專利名稱：鋅冶煉凈化產(chǎn)鎳鈷渣鋅鈷分離新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬冶煉綜合回收利用領(lǐng)域，具體地說(shuō)涉及一種對(duì)濕法煉鋅凈化工序 中產(chǎn)生的鎳鈷渣的綜合回收利用的工藝技術(shù)。
背景技術(shù)：
濕法煉鋅流程為鋅精礦焙燒，產(chǎn)生的焙砂浸出鋅，鋅浸出液凈化除雜，鋅凈化液電 積沉鋅。鋅浸出液凈化除雜工序會(huì)產(chǎn)生一種含鋅、鈷、鎘等金屬的渣料，俗稱鎳鈷渣。目前濕法鋅冶煉企業(yè)對(duì)產(chǎn)生的鎳鈷渣只進(jìn)行簡(jiǎn)單酸洗，專業(yè)術(shù)語(yǔ)選擇性浸出。由 于鎳鈷渣中的鈷、鎘等金屬也容易被酸溶解，因此，酸洗只能加少量的酸，將鎳鈷渣中的金 屬鋅浸出一小部分，回收其中一小部分鋅，酸洗渣則堆存或低價(jià)出售，出售部分大部分被 規(guī)模小的鋅鹽制備企業(yè)收購(gòu)，由于規(guī)模小，環(huán)保設(shè)施不齊全，在處理鎳鈷渣時(shí)對(duì)環(huán)境造成 嚴(yán)重污染(近幾年鎘污染事件都與這種渣轉(zhuǎn)移處理有密切關(guān)系，如湖南湘潭、廣東韶關(guān))。 有專利采用加壓氧化酸浸法浸取鋅濕法冶金凈化廢渣中有價(jià)重金屬(中國(guó)專利，申請(qǐng)?zhí)?200810103261. 0)，該技術(shù)只是對(duì)凈化廢渣中有價(jià)金屬的浸出研究，但沒(méi)有提出鎳鈷渣浸出 后溶液中鋅、鈷、鎘的分離技術(shù)，鎘采用鋅粉置換容易從浸出液中置換出來(lái)，鈷則不容易被 鋅粉置換出來(lái)，需要消耗大量的鋅粉，同時(shí)該技術(shù)未見(jiàn)工業(yè)化應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種鋅冶煉凈化產(chǎn)鎳鈷渣鋅鈷分離 新工藝，該工藝用鈷活化無(wú)機(jī)聚凝法把鈷從鎳鈷渣浸出液中分離出來(lái)并使鈷富集，使鈷得 到回收，除鈷后的浸出液采用常規(guī)的鋅粉置換法將鎘除去得到海綿金屬鎘，送入鋅冶煉銅 鎘處理工序回收金屬鎘，除鈷除鎘后的浸出液返回鋅冶煉主系統(tǒng)中的浸出工序加以回收， 這樣鎳鈷渣中的鋅、鈷、鎘等金屬得到綜合回收。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為一種鋅冶煉凈化產(chǎn)鎳鈷渣鋅鈷分離 新工藝，其特征是步驟為(1) 一段浸出將鎳鈷渣用水漿化后加入到浸出槽中，然后加入硫酸，攪拌，反應(yīng) 液硫酸起始濃度控制在110 135g/L，反應(yīng)液質(zhì)量液固比為3 4比1，加熱溫度70 80°C，反應(yīng)時(shí)間1 2小時(shí)，然后過(guò)濾，得到一段浸出液和一段浸出渣；(2) 二段浸出將一段浸出渣用水漿化后加入到浸出槽中，然后加入硫酸，攪拌， 反應(yīng)液硫酸起始濃度控制在190 200g/L，反應(yīng)液質(zhì)量液固比為3 4比1，加熱溫度70 80°C，反應(yīng)時(shí)間1 2小時(shí)，然后過(guò)濾，得到二段浸出液和二段浸出渣，二段浸出液返回到下 一批次的一段浸出工序；(3)活化無(wú)機(jī)聚凝除鈷將一段浸出液送到除鈷槽，加熱到70 95°C，然后加入 鈷活化劑與無(wú)機(jī)聚凝劑，鈷活化劑與無(wú)機(jī)聚凝劑同時(shí)分批加入，鈷活化劑加入量按每噸鎳 鈷渣加入40 60公斤，無(wú)機(jī)聚凝劑加入量按每噸鎳鈷渣加入30 50公斤，分3 6次加 完，每次間隔13-20分鐘，反應(yīng)2 4小時(shí)，然后過(guò)濾，得到除鈷后液和高鈷渣。
所述的鋅冶煉凈化產(chǎn)鎳鈷渣鋅鈷分離新工藝，還包括步驟(4)置換除鎘將除鈷 后液送到除鎘槽，控制起始酸度為PH4. 0，溫度40 50°C，加入鋅粉，鋅粉加入量為溶液中 鎘的理論量的1. 1 1. 2倍，反應(yīng)0. 5 1小時(shí)，然后過(guò)濾，得到海綿金屬鎘和除鈷除鎘后 液，海綿金屬鎘可以送鎘回收系統(tǒng)，除鈷除鎘后液可送鋅系統(tǒng)。所述的活化劑按重量百分比由下列組分組成ZnO 25 38%Na202 21 45%Na2S04 25 42%活化劑采用一般方法均勻混合而成。所述的無(wú)機(jī)聚凝劑，按重量百分比由下列組分組成ZnC03 2Zn (OH) 2 H20 40 70 %NaOH30 60%無(wú)機(jī)聚凝劑采用一般方法均勻混合而成。本發(fā)明的原理是是用硫酸浸出鎳鈷渣，使有價(jià)金屬溶解在溶液中，壓濾得到含有 Zn、Co、Cd等的濾液，采用鈷離子活化劑將鈷活化，然后加入無(wú)機(jī)聚凝劑將鈷從溶液中除去， 壓濾得到高鈷渣和含Zn、Cd的濾液，再用鋅粉置換將鎘沉淀，壓濾得到海綿金屬鎘和含鋅 濾液，將凈化后的含鋅溶液返回到濕法煉鋅系統(tǒng)回收鋅。主要化學(xué)方程式如下Zn+H2S04 = ZnS04+H2 個(gè)Co+H2S04 = COS04+H2 個(gè)Cd+H2S04 = CdS04+H2 個(gè)
H20 ^ H++0H"Co3++30r = Co (OH) 3 ICd2++Zn = Zn2++Cd I本發(fā)明的有益效果是綜合回收了鎳鈷渣中的鋅、鈷、鎘等金屬，過(guò)程中產(chǎn)生的二 段浸出渣主要成分為鉛，可銷售到鉛冶煉廠作為煉鉛原料搭配使用；高鈷渣中鈷含量大于 8%，可作為制取鈷的原料；高鎘渣中鎘含量大于40%，送到鎘工段制取鎘。由于作為鋅冶 煉主系統(tǒng)的輔助系統(tǒng)，過(guò)程中不產(chǎn)生廢水廢氣及需要長(zhǎng)期堆存的廢渣，消除了鋅行業(yè)內(nèi)對(duì) 該渣長(zhǎng)期堆存對(duì)環(huán)境污染的影響以及不定期外賣轉(zhuǎn)移鎘等重金屬污染物的風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)了該 渣循環(huán)利用閉路運(yùn)行，達(dá)到清潔生產(chǎn)要求，解決了行業(yè)難題。


圖1是本發(fā)明流程圖
具體實(shí)施例方式以下對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限 定本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1 見(jiàn)圖1，一種鋅冶煉凈化產(chǎn)鎳鈷渣鋅鈷分離新工藝，步驟為
(1) 一段浸出將鎳鈷渣用水漿化后加入到浸出槽中，浸出槽設(shè)置自然排風(fēng)管，然 后加入硫酸，反應(yīng)液硫酸起始濃度控制在120 130g/L，反應(yīng)液質(zhì)量液固比為3/1，攪拌，加 熱溫度70 75°C，反應(yīng)時(shí)間110分鐘，然后過(guò)濾，得到一段浸出液和一段浸出渣；(2) 二段浸出將一段浸出渣用水漿化后加入到浸出槽中，浸出槽設(shè)置自然排風(fēng) 管，然后加入硫酸，反應(yīng)液硫酸起始濃度控制在195 200g/L，反應(yīng)液質(zhì)量液固比為3/1，攪 拌，加熱溫度70 75°C，反應(yīng)時(shí)間110分鐘，然后過(guò)濾，得到二段浸出液和二段浸出渣，二段 浸出液返回到下一批次的一段浸出工序；(3)活化無(wú)機(jī)聚凝除鈷將一段浸出液送到除鈷槽，加熱到75 85°C，然后加入鈷 活化劑與無(wú)機(jī)聚凝劑，鈷活化劑與無(wú)機(jī)聚凝劑同時(shí)分批加入，每噸鎳鈷渣加入活化劑50公 斤，每噸鎳鈷渣加入無(wú)機(jī)聚凝劑40公斤，4次加完，每次間隔18分鐘，反應(yīng)3. 5小時(shí)，然后過(guò) 濾，得到除鈷后液和高鈷渣。所述的活化劑，按重量百分比由下列組分組成ZnO 25%Na202 45%Na2S04 30%活化劑采用一般方法均勻混合而成。所述的無(wú)機(jī)聚凝劑，按重量百分比由下列組分組成ZnC03 2Zn (OH) 2 H20 45%NaOH55%無(wú)機(jī)聚凝劑采用一般方法均勻混合而成。實(shí)施例2 見(jiàn)圖1，一種鋅冶煉凈化產(chǎn)鎳鈷渣鋅鈷分離新工藝，步驟為(1) 一段浸出將鎳鈷渣用水漿化后加入到浸出槽中，浸出槽設(shè)置自然排風(fēng)管，然 后加入硫酸，反應(yīng)液硫酸起始濃度控制在130 135g/L，反應(yīng)液質(zhì)量液固比為4/1，攪拌，加 熱溫度75 80°C，反應(yīng)時(shí)間90分鐘，然后過(guò)濾，得到一段浸出液和一段浸出渣；(2) 二段浸出將一段浸出渣用水漿化后加入到浸出槽中，浸出槽設(shè)置自然排風(fēng) 管，然后加入硫酸，反應(yīng)液硫酸起始濃度控制在195 200g/L，反應(yīng)液質(zhì)量液固比為4/1，攪 拌，加熱溫度70 80°C，反應(yīng)時(shí)間90分鐘，然后過(guò)濾，得到二段浸出液和二段浸出渣，二段 浸出液返回到下一批次的一段浸出工序；(3)活化無(wú)機(jī)聚凝除鈷將一段浸出液送到除鈷槽，加熱到80 90°C，然后加入鈷 活化劑與無(wú)機(jī)聚凝劑，鈷活化劑與無(wú)機(jī)聚凝劑同時(shí)分批加入，每噸鎳鈷渣加入活化劑55公 斤，每噸鎳鈷渣加入無(wú)機(jī)聚凝劑45公斤，5次加完，每次間隔15分鐘，反應(yīng)3小時(shí)，然后過(guò) 濾，得到除鈷后液和高鈷渣；(4)置換除鎘將除鈷后液送到除鎘槽，控制起始酸度為pH4. 0，溫度40 50°C， 加入鋅粉，鋅粉加入量為溶液中鎘的理論量的1. 1倍，反應(yīng)1小時(shí)，然后過(guò)濾，得到海綿金屬 鎘和除鈷除鎘后液，除鈷除鎘后液主要成份為硫酸鋅，海綿金屬鎘可以送鎘回收系統(tǒng)，除鈷 除鎘后液可送鋅系統(tǒng)。所述的活化劑，按重量百分比由下列組分組成ZnO 35%Na202 40%
Na2S04 25%活化劑采用一般方法均勻混合而成。所述的無(wú)機(jī)聚凝劑，按重量百分比由下列組分組成ZnC03 2Zn(OH)2 H20 55%NaOH45%無(wú)機(jī)聚凝劑采用一般方法均勻混合而成。實(shí)施例3 見(jiàn)圖1，步驟同實(shí)施例2，只是所述的活化劑按重量百分比由下列組分組 成ZnO 33%, Na202 32%, Na2S04 35%。所述的無(wú)機(jī)聚凝劑按重量百分比由下列組分組成ZnC03 2Zn(0H)2 H2060%, NaOH 40%。實(shí)施例4 步驟同實(shí)施例2，只是所述的活化劑按重量百分比由下列組分組成ZnO 30%, Na202 35%, Na2S04 35%。所述的無(wú)機(jī)聚凝劑按重量百分比由下列組分組成ZnC03 2Zn(0H)2 H2065%, NaOH 35%。實(shí)施例5 步驟同實(shí)施例2，只是所述的活化劑按重量百分比由下列組分組成Zn0 38%, Na202 22%, Na2S04 40%。所述的無(wú)機(jī)聚凝劑按重量百分比由下列組分組成ZnC03 2Zn(0H)2 H20 70%, NaOH 30%。實(shí)施例6 步驟同實(shí)施例2，只是所述的活化劑按重量百分比由下列組分組成Zn0 37%, Na202 21 %, Na2S04 42%。所述的無(wú)機(jī)聚凝劑按重量百分比由下列組分組成ZnC03 2Zn(0H)2 H2040%, NaOH 60%。實(shí)施例7:甘肅建新寶徽集團(tuán)鋅冶煉系統(tǒng)，該廠鎳鈷渣成分為Zn 52%, Co 0. 43%,Cd 2. 58%,Ni 0. 05%，每年約產(chǎn)生2100t鎳鈷渣。按照實(shí)施例2的步驟處理后，得 到的除鈷除鎘后液含鋅130 150g/L，Co ( 10mg/L,Cd ( 10mg/L，該溶液返回鋅冶煉主系 統(tǒng)中浸出車間的混合液罐，高鈷渣含鈷8 10%，海綿金屬鎘含鎘40%。鎳鈷渣中鋅回收率92%。鎳鈷渣的綜合回收每年為企業(yè)多產(chǎn)了 1000噸電鋅，回收 含鈷金屬量9噸，回收金屬鎘51噸，每年為企業(yè)增加利潤(rùn)600多萬(wàn)元。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種鋅冶煉凈化產(chǎn)鎳鈷渣鋅鈷分離新工藝，其特征是步驟為(1)一段浸出將鎳鈷渣用水漿化后加入到浸出槽中，然后加入硫酸，攪拌，反應(yīng)液硫酸起始濃度控制在110～135g/L，反應(yīng)液質(zhì)量液固比為3～4比1，加熱溫度70～80℃，反應(yīng)時(shí)間1～2小時(shí)，然后過(guò)濾，得到一段浸出液和一段浸出渣；(2)二段浸出將一段浸出渣用水漿化后加入到浸出槽中，然后加入硫酸，攪拌，反應(yīng)液硫酸起始濃度控制在190～200g/L，反應(yīng)液質(zhì)量液固比為3～4比1，加熱溫度70～80℃，反應(yīng)時(shí)間1～2小時(shí)，然后過(guò)濾，得到二段浸出液和二段浸出渣，二段浸出液返回到下一批次的一段浸出工序；(3)活化無(wú)機(jī)聚凝除鈷將一段浸出液送到除鈷槽，加熱到70～95℃，然后加入鈷活化劑與無(wú)機(jī)聚凝劑，鈷活化劑與無(wú)機(jī)聚凝劑同時(shí)分批加入，鈷活化劑加入量按每噸鎳鈷渣加入40～60公斤，無(wú)機(jī)聚凝劑加入量按每噸鎳鈷渣加入30～50公斤，分3～6次加完，每次間隔13 20分鐘，反應(yīng)2～4小時(shí)，然后過(guò)濾，得到除鈷后液和高鈷渣。
2.如權(quán)利要求1所述的鋅冶煉凈化產(chǎn)鎳鈷渣鋅鈷分離新工藝，其特征在于還包括步驟 (4)置換除鎘將除鈷后液送到除鎘槽，控制起始酸度為pH4. 0，溫度40 50°C，加入鋅粉， 鋅粉加入量為溶液中鎘的理論量的1. 1 1. 2倍，反應(yīng)0. 5 1小時(shí)，然后過(guò)濾，得到海綿 金屬鎘和除鈷除鎘后液，海綿金屬鎘可以送鎘回收系統(tǒng)，除鈷除鎘后液可送鋅系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求1所述的鋅冶煉凈化產(chǎn)鎳鈷渣鋅鈷分離新工藝，其特征在于所述的活化 劑按重量百分比由下列組分組成ZnO25 ‘ 38%Na2O221 )45%Na2SO425 ‘ 42%。
4.如權(quán)利要求1所述的鋅冶煉凈化產(chǎn)鎳鈷渣鋅鈷分離新工藝，其特征在于所述的無(wú)機(jī) 聚凝劑按重量百分比由下列組分組成 ZnCO3 · 2Zn (OH) 2 · H2O 40 70 % NaOH30 60%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋅冶煉凈化產(chǎn)鎳鈷渣鋅鈷分離新工藝，該工藝用鈷活化無(wú)機(jī)聚凝法把鈷從鎳鈷渣浸出液中分離出來(lái)并富集，使鈷得到回收，除鈷后的浸出液采用常規(guī)的鋅粉置換法將鎘除去得到海綿金屬鎘，送入鋅冶煉銅鎘處理工序回收金屬鎘。除鈷、鎘后液返回鋅冶煉主系統(tǒng)中的浸出工序加以回收，這樣鎳鈷渣中的鋅、鈷、鎘等金屬得到綜合回收，同時(shí)消除了鋅行業(yè)內(nèi)對(duì)該渣長(zhǎng)期堆存對(duì)環(huán)境污染的影響以及不定期外賣轉(zhuǎn)移鎘等重金屬污染物的風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)了該渣循環(huán)利用閉路運(yùn)行，無(wú)廢水廢氣外排，綜合回收有價(jià)金屬，達(dá)到清潔生產(chǎn)要求，解決了行業(yè)難題。
文檔編號(hào)C22B19/00GK101994008SQ201010543700
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者何國(guó)才, 易超, 李俞良, 李玉, 程亮, 胡雙麗, 貢大雷, 郭昇, 馬紹華, 馬進(jìn) 申請(qǐng)人:西北礦冶研究院