一種從高鋁含鋅鋁鋅渣中提取鋁鋅的工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種從高鋁含鋅鋁鋅渣中提取鋁鋅的工藝，屬于冶金廢渣處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]高鋁含鋅鋁鋅渣其實是指冶金廢渣。冶金廢渣是指冶金工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種固體廢棄物。主要是指煉鐵爐中產(chǎn)生的高爐渣、鋼渣、有色金屬冶煉產(chǎn)生的各種有色金屬渣，如鋼渣、鉛渣、鋅渣、鎳渣等；以及從鋁土礦提煉氧化鋁排出的赤泥以及乳鋼過程中產(chǎn)生的少量氧化鐵渣。我國早在本世紀(jì)40年代就以及感到解決冶金污染“渣害”的迫切性，基本上每煉It鐵渣排出0.3?0.5t鋼渣，每煉It氧化鋁排出0.6?1.8t赤泥，每煉It氧化鋅排出0.5?1.2t鋅渣。本發(fā)明中主要講述的是鋁渣和鋅渣，以往，人們把鋁鋅廢渣而丟棄，此舉不僅造成鋁、鋅資源浪費還會帶來環(huán)境問題，因此，尋找經(jīng)濟(jì)有效的方法加以利用和冶理廢渣，不僅可以提高鋁、鋅行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，在實現(xiàn)資源的有效循環(huán)利用的同時，還將對實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生重要的影響。
[0003]目前對于廢渣提取工藝常用的是冷棄法、熱潑碎石工藝以及水淬工藝。其中冷棄法是指將廢渣倒入渣罐，待其緩冷后直接運往渣場堆成渣山，以往我國多用此法，但是此法對于環(huán)境有不可避免的污染；其次的熱潑碎石工藝是用吊車將渣罐中的液態(tài)廢渣分層潑倒在渣床上，同時用噴水使其急冷碎裂，而后再運往渣場，但是該方法成本比較高，提取率比較低；最后的水淬工藝是指將排出的高溫液態(tài)爐渣，被壓力水切割擊碎，加之遇水急冷收縮而破裂，在水幕中?；?，但是該方法也是存在成本高，提取率低的缺點。除此以外，各種廢渣有著不同的提取方式，其中鋁、鋅渣目前常用的是酸浸渣法，但是在同時酸浸條件下，鋁、鋅會被同時浸出，不可以分別提取出來，再加堿，在堿性的條件下，則又會產(chǎn)生沉淀，當(dāng)堿過量時，沉淀又會被溶解的這一共性，導(dǎo)致無法高效地分離廢渣中的鋁、鋅。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題:針對目前廢渣提取工藝中普遍存在提取率比較低以及提取過程中成本高、對于環(huán)境會產(chǎn)生污染問題，而在鋁鋅渣中提取鋁、鋅的過程中往往采用酸浸法，但是在同時酸浸的條件下，鋁、鋅會被同時浸出，不可以分別提取出來，如再加堿，在堿性的條件下，則又會產(chǎn)生沉淀，當(dāng)堿過量時，沉淀又會被溶解這一共性，導(dǎo)致無法高效地分離廢渣中的鋁、鋅的弊端，提供了一種從高鋁含鋅鋁鋅渣中提取鋁鋅的工藝，該方法是以含鋁鋅廢渣為原料，先進(jìn)行氣流粉碎，過篩得廢渣，之后加入硫酸和丙酮以及氧化劑使其中的鋁、鋅發(fā)生氧化，然后再將氧化后的廢渣放入布式漏斗進(jìn)行抽濾，分離得到抽濾液，隨后向抽濾液中滴加氫氧化鈉溶液出現(xiàn)沉淀，將沉淀放入馬弗爐高溫煅燒，得到氧化鋁和氧化鋅粉末，最后通過碳塊作為陰陽兩級，進(jìn)行電解，從而得到純鋁、純鋅。該方法不僅可以使得鋁鋅渣中鋁鋅有效地分離，提取率高達(dá)88%以上，而且分離過程中成本低，不會產(chǎn)生任何環(huán)境污染。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
(1)取一定量的含鋁鋅廢渣，放入氣流粉碎機中進(jìn)行粉碎，之后過130?150目篩，得廢渣粉末；
(2)按重量份數(shù)計，取20?25份上述所制得的廢渣粉末，30?50份清水放入容器中，攪拌均勻，再使用質(zhì)量濃度為17%的硫酸溶液，待混合液pH值為I?2時停止加入硫酸溶液，并攪拌加熱升溫，轉(zhuǎn)速設(shè)定為200?300r/min，升溫速度為4°C /min，待溫度升至50?600C，保溫反應(yīng)10?15min，同時加入15?25份鹽酸、2?6份丙酮和4?7份氧化劑，所述的氧化劑是由過硫酸鉀與質(zhì)量濃度為40%雙氧水，按照固液比為2: 5混合而成，之后繼續(xù)加熱程序升溫，提高轉(zhuǎn)速為250?280r/min，升溫速度為5°C /min，待溫度升至105?IlO0C，停止升溫，并充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)2?3h，保持pH值在1.5?2.5之間；
(3)用質(zhì)量濃度為30%的過硫酸鈉溶液，調(diào)節(jié)上述攪拌均勻后溶液的pH至2.8?3.2，用玻璃杯攪拌均勻后，靜置2?3h，使其熟化，之后將溶液移入布式漏斗中進(jìn)行抽濾，分離去除沉淀得到抽濾液；
(4)向上述得到的抽濾液中加入質(zhì)量濃度為20%氨水，調(diào)節(jié)pH至3.5?4.5，之后繼續(xù)滴加質(zhì)量濃度為15%的氫氧化鈉溶液，使其產(chǎn)生白色沉淀，直到白色沉淀不再增加時，停止氫氧化鈉溶液滴加，之后將其移入臥式離心機中，以8000?9000r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行離心處理，分離上清液得到沉淀物，上清液備用；
(5)將上述得到的沉淀物放入馬弗爐中，以700?800°C的高溫下煅燒I?2h，得到氧化鋅粉末；
(6)向上述分離得到的上清液中繼續(xù)加入硫酸，調(diào)節(jié)其pH至I以下，此時加入質(zhì)量濃度為20%氨水，調(diào)節(jié)pH至2?3，之后繼續(xù)滴加質(zhì)量濃度為15%的氫氧化鈉溶液，使其產(chǎn)生白色沉淀，直到白色沉淀不再增加時，停止氫氧化鈉溶液滴加，之后過濾得到沉淀，將沉淀物移入馬弗爐中以750?850°C的高溫下煅燒1.5?2.5h，得到氧化鋁粉末。
[0006]本發(fā)明的應(yīng)用方法是:將本發(fā)明制得的氧化鋅、氧化鋁粉末在1000?IlOOcC下溶解在液態(tài)的冰晶石中，成為冰晶石和氧化鋅的熔融體以及冰晶石和氧化鋁的熔融體，之后在電解槽中，用碳塊作為陰陽兩級，進(jìn)行電解，從而得到純鋁、純鋅。不僅操作過程中成本比較低，沒有任何環(huán)境污染產(chǎn)生，而且可以使得鋁鋅渣中鋁鋅有效地分離，提取率高達(dá)88%以上。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:
(1)本發(fā)明可以使得鋁鋅渣中鋁鋅有效地分離，提取率高達(dá)88%以上；
(2)鋁鋅分離過程中成本比較低，另外不會產(chǎn)生任何環(huán)境污染。
【具體實施方式】
[0008]首先取一定量的含鋁鋅廢渣，放入氣流粉碎機中進(jìn)行粉碎，之后過130?150目篩，得廢渣粉末；然后按重量份數(shù)計，取20?25份上述所制得的廢渣粉末，30?50份清水放入容器中，攪拌均勻，再使用質(zhì)量濃度為17%的硫酸溶液，待混合液pH值為I?2時停止加入硫酸溶液，并攪拌加熱升溫，轉(zhuǎn)速設(shè)定為200?300r/min，升溫速度為4°C /min,待溫度升至50?60°C，保溫反應(yīng)10?15min，同時加入15?25份鹽酸、2?6份丙酮和4?7份氧化劑，所述的氧化劑是由過硫酸鉀與質(zhì)量濃度為40%雙氧水，按照固液比為2: 5混合而成，之后繼續(xù)加熱程序升溫，提高轉(zhuǎn)速為250?280r/min，升溫速度為5°C /min,待溫度升至105?110°C，停止升溫，并充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)2?3h，保持pH值在1.5?2.5之間；之后用質(zhì)量濃度為30%的過硫酸鈉溶液，調(diào)節(jié)上述攪拌均勻后溶液的pH至2.8?3.2，用玻璃杯攪拌均勻后，靜置2?3h，使其熟化，之后將溶液移入布式漏斗中進(jìn)行抽濾，分離去除沉淀得到抽濾液；隨后向上述得到的抽濾液中加入質(zhì)量濃度為20%氨水，調(diào)節(jié)pH至3.5?4.5，之后繼續(xù)滴加質(zhì)量濃度為15%的氫氧化鈉溶液，使其產(chǎn)生白色沉淀，直到白色沉淀不再增加時，停止氫氧化鈉溶液滴加，之后將其移入臥式離心機中，以8000?9000r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行離心處理，分離上清液得到沉淀物，上清液備用；接下來將上述得到的沉淀物放入馬弗爐中，以700?800°C的高溫下煅燒I?2h，得到氧化鋅粉末；然后向上述分離得到的上清液中繼續(xù)加入硫酸，調(diào)節(jié)其PH至I以下，此時加入質(zhì)量濃度為20%氨水，調(diào)節(jié)pH至2?3，之后繼續(xù)滴加質(zhì)量濃度為15%的氫氧化鈉溶液，使其產(chǎn)生白色沉淀，直到白色沉淀不再增加時，停止氫氧化鈉溶液滴加，之后過濾得到沉淀，將沉淀物移入馬弗爐中以750?850°C的高溫下煅燒1.5?2.5h，得到氧化鋁粉末；最后分別使上述制得的氧化鋅、氧化鋁粉末在1000?I100C下溶解在液態(tài)的冰晶石中，成為冰晶石和氧化鋅的熔融體以及冰晶石和氧化鋁的熔融體，之后在電解槽中，用碳塊作為陰陽兩級，進(jìn)行電解，從而得到純鋁、純鋅。
[0009]實例I
首先取一定量的含招鋅廢渣，放入氣流粉碎機中進(jìn)行粉碎，之后過130目篩，得廢渣粉末；然后按重量份數(shù)計，取20份上述所制得的廢渣粉末，30份清水放入容器中，攪拌均勻，再使用質(zhì)量濃度為17%的硫酸溶液，待混合液pH值為I時停止加入硫酸溶液，并攪拌加熱升溫，轉(zhuǎn)速設(shè)定為200r/min，升溫速度為4°C /min，待溫度升至50°C，保溫反應(yīng)lOmin，同時加入15份鹽酸、2份丙酮和4份氧化劑，所述的氧化劑是由200g過硫酸鉀與500mL質(zhì)量濃度為40%雙氧水，混合而成，之后繼續(xù)加熱程序升溫，提高轉(zhuǎn)速為250r/min，升溫速度為50C /min,待溫度升至105°C，停止升溫，并充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)2h，保持pH值在1.5之間；之后用質(zhì)量濃度為30%的過硫酸鈉溶液，調(diào)節(jié)上述攪拌均勻后溶液的pH至2.8，用玻璃杯攪拌均勻后，靜置2h，使其熟化，之后將溶液移入布式漏斗中進(jìn)行抽濾，分離去除沉淀得到抽濾液；隨后向上述得到的抽濾液中加入質(zhì)量濃