專利名稱：從含鉛鋅物料中回收制備超細鉛粉鋅粉及純鉛錠鋅錠的方法
從含鉛鋅物料中回收制備超細鉛粉鋅粉及純鉛錠鋅錠的方
法
技術領域：
本發明涉及無機化工及廢料回收處理技術領域，尤其涉及一種以含鉛鋅物料中回收生產超細鉛粉鋅粉及純鉛錠鋅錠的方法。
背景技術：
對冶煉廠產生的煙塵和/或爐渣的治理是冶金企業所面臨的重要問題，因為將其廢棄排放的話不僅浪費資源，也會引起環境污染。目前，許多工廠、科研單位及行業有關人員正在著力研究解決這個問題，以期高效利用冶煉廠所產生的含鋅鉛粉塵或爐渣等廢棄物料，并提高其綜合附加值，減少環境污染、節約資源。目前，國內外冶煉企業或廢物料回收加工處理企業以冶煉廠煙塵、爐渣等廢棄物為原料回收金屬鉛、鋅的主要方法是采用“火法處理工藝”。而近十年來，鋅冶煉行業通常采用的是濕法煉鋅工藝進行大規模工業生產，鋅精礦萬噸規模的加壓浸出冶煉廠已經建設完工。在國內10萬t/a規模的鋅精礦直接常壓攪拌浸出工藝2009年已經投入生產。然而，不論是“火法處理”，還是“濕法冶煉”，都不能直接生產超細粉末。中國專利文獻CN15M652A公開了一種真空電弧法制備超細鉛粉的方法，但是其能耗高，不利于產業化。中國專利文獻CN1817518A公開了一種用鋅粉塵或鋅浮渣生產金屬鋅粉的方法，用強堿溶液浸取含鋅粉料，過濾后用硫化鈉等將鉛沉淀，再電解沉積得到鋅粉，其操作步驟多，含鋅粉料中的鉛分離出來只能作為煉鉛的原料，不能直接作為產品。而中國專利文獻CN15M652A的也公開了一種真空電弧法制備超細鉛粉的方法，但是其能耗高，不利于產業化。
發明內容本發明的目的是克服現有生產方法和工藝流程的不足，提供一種以冶煉廠含鉛鋅廢料中回收生產超細鉛粉鋅粉及純鉛錠鋅錠的方法。該方法工藝流程簡單，操作方便，處理含鋅鉛物料無污染，可一次性直接得到超細鉛粉或純鉛錠和超細鋅粉或純鋅錠。為達到上述發明目的，本發明提出以下的技術方案一種冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備超細鉛粉鋅粉的方法，包括如下步驟Sl將含鉛鋅物料經粉碎，用堿溶液進行浸取，得到上層清液和底流固體；S2取上層清液采用電解法或鋅粉還原法制備濕鉛粉，同時得到無鉛鋅液；S3電解無鉛鋅液，在陰極上沉積獲得濕鋅粉，并得到堿液；S4將前述制得的濕鉛粉和濕鋅粉水洗，再用還原性易揮發液體洗滌，脫水干燥，制得超細鉛粉和超細鋅粉。上述冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備超細鉛粉鋅粉的方法中，在步驟S2中，當前處理得到的上層清液中鋅鉛的質量比小于8 1時，采用鋅粉置換還原法制備濕鉛粉，同時得到無鉛鋅液。
上述冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備超細鉛粉鋅粉的方法中，所述鋅粉置換還原法制備濕鉛粉的工藝條件為置換攪拌強度1 3000轉/分；置換時間1 10000分鐘；置換溫度-20 120°C;置換級數1 100級；鋅粉用量鉛當量的0. 1 500倍；鋅粉粒徑 0. 1微米 10毫米。上述冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備超細鉛粉鋅粉的方法中，在步驟S2中，當前處理得到的上層清液中鋅鉛的質量比大于10 1時，采用電解的方法制備濕鉛粉，同時得到無鉛鋅液。上述冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備超細鉛粉鋅粉的方法中，在步驟S2中，當前處理得到的上層清液中鋅鉛的質量比在[8 10] 1時，采用電解的方法或鋅粉置換還原法制備濕鉛粉，同時得到無鉛鋅液。上述冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備超細鉛粉鋅粉的方法中，步驟S4中，先將制得的濕鉛粉、濕鋅粉分別以1 100倍的水洗，再用1 100倍的無水乙醇、烷、醛、酮、苯或四氯化碳還原性易揮發性溶劑洗滌，脫水干燥后獲得超細鉛粉和超細鋅粉。上述冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備超細鉛粉鋅粉的方法中，還包括將步驟Sl中的底流固體回收用作揮發窯原料，和/或將步驟S3中得到的堿液以及步驟S4中的洗出液回收循環用作浸取液。本發明還提供了一種冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備純鉛錠鋅錠的方法，包括如下步驟Sl將含鉛鋅物料經粉碎，用堿溶液進行浸出，得到上層清液和底流固體；S2取上層清液采用電解法或鋅粉還原法制備濕鉛粉，同時得到無鉛鋅液；S3電解無鉛鋅液，在陰極上沉積獲得濕鋅粉，并得到堿液；S4將濕鉛粉采用強堿覆蓋熔煉制得純鉛錠，堿渣循環浸出；將濕鋅粉采用煤粉或活性炭覆蓋熔煉制得純鋅錠。上述冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備純鉛錠鋅錠的方法中，在步驟S4中，將濕鉛粉壓餅，按鉛餅與氫氧鈉固體質量比W. 1 100] 1的比例，用氫氧鈉固體熔融覆蓋鉛餅表面，熔煉制得純鉛錠。上述冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備純鉛錠鋅錠的方法中，在步驟S4中，將濕鋅粉壓餅，按鋅餅與煤粉或活性碳質量比
1的比例，用煤粉或活性碳覆蓋鋅餅表面，熔煉制得純鋅錠。從以上技術方案可以看出，本發明提供的從冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備超細鉛粉鋅粉的方法，其工藝流程簡單，操作方便，處理含鋅鉛物料無污染，可一次性直接得到超細鉛粉和超細鋅粉，同時更可以制得純鉛錠和純鋅錠，這是目前其他對冶煉廠含鉛鋅廢料的處理中所不能達成的。本發明所提供的生產方法的經濟效益較好，適合于規模化工業化生產。
圖1所示是本發明所提供的冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備超細鉛粉鋅粉的工藝流程圖；圖2所示是本發明所提供的冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備純鉛錠鋅錠的工藝流程圖。
具體實施方式
以下用實施例來說明本發明，但實施例不構成本發明的任何限制。實施例1某煉鐵廠的高爐煙塵100公斤。其主要元素含量為鋅16. 19%，鉛1. 13%，錳 1. 21%。將物料粉碎，加入480克/升氫氧化鈉水溶液800升，攪拌30分后加6克聚丙烯酰胺絮凝劑，沉降后分離得到上清液800升。將上清液過濾，濾渣作為冶煉原料回收金屬。 得到的濾液置入電解槽，在電壓2. 2V-3V，電流密度為20A/m2-30A/m2條件下，經過四級電解槽的電解，電解液在各電解槽中自行流動，流量為lL/s，電解后液體循環使用。電解過程中，每隔20分鐘對電解槽刷一次板，刷下的鉛粉隨電解液一起流動到集粉槽中得到超細濕鉛粉2. 63公斤。提高電壓至3. 2伏控制電流密度500安培/平方米，電解2小時后刮下 17. 40公斤超細濕鋅粉。所得濕鉛粉、濕鋅粉分別經水洗，再用還原性揮發性溶劑如無水乙醇洗滌。干燥后得到0.93公斤超細鉛粉，15. 11公斤超細鋅粉，該超細粉末全部通過325目篩。所得到的超細鉛粉，其中鉛純度> 99. 8%，應用于蓄電池行業，可極大地增加蓄電池的蓄電量或減小蓄電池體積，減少鉛粉的使用量。所得超細鋅粉其中鋅總含量為99. 35%，金屬鋅含量為 97. 83%符合市場對鋅粉要求。電解后的堿液用來深度浸取分離出上清液后的底流物，浸取后的混合物分離出上清液作為浸取原料循環使用，其底流物壓濾，濾液作為浸取原料，濾渣作為冶煉原料回收金
jM ο實施例2某鉛鋅礦渣100公斤。其主要元素含量為鋅30%，鉛12%。將物料粉碎，加入 500克/升氫氧化鈉水溶液2000升，攪拌130分鐘后加6克聚丙烯酰胺絮凝劑，沉降后分離。取上清液2000升，鋅13.08g/L，鉛4.41g/L。加鋅粉3. 3公斤置換還原得海綿鉛，將海綿鉛壓餅得鉛餅11公斤。用11公斤氫氧鈉固體熔融覆蓋鉛餅表面，熔煉得純鉛錠8. 825 公斤，高溫水蒸氣0. 55公斤，堿渣12. 625公斤循環浸出。置換后的無鉛鋅液2000升(鋅14. 65g/L)，電壓為3. 2伏控制電流密度500安培 /平方米，電解2小時后刮下30公斤超細濕鋅粉。電解后溶液(鋅含量小于5g/L)，循環浸出。取所得濕鋅粉15公斤經水洗，再用還原性揮發性溶劑如苯洗滌，干燥后得到9. 9公斤超細鋅粉，該超細粉末全部通過325目篩。所得到的超細鉛粉，所得超細鋅粉其中鋅總含量為98. 67%，金屬鋅含量為93. 33%，符合市場對鋅粉要求。將15公斤超細濕鋅粉壓餅，用煤粉覆蓋表面熔煉得純鋅錠8. 8公斤，得熔煉渣3. 3 公斤作揮發窯原料。實施例3某鉛鋅氧化礦50公斤。其主要元素含量為鋅60%，鉛對％。將物料粉碎，加入 500克/升氫氧化鈉水溶液2000升，攪拌130分鐘后加6克聚丙烯酰胺絮凝劑，沉降后分離。取上清液2000升，鋅13.08g/L，鉛4.41g/L。加鋅粉3. 3公斤置換還原得海綿鉛，將海綿鉛壓餅得鉛餅11公斤。用11公斤氫氧鈉固體熔融覆蓋鉛餅表面，熔煉得純鉛錠8. 825公斤，高溫水蒸氣0. 55公斤，堿渣12. 625公斤循環浸出。 置換后的無鉛鋅液2000升(鋅14. 65g/L)，電壓為3. 2伏控制電流密度500安培 /平方米，電解2小時后刮下30公斤超細濕鋅粉。電解后溶液(鋅含量小于5g/L)，循環浸出。取所得濕鋅粉15公斤經水洗，再用還原性揮發性溶劑如庚烷洗滌，干燥后得到9. 9公斤超細鋅粉，該超細粉末全部通過325目篩。所得到的超細鉛粉，所得超細鋅粉其中鋅總含量為98. 67%，金屬鋅含量為93. 33%，符合市場對鋅粉要求。 將15公斤超細濕鋅粉壓餅，用煤粉覆蓋表面熔煉得純鋅錠8. 8公斤，得熔煉渣3. 3 公斤作揮發窯原料。實施例4某鉛鋅氧化物廢料100公斤。其主要元素含量為鋅32. 41%，鉛2. 41%，錳 1. 21%。將物料粉碎，加入480克/升氫氧化鈉水溶液1600升，攪拌30分后加6克聚丙烯酰胺絮凝劑，沉降后分離得到上清液1600升。將上清液過濾，濾渣作為冶煉原料回收金屬。 得到的濾液置入電解槽，在電壓2. 2V-3V，電流密度為20A/m2—30A/m2條件下，經過四級電解槽的電解，電解液在各電解槽中自行流動，流量為lL/s，電解后液體循環使用。電解過程中，每隔20分鐘對電解槽刷一次板，刷下的鉛粉隨電解液一起流動到集粉槽中得到超細濕鉛粉5. 25公斤。提高電壓至3. 2伏控制電流密度500安培/平方米，電解2小時后刮下 34. 89公斤超細濕鋅粉。所得濕鉛粉、濕鋅粉分別經水洗，再用還原性揮發性溶劑如丙酮洗滌。干燥后得到 1.85公斤超細鉛粉，30. 23公斤超細鋅粉，該超細粉末全部通過325目篩。所得到的超細鉛粉，其中鉛純度> 99. 8%，應用于蓄電池行業，可極大地增加蓄電池的蓄電量或減小蓄電池體積，減少鉛粉的使用量。所得超細鋅粉其中鋅總含量為99. 35%，金屬鋅含量為97. 83% 符合市場對鋅粉要求。電解后的堿液用來深度浸取分離出上清液后的底流物，浸取后的混合物分離出上清液作為浸取原料循環使用，其底流物壓濾，濾液作為浸取原料，濾渣作為冶煉原料回收金
jM ο以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.含鉛鋅物料中回收制備超細鉛粉鋅粉的方法，包括如下步驟Sl將含鉛鋅物料經粉碎，用堿溶液進行浸取，得到上層清液和底流固體；S2取上層清液采用電解法或鋅粉還原法制備濕鉛粉，同時得到無鉛鋅液；S3電解無鉛鋅液，在陰極上沉積獲得濕鋅粉，并得到堿液；S4將前述制得的濕鉛粉和濕鋅粉水洗，再用還原性易揮發液體洗滌，脫水干燥，制得超細鉛粉和超細鋅粉。
2.根據權利要求1所述的冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備超細鉛粉鋅粉的方法，其特征在于，在步驟S2中，當前處理得到的上層清液中鋅鉛的質量比小于8 1時，采用鋅粉置換還原法制備濕鉛粉，同時得到無鉛鋅液。
3.根據權利要求2所述的冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備超細鉛粉鋅粉的方法，其特征在于，所述鋅粉置換還原法制備濕鉛粉的工藝條件為置換攪拌強度1 3000轉/分；置換時間1 10000分鐘；置換溫度-20 120°C ；置換級數1 100級；鋅粉用量鉛當量的0. 1 500倍；鋅粉粒徑0. 1微米 10毫米。
4.根據權利要求1所述的冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備超細鉛粉鋅粉的方法，其特征在于，在步驟S2中，當前處理得到的上層清液中鋅鉛的質量比大于10 1時，采用電解的方法制備濕鉛粉，同時得到無鉛鋅液。
5.根據權利要求1所述的冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備超細鉛粉鋅粉的方法，其特征在于，在步驟S2中，當前處理得到的上層清液中鋅鉛的質量比在[8 10] 1時，采用電解的方法或鋅粉置換還原法制備濕鉛粉，同時得到無鉛鋅液。
6.根據權利要求1所述的冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備超細鉛粉鋅粉的方法，其特征在于，步驟S4中，先將制得的濕鉛粉、濕鋅粉分別以1 100倍的水洗，再用1 100倍的無水乙醇、烷、醛、酮、苯或四氯化炭還原性易揮發性溶劑洗滌，脫水干燥后獲得超細鉛粉和超細鋅粉。
7.根據權利要求1所述的冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備超細鉛粉鋅粉的方法，其特征在于，還包括將步驟Sl中的底流固體回收用作揮發窯原料，和/或將步驟S3中得到的堿液以及步驟S4中的洗出液回收循環用作浸取液。
8.冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備純鉛錠鋅錠的方法，包括如下步驟Sl將含鉛鋅物料經粉碎，用堿溶液進行浸出，得到上層清液和底流固體；S2取上層清液采用電解法或鋅粉還原法制備濕鉛粉，同時得到無鉛鋅液；S3電解無鉛鋅液，在陰極上沉積獲得濕鋅粉，并得到堿液；S4將濕鉛粉采用強堿覆蓋熔煉制得純鉛錠，堿渣循環浸出；將濕鋅粉采用煤粉或活性炭覆蓋熔煉制得純鋅錠。
9.根據權利要求8所述的冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備純鉛錠鋅錠的方法，其特征在于在步驟S4中，將濕鉛粉壓餅，按鉛餅與氫氧鈉固體質量比
1的比例，用氫氧鈉固體熔融覆蓋鉛餅表面，熔煉制得純鉛錠。
10.根據權利要求8所述的冶煉廠含鉛鋅廢料中回收制備純鉛錠鋅錠的方法，其特征在于在步驟S4中，將濕鋅粉壓餅，按鋅餅與煤粉或活性碳質量比
1的比例，用煤粉或活性碳覆蓋鋅餅表面，熔煉制得純鋅錠。
全文摘要
本發明提供了一種以含鉛鋅物料中回收制備超細鉛粉鋅粉或純鉛錠鋅錠的方法，是將含鉛鋅物料經粉碎，用堿溶液進行浸出，視上層清液中鉛鋅含量比，采用電解的方法或鋅粉還原法制備濕鉛粉，同時得到無鉛鋅液；電解無鉛鋅液，在陰極上沉積獲得濕鋅粉；濕鉛粉、濕鋅粉經水洗，再用還原性易揮發性液體脫水干燥，制得干燥的不同粒徑級別的超細鉛粉和超細鋅粉，液體回收循環使用；或者將濕鉛粉強堿覆蓋熔煉得純鉛錠，將濕鋅粉用還原劑覆蓋熔煉得純鋅錠。本發明工藝流程簡單，操作方便，處理含鉛鋅物料，可一次性直接得到超細鉛粉或純鉛錠和超細鋅粉或純鋅錠。該工藝全過程沒有污染，經濟效益比較好，適合規模化工業化生產。
文檔編號B22F9/24GK102234821SQ201010159288
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月26日 優先權日2010年4月26日
發明者于軍, 于揚, 李貴龍, 趙劍波 申請人:于軍