一種從硫酸鉛渣中綜合回收有價金屬的方法
【專利摘要】本發明提供一種從硫酸鉛渣中綜合回收有價金屬的方法，屬于濕法冶金技術領域。該方法將硫酸鉛渣先于攪拌磨中加硫酸強化浸出，使其中的銅、鋅、銦得到浸出進入溶液，用次氧化鋅調溶液pH后用鋅粉依次從溶液中置換出銅、銦，得到的富含銅、銦的渣返回銅、銦回收工序。硫酸浸出后得到的富含鉛銀的浸出渣加氯化鈣溶液及少量鹽酸再次進行浸出，使其中的鉛、銀得到浸出進入溶液，浸出液用金屬鉛板置換銀得到粗銀粉，銀置換后液使用電積技術生產電鉛。電積過程陽極產生的氯氣，經NaOH吸收后產出次氯酸鈉溶液。鉛電積后液作為浸出劑返回鉛銀浸出工序。本工藝具有流程短、工序少、能耗成本低等特點，并滿足清潔生產的環保要求。
【專利說明】
一種從硫酸鉛渣中綜合回收有價金屬的方法
技術領域
[0001]本發明涉及濕法冶金技術領域，特別是指一種從硫酸鉛渣中綜合回收有價金屬的方法。
【背景技術】
[0002]在濕法煉鋅的鋅焙砂高酸浸出過程中，與鋅伴生的鉛、銀均富集在浸出渣中(由于該浸出渣中的主要物相為硫酸鉛，故該浸出渣亦稱硫酸鉛渣)，通常部分未被浸出的銅、鋅、銦也留在硫酸鉛渣中。此類鉛渣中Cu、Pb、Zn、I η、Ag含量通常分別在I?10%、20?40%、I?10%、100?400g/t、100?800g/t。
[0003]采用濕法煉鋅的企業幾乎都會產出這種類型的鉛渣，該類鉛渣渣量大，除少數企業綜合回收外，大部分直接堆存。硫酸鉛渣直接堆存除占用大量土地資源外，堆置時還須采取嚴苛的防護措施，這為直接堆存增加了成本。上述硫酸鉛渣鉛、銦、銀含量可觀，同時還含有一定量的銅、鋅，因此也是重要的二次資源，從中回收有價金屬銅、鉛、鋅、銦、銀具有很好的環境、經濟及社會效益。
[0004]通過浮選的方法處理硫酸鉛渣，鉛、銀的回收率低，同時低含量的銅、鋅、銦不能得到回收。由于該類渣中鉛含量相對較低、且鉛主要為硫酸鉛，故不適宜采用火法冶金方法處理，同時由于銅、鋅、銦含量低且分散，火法難以回收這些金屬。
[0005]相比之下，采用濕法冶金的方法處理硫酸鉛渣具有清潔生產、有價金屬高效提取的優勢。國內外有研究人員采用氯化體系/堿性體系處理該類型鉛渣。這類方法中，氯化浸出的鉛通常通過結晶或沉淀形式產出，結晶法存在鉛結晶率低、結晶品質不高、氯化鉛用途窄的缺點，同時由于鉛的結晶帶走了大量氯離子，在結晶母液循環浸出時還需補充新的氯鹽，沉淀法產出的氫氧化鉛沉淀一般需通過火法熔煉再生產鉛;堿浸浸出的鉛采用硫化沉鉛，得到的硫化鉛只能作冶金原料。上述方法均未涉及渣中伴生金屬銅、鋅、銦的回收。
【發明內容】
[0006]本發明要解決的技術問題是提供一種從硫酸鉛渣中綜合回收有價金屬的方法，實現從硫酸鉛渣中直接提取得到高含量的金屬鉛、銀產品并最大限度地回收銅、鋅、銦等有價金屬。
[0007]該方法處理對象是濕法煉鋅工藝中得到的硫酸鉛渣。該方法具體步驟如下:
[0008](I)將硫酸鉛渣加硫酸在攪拌磨中強化浸出，浸出完成后通過液固分離得到銅鋅銦混合浸出液及富含鉛銀的浸出渣；
[0009](2)用次氧化鋅中和步驟(I)中所得的銅鋅銦混合浸出液，然后加入鋅粉進行一次置換，得到銅渣和一次置換后液，一次置換后液中繼續加入鋅粉，進行二次置換，得到銦渣和鋅液，銅渣和銦渣送銅、銦回收系統，鋅液返回鋅系統；
[0010](3)將步驟(2)中經過二次置換得到的鋅液返回鋅冶煉系統回收鋅；
[0011](4)以氯化鈣溶液和鹽酸為浸出劑浸出步驟(I)中所得的富含鉛銀的浸出渣，液固分離后得到含鉛銀的浸出液；
[0012](5)在步驟(4)所得的浸出液中加入鉛板，用鉛板置換銀，得到粗銀粉和置換后液；
[0013](6)采用不溶陽極電積技術在步驟(5)所得的置換后液中電積鉛，得到高含量的電鉛、氯氣和電積后液，電積過程陽極產出的氯氣，經NaOH吸收后得到次氯酸鈉溶液；
[0014](7)將步驟(6)得到的電積后液返回步驟(4)氯鹽浸出鉛銀循環利用。
[0015]其中，步驟(I)中處理的硫酸鉛渣含Cu I?10%、Pb 20?40%、Zn I?10%、In100?400g/t、Ag 100?800g/t。硫酸濃度為50?200g/L，浸出所用設備為攪拌磨，浸出溫度為20?95°C，浸出時間0.5?3h，浸出前液固比為I?5:1。
[0016]步驟(2)中中和反應的pH為1.0。一次置換用的鋅粉用量為理論量的1.1?1.2倍，置換溫度為室溫;二次置換用的鋅粉用量為理論量的2?3倍，置換溫度為室溫。
[0017]步驟⑷中氯化鈣溶液濃度為100?400g/L，浸出溫度為20?90°C，浸出時間為0.5?3h，浸出過程pH為I?3，浸出前液固比為5?20:1。
[0018]步驟(5)中置換用的金屬鉛用量為理論量I?1.5倍，置換溫度為20?90°C。
[0019]步驟(6)中鉛電積過程用的陽極為不溶陽極，陰極電流密度為100?300A/m2，電積溫度為室溫。
[0020]本發明的上述技術方案的有益效果如下:
[0021](I)工藝流程簡潔，所需設備少而簡單，設備投入低，操作簡便，技術易推廣。
[0022](2)實現了該類型渣中有價金屬銅、鉛、鋅、銦、銀的全部分離與回收。由于氯化鈣浸出劑可循環使用，試劑消耗少。
[0023](3)由于采用了濕法冶金技術，本方法具有能耗低，且滿足清潔生產環保要求的優勢特點。
[0024](4)與傳統的氯化體系/堿性體系比，能直接得到高含量的金屬鉛、銀產品。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發明的從硫酸鉛渣中綜合回收有價金屬的方法工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0026]為使本發明要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。
[0027]本發明提供一種從硫酸鉛渣中綜合回收有價金屬的方法，如圖1所示，為該方法的工藝流程圖，下面結合具體實施例予以說明。
[0028]實施例1
[0029]攪拌磨強化浸出:1kg硫酸鉛渣(Pb 28.1%,Cu 4.1%,Zn 3.6%,In 350g/t，Ag760g/t)，浸出劑為200g/L硫酸，浸出溫度90 °C，浸出時間2h，液固比2:1。銅浸出率達95 %，鋅浸出率達98%，銦浸出率達85%。
[0030]中和:室溫(25°C)下用次氧化鋅中和銅鋅銦溶液pH至1.0。
[0031 ] 一次置換:采用鋅粉作置換劑，置換溫度25 V，鋅粉用量為理論量的1.1倍，置換Ih，得到銅渣46.3g，銅含量為83.7%。
[0032]二次置換:采用鋅粉作置換劑，置換溫度25 V，鋅粉用量為理論量的2.5倍，置換2h，得到銦渣1.4g，銦含量為21.4 %。
[0033]氯鹽浸出鉛銀:氯化鈣濃度400g/L，浸出溫度80°C，浸出時間lh，浸出過程pH 1.5，液固比11:1。鉛浸出率達99 %，銀浸出率達95 %。
[0034]鉛板置換銀:采用鉛板作置換劑，置換溫度70V，金屬鉛用量為理論量I倍，置換3h，得到粗銀粉1.4g，銀含量50.3 %。
[0035]鉛電積:取1.2L上述銀置換后液，在陰極面積0.01m2，陰極電流密度150A/m2，室溫條件(25°C )下電積，電積5.35h，溶液鉛濃度從25.lg/L降至1.6g/L，槽電壓2.8V，得電鉛28.6g，電鉛含鉛98.1%,電積過程電流效率90.5%,電耗800.4kwh/t。電積過程陽極產出的氯氣，經NaOH吸收后產出次氯酸鈉溶液。
[0036]實施例2
[0037]攪拌磨強化浸出:1kg硫酸鉛渣(Pb 24.3%,Cu 5.3%,Zn 4.6%,In 310g/t，Ag650g/t)，浸出劑為100g/L硫酸，浸出溫度70 °C，浸出時間2h，液固比2:1。銅浸出率達95 %，鋅浸出率達97%，銦浸出率達84%。
[0038]中和:室溫(25°C)下用次氧化鋅中和銅鋅銦溶液pH至1.0。
[0039]一次置換:采用鋅粉作置換劑，置換溫度25°C，鋅粉用量為理論量的1.15倍，置換Ih，得到銅渣59.0g，銅含量為85.3%。
[0040]二次置換:采用鋅粉作置換劑，置換溫度25 V，鋅粉用量為理論量的2.5倍，置換2h，得到銦渣1.3g，銦含量為20.2 %。
[0041]氯鹽浸出鉛銀:氯化鈣濃度350g/L，浸出溫度70°C，浸出時間lh，浸出過程pH 1.5，液固比1:1。鉛浸出率達99 %，銀浸出率達94 %。
[0042]鉛板置換銀:采用鉛板作置換劑，置換溫度60V，金屬鉛用量為理論量1.1倍，置換3h，得到粗銀粉1.2g，銀含量50.9 %。
[0043]鉛電積:取1.2L上述銀置換后液，在陰極面積0.01m2，陰極電流密度200A/m2，室溫條件(25°C )下電積，電積4h，溶液鉛濃度從24g/L降至0.8g/L，槽電壓2.9v，得電鉛28.2g，電鉛含鉛98.8%,電積過程電流效率90.1%,電耗832.6kwh/t。電積過程陽極產出的氯氣，經NaOH吸收后產出次氯酸鈉溶液。
[0044]以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種從硫酸鉛渣中綜合回收有價金屬的方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)將硫酸鉛渣加硫酸在攪拌磨中強化浸出，浸出完成后通過液固分離得到銅鋅銦混合浸出液及富含鉛銀的浸出渣； (2)用次氧化鋅中和步驟(I)中所得的銅鋅銦混合浸出液，然后加入鋅粉進行一次置換，得到銅渣和一次置換后液，一次置換后液中繼續加入鋅粉，進行二次置換，得到銦渣和鋅液，銅渣和銦渣送銅、銦回收系統，鋅液返回鋅系統； (3)將步驟(2)中經過二次置換得到的鋅液返回鋅冶煉系統回收鋅； (4)以氯化鈣溶液和鹽酸為浸出劑浸出步驟(I)中所得的富含鉛銀的浸出渣，液固分離后得到含鉛銀的浸出液； (5)在步驟(4)所得的浸出液中加入鉛板，用鉛板置換銀，得到粗銀粉和置換后液； (6)采用不溶陽極電積技術在步驟(5)所得的置換后液中電積鉛，得到高含量的電鉛、氯氣和電積后液，電積過程陽極產出的氯氣，經NaOH吸收后得到次氯酸鈉溶液； (7)將步驟(6)得到的電積后液返回步驟(4)氯鹽浸出鉛銀循環利用。2.根據權利要求1所述的從硫酸鉛渣中綜合回收有價金屬的方法，其特征在于:所述步驟(I)中處理的硫酸鉛渣含Cu I?10%、Pb20?40%、Zn I?10%、In 100?400g/t、Ag 100?800g/to3.根據權利要求1所述的從硫酸鉛渣中綜合回收有價金屬的方法，其特征在于:所述步驟(I)中硫酸濃度為50?200g/L，浸出所用設備為攪拌磨，浸出溫度為20?95°C，浸出時間0.5?3h，浸出前液固比為I?5:1。4.根據權利要求1所述的從硫酸鉛渣中綜合回收有價金屬的方法，其特征在于:所述步驟(2)中中和反應的pH為1.0。5.根據權利要求1所述的從硫酸鉛渣中綜合回收有價金屬的方法，其特征在于:所述步驟(2)中一次置換用的鋅粉用量為理論量的1.1?1.2倍，置換溫度為室溫;二次置換用的鋅粉用量為理論量的2?3倍，置換溫度為室溫。6.根據權利要求1所述的從硫酸鉛渣中綜合回收有價金屬的方法，其特征在于:所述步驟(4)中氯化鈣溶液濃度為100?400g/L，浸出溫度為20?90 °C，浸出時間為0.5?3h，浸出過程pH為I?3，浸出前液固比為5?20:1。7.根據權利要求1所述的從硫酸鉛渣中綜合回收有價金屬的方法，其特征在于:所述步驟(5)中置換用的金屬鉛用量為理論量I?1.5倍，置換溫度為20?90°C。8.根據權利要求1所述的從硫酸鉛渣中綜合回收有價金屬的方法，其特征在于:所述步驟(6)中鉛電積過程用的陽極為不溶陽極，陰極電流密度為100?300A/m2，電積溫度為室溫O
【文檔編號】C22B3/46GK105907974SQ201610429723
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月16日
【發明人】王成彥, 戴興征, 曾鵬, 陳永強, 張浩杰, 黃孟陽, 邢鵬, 馬保中, 王秋銀
【申請人】北京科技大學, 云南云銅鋅業股份有限公司