一種熔煉爐煙灰的處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及廢棄物資源化處理領域，具體涉及一種熔煉爐煙灰的處理方法。
【背景技術】
[0002]熔煉爐煙灰是一些濕法冶金工業中排放量較大，至今沒有充分利用的二次資源。從熔煉爐煙灰中回收銅、鋅、鉛等有價元素，進行資源綜合利用，具有重要的理論意義和現實意義。
[0003]雖然國內濕法提取有色金屬近幾十年得到長足的發展，但用火法冶金技術提取的有色金屬仍占了一定的比例。在火法冶煉系統中，鋅、鉛等易揮發元素隨少量銅一起進入收塵系統，形成熔煉爐煙灰。這部分煙灰每隔一段時間要清理出來一次，一般這部分煙灰需要單獨處理。處理這部分煙灰不僅能夠減少固體廢棄物，同時由于其中含有鉛、銅、鋅等有價金屬，也能夠帶來一定的利潤。
[0004]熔煉爐煙灰回收研究現狀。合理處理轉爐煙灰不僅是環保治理的要求，同時也具有經濟和社會的雙重效益。世界各國熔煉爐煙灰的冶金，大致都經歷了一個由火法為主到以濕法為主的發展過程。這一發展過程，一方面是受環境保護要求日益嚴格的制約，另一方面是為了改革工藝，以提高生產效率和經濟效益。在我國60年代，開始了熔煉爐煙灰中回收銅鋅鉛的研究，完全采用傳統的火法流程，且處理轉爐煙灰的目的只是為了回收其中的鋅和鉛，其中還有大部分的有價金屬沒有綜合回收利用。其處理的主要方法有加入蘇打、硝石、螢石、石英等在反射爐中進行氧化熔煉的直接熔煉法。進入八十年代后，隨著國家對環保的重視，濕法和選礦法相繼運用到對熔煉爐煙灰的處理當中。國內目前主要有以下幾種處理方法:1.鼓風爐熔煉法。2.選冶聯合法。3.火法-濕法聯合法。但均存在以下缺點:火法熔煉熔煉不可避免會產生二次污染，回收產物的純度沒有達到預期效果，且有價金屬的回收率不高。
【發明內容】
[0005]為了解決現有技術存在的上述問題，本發明提供了一種熔煉爐煙灰的處理方法，能夠實現鉛、銅、鋅的完全回收，得到的產品純度高，同時采用高壓氧浸的工藝提高了鉛、銅、鋅的回收率，采用濕法處理鉛，避免了鉛蒸汽造成的污染，有很高的社會效益和經濟效益。
[0006]本發明所采用的技術方案為:
[0007]—種熔煉爐煙灰的處理方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0008](I)還原焙燒，將煙灰與還原劑混合，然后焙燒1-5小時，焙燒溫度為400-600°C ；
[0009](2)高壓氧浸，將焙燒后的物料按照質量比1:4-8加入浸出劑，然后混合后放入高壓釜內，在溫度為80-150°C，壓力為0.1-0.8Mpa下攪拌反應1_8小時，同時通入氧氣，通入氧氣的量為焙燒后物料質量的0.1-0.3倍，攪拌轉速為100-500r/min，得到pH為2.5-4的第一浸出液和第一浸出渣；
[0010](3)鉛的回收，將第一浸出渣按照鉛摩爾比的1.1-1.5倍加入碳酸鹽，在70-99°C反應1-4小時，過濾得到的第二浸出渣按照鉛摩爾比的1.1-1.5倍加入硝酸，在40-60°C反應1-4小時，過濾得到含硝酸鉛的濾液，按照鉛摩爾比的1.1-1.5倍加入硫酸鹽，在40-60°C反應1-2小時，得到高純硫酸鉛；
[0011](4)銅的回收，將第一浸出液按照體積比1:3-6加入銅萃取劑，按照萃取級數3-6級萃取，混合時間5-15分鐘，澄清時間30-60分鐘，得到萃余液和萃取有機，將萃取有機按照體積比1:0.1-0.2加入純水洗滌，洗滌級數為1-3級，混合時間5-15分鐘，澄清時間30-60分鐘，然后加入按照洗滌后有機體積的0.1-0.3倍加入l-3mol/l的硫酸反萃，混合時間5-15分鐘，澄清時間30-60分鐘，反萃級數為2-6級，得到的硫酸銅溶液經過濃縮結晶得到硫酸銅晶體，反萃后的銅萃取劑返回進行銅萃取；
[0012](5)鋅的回收，將萃取剩余的萃余液經過濃縮蒸發，得到婆美度為45-50的溶液，再經過冷卻，冷卻至溫度為5-25°C，降溫速度為2-5°C /h，再進行固液分離，得到鋅鹽晶體。
[0013]進一步的，所述的步驟I還原劑為氫氣、一氧化碳、碳、甲烷中的至少一種，煙灰與還原劑的質量比為1:0.2-0.8。
[0014]進一步的，所述的步驟2浸出劑為硫酸、鹽酸、醋酸、高氯酸中的至少一種，浸出劑的濃度為0.l-5mol/l0
[0015]進一步的，所述的步驟3碳酸鹽為碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銨中的至少一種，硫酸鹽為硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸銨中的至少一種。
[0016]進一步的，所述的步驟4中銅萃取劑為CP150、M5640、lix984中的至少一種。
[0017]進一步的，所述的步驟5中濃縮蒸發的溫度為80_130°C，壓力為0.01-0.08Mpa。
[0018]本發明的有益效果為:
[0019]1.能夠實現鉛、銅、鋅的完全回收，得到的產品純度高，本工藝實現了鉛、銅、鋅的完全回收，得到的產品硫酸鉛、硫酸銅和鋅鹽純度均較高，產品附加值高。
[0020]2.采用高壓氧浸的工藝提高了鉛、銅、鋅的回收率，采用高壓氧浸出，利用廉價的氧氣做為氧化劑，降低了成本，避免了對環境的危害，同時高壓氧氣浸出，能夠使得浸出溫度大大提高，從而提高了鉛、銅、鋅的回收率。
[0021]3.采用濕法處理鉛，避免了鉛蒸汽造成的污染，有很高的社會效益和經濟效益，采用沉淀轉化的濕法工藝來處理含鉛渣，避免高溫熔煉造成鉛蒸汽的揮發，對環境友好。
【具體實施方式】
[0022]以下通過具體的實例，對本發明申請所述的廢舊鎳鎢系催化劑回收鎢鎳的方法進行描述和說明，目的是為了公眾更好的理解本發明的技術內容，而不是對所述技術內容的限制，在相同或近似的原理下，對所述工藝步驟進行的改進，包括反應條件、所用試劑改進和替換，達到相同的目的，則都在本發明申請所要求保護的技術方案之內。
[0023]實施例一
[0024]—種熔煉爐煙灰的處理方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0025](I)還原焙燒，將煙灰與還原劑混合，然后焙燒4小時，焙燒溫度為500°C ；
[0026](2)高壓氧浸，將焙燒后的物料按照質量比1:6加入浸出劑，然后混合后放入高壓釜內，在溫度為125 °C，壓力為0.6Mpa下攪拌反應5小時，同時通入氧氣，通入氧氣的量為焙燒后物料質量的0.25倍，攪拌轉速為400r/min，得到pH為3的第一浸出液和第一浸出渣；
[0027](3)鉛的回收，將第一浸出渣按照鉛摩爾比的1.4倍加入碳酸鹽，在85°C反應2小時，過濾得到的第二浸出渣按照鉛摩爾比的1.3倍加入硝酸，在55°C反應3小時，過濾得到含硝酸鉛的濾液，按照鉛摩爾比的1.4倍加入硫酸鹽，在55°C反應1.5小時，得到高純硫酸鉛;
[0028](4)銅的回收，將第一浸出液按照體積比1:4加入銅萃取劑，按照萃取級數4級萃取，混合時間12分鐘，澄清時間45分鐘，得到萃余液和萃取有機，將萃取有機按照體積比1:0.12加入純水洗滌，洗滌級數為2級，混合時間12分鐘，澄清時間45分鐘，然后加入按照洗滌后有機體積的0.15倍加入1.8mol/l的硫酸反萃，混合時間12分鐘，澄清時間45分鐘，反萃級數為4級，得到的硫酸銅溶液經過濃縮結晶得到硫酸銅晶體，反萃后的銅萃取劑返回進行銅萃取；
[0029](5)鋅的回收，將萃取剩余的萃余液經過濃縮蒸發，得到婆美度為48的溶液，再經過冷卻，冷卻至溫度為20°C，降溫速度為3°C /h，再進行固液分離，得到鋅鹽晶體。
[0030]進一步的，所述的步驟I還原劑為氫氣，煙灰與還原劑的質量比為1:0.6。
[0031]進一步的，所述的步驟2浸出劑為硫酸，浸出劑的濃度為1.5mol/l0
[0032]進一步的，所述的步驟3碳酸鹽為碳酸鈉，硫酸鹽為硫酸鈉。
[0033]進一步的，所述的步驟4中銅萃取劑為CP150。
[0034]進一步的，所述的步驟5中濃縮蒸發的溫度為110°C，壓力為0.02Mpa。
[0035]最終得到硫酸鉛純度為99.87 %，雜質含量均低于50ppm，得到的硫酸銅晶體純度為99.12%，得到的鋅鹽純度為99.38%，鉛、銅、鋅的回收率為98%,97.9%和98.9%0
[0036]實施例二
[0037]—種熔煉爐煙灰的處理方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0038](I)還原焙燒，將煙灰與還原劑混合，然后焙燒4小時，焙燒溫度為600°C ；
[0039](2)高壓氧浸，將焙燒后的物料按照質量比1:5加入浸出劑，然后混合后放入高壓釜內，在溫度為130°C，壓力為0.4Mpa下攪拌反應2小時，同時通入氧氣，通入氧氣的量為焙燒后物料質量的0.2倍，攪拌轉速為400r/min，得到pH為3.5的第一浸出液和第一浸出渣；
[0040](3)鉛的回收，將第一浸出渣按照鉛摩爾比的1.4倍加入碳酸鹽，在85°C反應2小時，過濾得到的第二浸出渣按照鉛摩爾比的1.4倍加入硝酸，在50°C反應2小時，過濾得到含硝酸鉛的濾液，按照鉛摩爾比的1.4倍加入硫酸鹽，在50°C反應1.5小時，得到高純硫酸鉛;
[0041](4)銅的回收，將第一浸出液按照體積比1:5加入銅萃取劑，按照萃取級數5級萃取，混合時間10分鐘，澄清時間50分鐘，得到萃余液和萃取有機，將萃取有機按照體積比1:0.15加入純水洗滌，洗滌級數為3級，混合時間10分鐘，澄清時間50分鐘，然后加入按照洗滌后有機體積的0.2倍加入2mol/l的硫酸反萃，混合時間10分鐘，澄清時間50分鐘，反萃級數為5級