一種從含銅鋅廢物中分離富集銅、鋅的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于有色金屬回收和固體廢物資源化領域，涉及一種從含銅鋅廢物中分離富集銅、鋅的方法。包含以下步驟：（1）制備強堿浸取液；（2）將含銅鋅廢物的顆粒加入到步驟（1）制得的強堿浸取液中，微波加熱；（3）用分離劑凈化步驟（2）所得浸出液中的雜質得到電解液；（4）用脈沖電源電解步驟（3）凈化后的電解液，得到鋅粉；（5）回收浸出殘渣中富集的銅。該方法環(huán)保易于規(guī)?；僮鳎梦⒉訜峤∫?，提高了浸出物中鋅銅比，使超過98%的銅富集與渣中；引入脈沖技術電解浸出液，提高了鋅粉品位和比表面積，豐富了產品形貌控制手段，并且利用自產的高活性枝狀鋅粉除雜，用量少，反應效果優(yōu)于常規(guī)鋅粉，并實現(xiàn)了自產鋅粉的循環(huán)利用。
【專利說明】一種從含銅鋅廢物中分罔富集銅、鋅的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于有色金屬回收和固體廢物資源化領域，涉及一種從含銅鋅廢物中分離富集銅、鋅的方法。
【背景技術】
[0002]我國是有色金屬的生產和消費大國，隨著國內經濟高速發(fā)展，國內礦產資源短缺的矛盾也日益突出。近年來，在國家政策引導和產業(yè)自身不斷努力推動下，我國有色金屬再生產業(yè)得到快速發(fā)展，國內再生銅年利用量已超過200萬噸、再生鋁超過300萬噸、再生金屬年產量已突破600萬噸。再生金屬回收流程的多個工段副產廢渣、廢塵灰，如電爐灰、轉爐渣、熔煉爐渣、電除塵器等收集的塵灰等等，且此類灰渣隨著再生金屬行業(yè)規(guī)模的擴大年產量逐年遞增，已超過10萬噸/年。這些固體廢物中含有大量重金屬，屬于有害廢物，其處理成本、儲存成本、運輸成本都高于一般固體廢物；但其含有鋅、鉛、銅、鋁等，又具有潛在利用價值。因此開發(fā)出一種簡單環(huán)保的工藝流程從這些工業(yè)灰渣中分別回收金屬具有顯著的環(huán)境效益和經濟效益。
[0003]中國專利CN1450182A- —種用氧化鋅礦生產高純度金屬鋅的方法和CN1482263A-從氧化鋅礦生產高純金屬鋅的方法中提出的工藝推動了堿法電解鋅粉工藝的大規(guī)模生產，但是此流程生產出的鋅粉粒徑大，且分布不均勻，后續(xù)加工成本高、工藝難度大；已申請專利201210249664.2- 一種添加含鋁化合物堿液電解制備超細鋅粉的方法和201210034534.7- 一種添加含鉛化合物堿液制備超細鋅粉的方法則是利用添加物的極化作用增加鋅粉比表面積，電解出的鋅粉呈樹枝狀形貌，適用于濕法冶金中的置換劑及部分化工品生產的添加劑，然而工藝流程控制較為復雜。中國發(fā)明專利CN102181886A-—種從強堿溶液中直接電解生產一維納米片狀鋅粉的方法實現(xiàn)了厚度在IOOnm內的片狀鋅粉，但是工藝流程中需添加大量表面`活性劑，增加了槽電壓及能耗。
[0004]中國發(fā)明專利CN101012514A( —種用含鉛鋅廢渣或氧化鉛鋅礦生產金屬鉛和鋅的方法)提出了用含鉛鋅廢渣或低品位氧化鋅礦生產金屬鉛和鋅的方法，工藝簡單、原料來源廣泛、生產成本低，可綜合回收利用金屬。然而此流程未提出電解除鉛后殘余Pb的去除工藝，同時也未對溶液中潛在有害物質Sb進行相應處理。中國發(fā)明專利CN102234821A(從含鉛鋅物料中回收制備超細鉛粉及純鉛錠鋅錠的方法)提供了一種以含鉛鋅物料中回收制備超細鉛粉或純鉛錠鋅錠的方法，該工藝操作方便、環(huán)境友好、適合規(guī)?；a，但是其電解鋅過程使用的電流密度過低，這樣很難獲取到表面積大，且分布均勻的鋅粉。中國發(fā)明專利CN102409180A (—種從煉銅廢渣中回收銅鉛鋅錫金屬的冶金工藝)主要針對常規(guī)煉銅工業(yè)廢渣，其原料組成與本工藝中的廢灰渣差異顯著，且該工藝采用兩步除氯、凈化成本高，酸洗環(huán)節(jié)也會造成一定量的鋅損失。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于為克服現(xiàn)有技術的缺陷而提供一種從含銅鋅廢物中分離富集銅、鋅的方法，該方法簡單環(huán)保易于規(guī)?；僮?，且充分利用自產產品、并在電解環(huán)節(jié)引入脈沖技術來提高鋅粉品質，實現(xiàn)了廢物的充分利用。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
[0007]—種從含銅鋅廢物中分離富集銅、鋅的方法，該方法的過程簡單，步驟包括:
[0008]( I)用強堿制備浸取液；
[0009](2)用步驟(1)制得的浸取液微波加熱浸取含銅鋅工業(yè)廢物顆粒；
[0010](3)用分離劑凈化步驟(2)所得浸出液中的雜質得到電解液；
[0011](4)用脈沖電源電解步驟(3)凈化后的電解液，得到鋅粉；
[0012](5)回收浸出殘渣中富集的銅。
[0013]本發(fā)明中含銅鋅廢物的顆粒來自金屬再生行業(yè)副產廢灰渣等。
[0014]所述步驟(1)中，強堿為NaOH或Κ0Η，其中，NaOH在浸取液中的含量為150_250g/L ；Κ0Η在浸取液中的含量為250-420g/L。 [0015]所述步驟(2)中含銅鋅工業(yè)廢物顆粒的粒徑小于1mm。
[0016]所述步驟(2)中，浸取液與工業(yè)廢物顆粒的液固比為8:1-12:1，利用600-800W微波加熱，加熱循環(huán)2-4次，單循環(huán)持續(xù)10-50S。
[0017]所述步驟(3)中分離劑的添加量為所述工業(yè)廢物中所含鉛摩爾含量的1.2-2倍。
[0018]所述步驟(3)中的分離劑為硫基化合物，基于溶度積原理，以凈化浸出液中的雜質，生成硫化物沉淀，其中硫基化合物為硫化鈉或硫化鉀。
[0019]所述步驟(3)中的分離劑為鋅粉，以置換浸出液中的雜質；該鋅粉優(yōu)選枝狀鋅粉，該枝狀鋅粉可采用本發(fā)明步驟(4)電解自產的枝狀鋅粉，也可采用市場購買的枝狀鋅粉。
[0020]所述步驟(3)中的雜質包括鉛、銅、鋪。
[0021]所述步驟(3)電解液中的銻含量大于lmg/L時，加入陰離子表面活性劑，以抑制由于銻導致的電流效率下降和使鋅粉起泡的負面作用，其中，陰離子表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、或十二烷基磺酸鈉中的一種或一種以上的混合，當銻含量濃度超過5mg/L則需活性鋅粉和硫基化合物配合深度凈化后進入下一步驟。
[0022]所述步驟(4)中，電解板為不銹鋼板，極間距為1-lOcm，整個電解過程在一個槽中進行，電解液溫度15-80°C，電解時間為60-120min。
[0023]所述步驟(4)中脈沖電源的導通時間Tm為10-20ms，關斷時間Irff設為5_30ms，峰值電流密度設為1000-1800A/m2。
[0024]所述步驟(5)浸出殘渣中富集的銅用氨浸法回收，或作為火法煉銅的原料。
[0025]本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
[0026](I)利用強堿溶液一方面可以直接實現(xiàn)銅與鋅的分離，另一方面由于堿性電解液對氯的耐受性強于酸性電解液，降低了凈化成本。
[0027](2)利用微波選擇性加熱，提高了浸出物中鋅銅比，使得超過98%的銅富集與渣中。
[0028](3)引入脈沖技術電解浸出液，提高了鋅粉品位和比表面積，豐富了產品形貌控制手段，制得的鋅粉多呈枝狀結晶，活性高于常規(guī)鋅粉。
[0029](4)利用自產的高活性枝狀鋅粉除雜，用量少，反應效果優(yōu)于常規(guī)鋅粉，并實現(xiàn)了自產鋅粉的循環(huán)利用?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明實施例1所得鋅粉的掃描電鏡圖。
[0031]圖2為本發(fā)明實施例2所得鋅粉的掃描電鏡圖。
[0032]圖3為常規(guī)直流電解鋅粉的掃描電鏡圖。
【具體實施方式】
[0033]以下結合實施例進一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明不限于實施例。
[0034]實施例1
[0035]以浙江某廢銅回收廠工業(yè)廢物為原料，其組成如表1
[0036]表1
[0037]
【權利要求】
1.一種從含銅鋅廢物中分離富集銅、鋅的方法，其特征在于:包括如下步驟: (O制備強堿浸取液； (2)將含銅鋅廢物的顆粒加入到步驟(1)制得的強堿浸取液中，微波加熱； (3)用分離劑凈化步驟(2)所得浸出液中的雜質得到電解液； (4)用脈沖電源電解步驟(3)凈化后的電解液，得到鋅粉； (5)回收浸出殘渣中富集的銅。
2.根據權利要求1所述從含銅鋅廢物中分離富集銅、鋅的方法，其特征在于:所述步驟Cl)中，強堿為NaOH或KOH，其中，NaOH在浸取液中的含量為150_250g/L ;Κ0Η在浸取液中的含量為250-420g/L。
3.根據權利要求1所述從含銅鋅廢物中分離富集銅、鋅的方法，其特征在于:所述步驟(2)中含銅鋅廢物顆粒的粒徑小于1mm。
4.根據權利要求1或3所述從含銅鋅廢物中分離富集銅、鋅的方法，其特征在于:所述步驟(2)中，浸取液與含 銅鋅廢物顆粒的液固比為8:1-12:1，利用600-800W微波加熱，加熱循環(huán)2-4次，單循環(huán)持續(xù)10-50s。
5.根據權利要求1所述從含銅鋅廢物中分離富集銅、鋅的方法，其特征在于:所述步驟(3)中的雜質包括鉛、銅、鋪。
6.根據權利要求1或5所述從含銅鋅廢物中分離富集銅、鋅的方法，其特征在于:所述步驟(3)中分離劑的添加量為所述含銅鋅廢物顆粒中鉛摩爾含量的1.2-2倍；所述分離劑為鋅粉或硫基化合物。
7.根據權利要求6所述從含銅鋅廢物中分離富集銅、鋅的方法，其特征在于:所述鋅粉優(yōu)選枝狀鋅粉；所述硫基化合物為硫化鈉或硫化鉀。
8.根據權利要求5所述從含銅鋅廢物中分離富集銅、鋅的方法，其特征在于:所述步驟(3)電解液中的銻含量大于lmg/L時，加入陰離子表面活性劑，所述陰離子表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉或十二烷基磺酸鈉中的一種或一種以上的混合。
9.根據權利要求1所述從含銅鋅廢物中分離富集銅、鋅的方法，其特征在于:所述步驟(4)中，電解板為不銹鋼板，極間距為1-lOcm，整個電解過程在一個槽中進行，電解液溫度15-80°C，電解時間為 60-120min ； 所述步驟(4)中脈沖電源的導通時間Tm為10-20ms，關斷時間Irff設為5-30ms，峰值電流密度設為1000-1800A/m2。
10.根據權利要求1所述從含銅鋅廢物中分離富集銅、鋅的方法，其特征在于:所述步驟(5)浸出殘渣中富集的銅用氨浸法回收，或作為火法煉銅的原料。
【文檔編號】C22B15/00GK103805776SQ201410042951
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年1月29日 優(yōu)先權日:2014年1月29日
【發(fā)明者】趙由才, 李強, 柴曉利, 牛冬杰 申請人:同濟大學