出液 0.21111.318.00 2.500.050.026#2S出液0.24134.090.510.740.080.015 #3 浸出液 0.50110.97 5.64 1.340.100.032#4ft 出液0.52115.08 5.32 2.210.200.032#5 浸 出液0.64144.881.161.300.200.031表 3 濕法煉鋅凈化鉆渣浸出液成份 單位:g/l

11、試樣編號(hào) Co Zn Cd Mn Cu Fe #1 除鐵后液 0.20109.167.50 2.460.040.001#餘鐵 后液 0.22122.890.500.700.060.001#3 除鐵后液 0.49105.76 5.46 1.290.090.001#4 除鐵 后液 0.50108.69 5.30 2.200.160.001#5 除鐵后液0.60135.651.081.270.200.001表 4 除鐵后液成份單位:g/l41技術(shù)表 8 揮發(fā)窯處理鉆渣工藝與禺萘酚除鉆工藝成本分析三、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比1.主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(1 浸出渣含鉆 1%浸出渣率 2%浸出率 95%(

12、2 除鐵后液含鐵 0.005g/L (餘銅后液含銅 0.005g/L (磯鉆后液含鉆 0001g/L，沉鉆率 99%(5 粗氧化鉆含鉆 40%(6 廢電解液消耗量 800m 3/噸.鉆(7 雙氧水消耗量 0.5 噸/噸.鉆(8 氫氧化鈉消耗量 5 噸/噸.鉆(9 亞硝酸鈉消耗量 7.5 噸/噸.鉆(10B萘酚 1012 噸/噸.鉆 2.揮發(fā)窯處理鉆渣工藝與3萘酚除鉆工藝成本分析揮發(fā)窯處理鉆渣工藝與禺萘酚除鉆工藝成本分析見(jiàn)表&四、結(jié)論采用3萘酚法從濕法煉鋅銻鹽凈化鉆渣回收鉆、鋅、鎘、銅等有價(jià)金屬，工藝成熟可靠，產(chǎn)品中鉆的含量達(dá)到了 50%,沉鉆后液鉆的含量達(dá)到了 1mg/l 以下。在回收

13、鉆的同時(shí)，鋅、鎘、銅也得到了回收，其中鋅、鎘以硫酸鹽溶液的形式返到浸出工序，銅富集到浸出渣中，含銅量達(dá)到了 40%。按照某公司13 萬(wàn) t/a 電解鋅計(jì)算，采用&萘酚法從濕法煉鋅銻鹽凈化鉆渣回收鉆、鋅、鎘、銅等 有價(jià)金屬工藝與選擇性浸出分離鉆、鋅、鎘、銅一揮發(fā)窯回收鋅、鎘工藝相比，不僅減少了廢渣對(duì)環(huán)境的污染，而且每年新增經(jīng)濟(jì)效益 500 萬(wàn)元,經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。參考文獻(xiàn)略試樣編號(hào) CoZnCdMnCuFe#1 除銅后液 0.20109.20 3.76 2.400.0010.001#2 除銅后液0.22122.870.300.700.0010.001#餘銅后液 0.49105.52 1.

14、89 1.300.0010.001#除銅后 液0.50108.60 4.26 2.200.0010.001#5 除銅后液0.60135.380.35 1.250.0010.001表 5 除銅后液成份單位:g/l試樣編號(hào) CoZnCdMnCuFe#1沉鉆后液0.001102.662.802.320.0010.001#沉鉆后液0.001122.870.280.540.0010.001#3%鉆后液 0.001105.52 1.80 1.150.0010.001#4 沉鉆后液 0.001108.60 4.17 1.960.0010.001#5%鉆后液0.001135.380.27 1.060.0010.001表 6 沉鉆后液的成份單位:g/l試樣編號(hào) Co Zn Cd Mn Cu Fe #1 氧化鉆 58.800.520.0010.0010.200.35#2 氧化鉆56.11 1.970.0130.0180.200.53#3 氧 化 鉆56.83 1.850.160.0160.0700.70#4 氧 化 鉆