湿法炼锌渣洗涤净化萃取回收锌扩大试验
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一、实验目的1. 了解湿法炼锌的基本原理和工艺流程。
2. 掌握湿法炼锌的主要操作步骤和注意事项。
3. 培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理湿法炼锌是将锌精矿中的锌通过浸出、净化、电解等工艺步骤提取出来的过程。
实验主要采用硫酸浸出锌精矿,通过控制反应条件,使锌离子溶解于溶液中,然后进行电解得到纯锌。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:锌精矿、硫酸、氢氧化钠、锌粉、氧化锌等。
2. 实验仪器:烧杯、漏斗、玻璃棒、锥形瓶、滴定管、pH计、电解槽、电极等。
四、实验步骤1. 锌精矿的浸出(1)将锌精矿加入烧杯中,加入适量的硫酸,搅拌溶解。
(2)调节pH值,使锌离子充分溶解。
(3)过滤得到浸出液。
2. 净化(1)将浸出液加入锥形瓶中,加入适量的氢氧化钠,调节pH值,使锌离子沉淀。
(2)过滤得到沉淀物,洗涤。
(3)将沉淀物加入烧杯中,加入适量的硫酸,溶解。
(4)过滤得到净化液。
3. 电解(1)将净化液加入电解槽中,加入适量的锌粉,作为阳极。
(2)将氧化锌作为阴极。
(3)通入直流电,进行电解。
(4)观察电解过程,记录电流、电压、时间等参数。
五、实验结果与分析1. 浸出实验结果(1)锌精矿浸出率:80%(2)浸出液pH值:2.02. 净化实验结果(1)锌离子沉淀率:95%(2)净化液pH值:6.03. 电解实验结果(1)电流:2A(2)电压:4V(3)电解时间:2小时(4)电解得到的锌纯度:99.5%六、实验结论1. 通过本次实验,成功掌握了湿法炼锌的基本原理和工艺流程。
2. 在浸出、净化、电解等工艺步骤中,控制反应条件对锌的提取率和纯度有重要影响。
3. 实验结果表明,本实验所采用的湿法炼锌工艺可行,具有良好的经济效益。
七、实验注意事项1. 在浸出过程中,注意控制pH值,避免锌离子过度溶解。
2. 在净化过程中,注意沉淀物的洗涤,提高锌离子沉淀率。
3. 在电解过程中,注意电流、电压等参数的控制,保证电解效果。
4. 注意实验过程中的安全操作,避免发生意外事故。
416童冶学委套2000年学术年套论文秦1前言湿法炼锌系统浸出渣中锌的物相分析方法西北铅锌冶炼厂石镶泰珥幡郭月芳I_耍车戈果用造舞性謇■甓.以烈^謇t法、太熄■子t收光度肇一定夏出t中锋量.其圈收卓均在%%一辨%乏问.t精密度试tRsD<9.0%.搪准●可靠,螬果青童.关●I词暂相分析辟船_蠢靛巩藏墨击焦锋西北钳锌冶炼厂为年产10万吨锌靛的大型湿法炼锌企业,在湿法烁锌系坑中.浸出渣一铅镪洼、恢矾菠的量蕾量也相对较大,在两渣中。
锌的古量一般在6%一10%之间,有效降低两洼吉锌量.提高辟总回牧率在生产工艺上一直是一项量而未解的问艇,研究怡镪渣、帙矾洼中锋的物质存在状态对考寨浸出工艺效果,选定和改善漫出工艺条件,进而有效降低两涟含锌量,提高锌总回收率有重要指导意义和参考价值。
奉文采用选捧性藩算法。
以水作为硫酸锌的选捧性藩剂,氨水一氯化饺藩藏作为氯化锌的选择性溶弼,z-藏作为硅蕞锋选择性藩削,可以使硫酸锌、氯化锌、硅酸锌、妖酸锌进行有效分离,然后分别测定,测定结果准确可毒,可有效指导生产工艺。
2试验部分2.1主要慢■和斌莉,WFX—lB垂屎子吸收光谱仪,锌空心阴极灯;HWS—l受恒墨水搭锅;氨承一氯化铵溶液:100rnL溶液中含有加mL浓氨水和169同体氯化馈;乙馥溶液(20+∞);日ⅪA标准溶液(0.02movL)。
2.2试t方法选择性藩■珐溯定。
2.2.1求誊并硫t辞及测定霖取试样O.50009于带有磨口瓶塞的250mL锥形瓶中,加入l∞mL蒸僵水,塞上赢塞,置于沸水褡上加热爱取15m.m,间断搅拌,趁热用慢速滤纸过滤.爰菠保留.溶藏燕发浓缩至2—3mL左右.加人氯化钡饱和溶液3mL、滩蠢奠6mL,播匀,在电热扳上慢慢加热蒸发至■S嘎白烟后,移至高瀑处蛙续蒸发至近干,取下冷却.用lo一15mL水冲洗杯壁,并煮沸溶液使可溶性盐类藩解完全,加人59氯化恢,用氨水中和至蹦0H),沉淀完全并过量lmnL.加热微沸10m.m取下,麓热用快速滤纸过滤,洗涤,将滤液加热赶氨浓缩至体积约l∞mL,冷却,加^O.19抗坏血酸,=甲爵橙指示拱两蒲,用盐酸(1+1)与氨水(1+1)谓节酸度后,加入氯化饺.毫■饱和藏各5mL,加^25∞IHAc—NaAc缓冲渡(pH=5.5—6.O),以E叽A标准溶藏滴至溶液由紫红色变为亮黄色为终点。
1湿法炼锌渣洗涤-净化-萃取回收锌扩大试验谢铿王海北刘三平苏立峰(北京矿冶科技集团有限公司,北京 100160)摘要:对内蒙古某公司湿法炼锌产生的铅银渣和铁矾渣进行扩大试验,采用“洗涤-净化-萃取”工艺回收渣中夹带的水溶锌,铅银渣和铁矾渣中锌洗涤回收率分别达到42%和90%左右,铁去除率大于98%,萃取后得到富锌溶液可送电积车间生产电锌。
该工艺流程简单,原料适应性强,经济效益和社会效益显著。
关键词:铅银渣;铁矾渣;水溶锌;洗涤;萃取Pilot test of zinc recovery from the zinc hydrometallurgical residues by washing-purification-solvent extraction processXIE Keng WANG Haibei LIU Sanping SU Lifeng(BGRIMM Technology Group, Beijing, 100160, China)Abstract: Pilot tests were carried out on Pb-Ag residue and jarosite residue produced by zinc hydrometallurgy in Inner Mongolia. The water-soluble zinc contained in the slag was recovered by washing-purification-solvent extraction process. About 42% and 90% of zinc were washed out from Pb-Ag residue and jarosite residue, respectively. And more than 98% of iron was removed from solution during purification. A purified zinc-rich solution was obtained after solvent extraction and could be sent to electrowinning for producing electrolytic zinc. The process is simple, adaptable to different residues and has remarkable economic and social benefits.Keywords: Pb-Ag residue; jarosite residue; water-soluble zinc; washing; solvent extraction湿法炼锌产出世界80%以上的锌,同时产出相当数量的浸出渣和净化渣1-3,这些渣中夹带一定量的水溶锌,若得不到有效回收处理,将会造成资源浪费和环境污染4-7。
湿法炼锌浸出渣和净化渣的综合回收
湿法炼锌浸出渣和净化渣的综合回收
摘要:对湿法炼锌浸出渣和净化渣进行有效处理,综合回收其中的有价金属,提高了对矿产资源的合理利用,同时低排放、低污染,减少了对环境的危害。
关键词:湿法炼锌浸出渣净化渣综合回收
1 概述
云南金鼎锌业有限公司二冶炼厂100kt/a电解锌项目采用湿式球磨上料,氧硫分段联合浸出,三段深度连续净化和中酸中电流密度电积的生产工艺。
该工艺畅通,生产运转平稳,但由于日益严格的“节能减排”、“三废”治理等高标准环保要求以及矿产资源日趋短缺的现状,需要对各种冶炼渣进行综合处理,回收其中的有价金属,充分有效利用二次资源,减少废弃物排放,减少对环境的污染。
二冶炼厂的浸出原料主要是公司采矿厂开采的品位较低的氧化锌原矿(占原料总量的70%以上),以及开采的硫化锌矿经选矿富集后沸腾焙烧所得的少量锌焙烧矿(占原料总量的30%以下)。
锌焙烧矿球磨制浆后进行中温中酸浸出,浸出后液进入浓密机,浓密底流再进行高温高酸浸出,高温高酸浸出矿浆直接和氧化锌原矿矿浆混合后进行联合中性浸出,不设脱硅、沉铁工序,不消耗中和剂,因此锌焙烧矿浸出后没有产生酸浸压滤渣。
二冶炼厂生产流程主要产生浸出尾渣和净化铜镉渣,这两种渣的回收利用现状综述如下。
从湿法炼锌锑盐净化钴渣中回收钴,锌,镉,铜发布时间:2023-06-30T02:57:51.357Z 来源:《新型城镇化》2023年13期作者:安成斌[导读] 国内部分湿法炼锌企业净化采用新型试剂除钴工艺,除钴效果好,解决了传统三段逆锑锌粉除钴工艺产生有害气体、生产不稳定、成本高以及无法实现深度净化等问题。
新型试剂除钴过程产生的钴渣为有机渣,具有锌高、钴低的特点,回收难度大,长期堆存造成环境污染以及有价金属损失。
有必要研究探讨提升净化钴渣技术指标新工艺。
新疆紫金有色金属有限公司新疆克州 845350摘要:针对湿法炼锌净化钴渣钴品位低、渣含锌高的问题,开展了合金锌粉除残镉、三净渣再除钴以及钴渣净化贫镉液中钴镉的试验研究。
提出了金属锌粉预除镉、合金锌粉深度净化残镉以及钴渣多次反复除钴、钴渣与贫镉液反应、钴渣水洗工艺,钴渣含锌降至10%~12%,钴品位富集了(2~3)倍,达到了提升钴品位、降低渣含锌目的。
关键词:新型试剂;有机钴渣;多次利用;合金锌粉;贫镉液;国内部分湿法炼锌企业净化采用新型试剂除钴工艺,除钴效果好,解决了传统三段逆锑锌粉除钴工艺产生有害气体、生产不稳定、成本高以及无法实现深度净化等问题。
新型试剂除钴过程产生的钴渣为有机渣,具有锌高、钴低的特点,回收难度大,长期堆存造成环境污染以及有价金属损失。
有必要研究探讨提升净化钴渣技术指标新工艺。
1湿法炼锌净化钴渣处理的方法1.1选择性浸出—挥发窑工艺(1)工艺原理及工艺过程简述净化钴渣中的锌、镉等比氢电位负的金属元素以及渣中的氢氧化物在稀硫酸的作用下,生成易溶于水的硫酸锌、硫酸镉而进入溶液中。
在浸出的过程中,通过控制浸出过程的温度、pH值以及浸出终点的pH值,抑制净化钴渣中钴、铜进入溶液中,从而实现锌、镉与钴、铜的分离。
通过选择性浸出锌、镉进入溶液中,再返回到浸出工序;钴、铜得以在浸出渣中得到富集。
为了充分回收浸出渣中的有价金属,采用挥发窑处理工艺。
湿法炼锌除杂技术研究现状发布时间:2022-02-25T08:00:35.473Z 来源:《中国科技信息》2021年11月中32期作者:吴军[导读] 湿法炼锌工艺产生的含锌浸出渣,一般采用回转窑还原挥发技术处理,回收其中的锌。
将浸出渣配以50%的碎焦,在(900~1000)℃温度下,渣中的锌被还原并以蒸气形式逸出,并在气相中再被氧化为氧化锌,在收尘器中回收。
广西誉升锗业高新技术有限公司吴军广西河池市 547000摘要:湿法炼锌工艺产生的含锌浸出渣,一般采用回转窑还原挥发技术处理,回收其中的锌。
将浸出渣配以50%的碎焦,在(900~1000)℃温度下,渣中的锌被还原并以蒸气形式逸出,并在气相中再被氧化为氧化锌,在收尘器中回收。
目前,湿法冶炼锌工艺除杂技术在生产企业运营过程中被广泛运用的还是传统锌粉置换法,不仅锌粉消耗量大,产生的净化渣含锌量也较高,有价金属回收率低,造成资源浪费,且固体金属废物处理成本高,在环境介质中难降解,可迁移转化,环境污染健康风险将长期存在。
下面分别介绍湿法炼锌除杂技术的研究现状,并进行经济效益评估,并对未来发展节能环保技术进行展望。
关键词:锌;硫酸锌溶液;净化技术;资源回收;节能环保引言中国乃至世界上约90%以上的锌冶炼企业采用湿法炼锌技术,而湿法炼锌比较重要的工序之一是硫酸锌溶液净化工序,即脱除影响锌电积过程的杂质元素。
1湿法炼锌工艺除杂技术湿法炼锌工艺,传统的锌粉置换以标准电位低的金属从溶液中置换出标准电位高的金属而产生置换沉淀,置换法正常采用二段净化工艺,即二段净化,一段除Cu、Cd,二段除Co、Ni,也有会增加三段除残Cd。
溶液中含钴通常为(10~45)mg/L,置换除钴法中锌粉用量高达理论量的(20~200)倍,且金属钴不稳定,镉受到温度、反应时间、压滤时间等因素的影响,容易发生复溶的情况,增加锌粉消耗,经济技术指标不佳,因此需开发低成本除钴的新工艺。
1)砷盐、锑盐、合金锌粉、高锰合金粉净化除钴法是基于传统锌粉置换除钴法过程,加入砷盐、锑盐、合金锌粉以及高锰合金粉使形成稳定的合金,由于微电池及电化学的作用达到去除效果。
湿法炼锌酸浸渣离子交换法富集回收锌中试研究邹晓勇;高远才;陈民仁【摘要】采用离子交换工艺,对湿法炼锌酸浸渣中的水溶性锌进行富集回收中试试验.工艺过程包括酸浸渣水浸和压滤洗涤、低浓度含锌溶液离子交换吸附解吸和转型、尾水循环利用等过程.中试结果表明,酸浸渣中水溶性锌浸出率为88.5%,渣中水溶性锌含量由3.75%降低到0.56%(以干渣计).树脂平均吸附容量为118 kgZn/吨湿树脂,以酸性含锌电解液作为解吸剂,回收的锌离子可以富集到83.3 g/L左右,离子交换树脂转型剂为80 g/L的氢氧化钠溶液.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2017(045)022【总页数】3页(P142-144)【关键词】离子交换;锌;回收;富集;酸浸渣【作者】邹晓勇;高远才;陈民仁【作者单位】吉首大学化学化工学院, 湖南吉首 416000;吉首大学化学化工学院, 湖南吉首 416000;吉首市诚技科技开发有限公司, 湖南吉首 416000【正文语种】中文【中图分类】TQ028.3锌的冶炼回收率是湿法炼锌工业一项重要的技术经济指标,根据企业所用含锌原料的特性、工艺装置的先进程度、生产管理水平的高低,锌回收率在86%~96%之间[1-4],导致锌损失的主要因素是废渣含锌和工艺废水含锌。
废渣包括酸浸渣、铅泥、铁矾渣以及铜镉渣,废渣中的锌包括水溶性锌和酸溶性锌,以杂次含锌原料炼锌为例,酸浸渣(铅泥)中水溶性锌含量一般为3%~4%(以干渣计),酸浸渣量大,是造成锌损失的最主要因素。
酸浸渣中水溶性锌是由于在生产过程中废渣洗涤不充分,而增加洗涤强度将导致生产系统带入过量的水分而影响工艺系统的水平衡。
针对酸浸渣中水溶性锌的回收,研究了将酸浸渣进一步用水洗涤而得到低浓度含锌溶液,再通过离子交换技术将其富集到70 gZn/L以上,再并入电解锌工艺系统中,这样即回收了损失的水溶性锌,又不会影响系统的水平衡[5]。
湿法炼锌酸浸渣离子交换法富集回收锌中试研究,就是以此原理为依据,在湿法炼锌企业建设中试装置研究其技术的可行性,确定系统的技术经济指标,作为建设工业化装置的依据。
从硫酸锌溶液净化渣回收锌和钴陈海清;刘亚雄【摘要】西北铅锌冶炼厂锌系统湿法冶炼工艺采用二段深度净化除去硫酸锌溶液中的杂质.文章研究了从二段净化产生的渣中回收锌和其它有价金属的工艺.提出了新产生的二段净化渣用水分散-加稀硫酸溶液选择性浸出锌的工艺.完成了1 kg级的小型试验、15 kg级的放大试验.研究结果显示,控制浸出过程pH≥3.5,终点pH3.5~4.5,可使锌95%以上进入溶液返回主流程回收,钴90%以上残留在渣中待处理,达到了锌、钴分离的目的.【期刊名称】《湖南有色金属》【年(卷),期】2006(022)002【总页数】5页(P12-15,36)【关键词】二段净化渣;浸出;锌;分离【作者】陈海清;刘亚雄【作者单位】湖南有色金属研究院,湖南,长沙,410015;白银有色金属公司,甘肃,白银,730900【正文语种】中文【中图分类】TF111.3西北铅锌冶炼厂锌系统湿法冶炼工艺采用两段深度净化除去杂质,第一段低温加锌粉除铜、镉;第二段高温以三氧化二锑作活化剂加锌粉除钴、镍。
一段净化产出铜镉渣;二段净化产出钴镍渣(以下称二段净化渣)。
二段净化渣年产3 500 t以上,自1992年投产以来长期堆存,未进行处理,不仅污染环境,而且造成锌资源的积压,每年约有2 000 t金属锌和其它有价金属得不到利用。
为了有效地回收二段净化渣中的锌、钴等有价元素,本研究提出了新产生的二段净化渣用水分散后,在常温下用稀硫酸选择浸出锌,控制过程pH值,使95%以上锌进入溶液而返回主流程,90%以上钴残留在渣中而得到富集,从渣中可回收钴和其它有价元素。
由于铅锌厂现行生产中锌精矿成份以及焙烧、浸出、一段净化和二段净化等工艺条件变化,致使产出的二段净化渣组成和性质也相应地变化。
新产生的二段净化渣呈灰黑色,含水22%~33%(见表1),堆比重1.98~2.30,大部分可直接用水浆化分散。
随着堆存时间的延长,由于失水而结块,颜色也渐渐变成灰白色,而难于用水将其直接浆化分散,需经破碎方能用水分散。
2022年 12月下 世界有色金属5冶金冶炼M etallurgical smelting湿法冶炼锌锌粉净化工艺及净化渣处理工艺优化实践冶玉花(白银有色集团股份有限公司,甘肃 白银 730900)摘 要:本文针对于锌冶炼原料的日益紧缺及杂质成分越来越高等现象,为了提高净化系统对原料的适应性,通过对湿法炼锌常规的锌粉-锑盐净化工艺及净化渣处理工艺分析研究,提出了较为详尽的工艺完善及优化措施,在生产实践中取得了较好的效果,达到了增加效益和提高企业综合利用率水平的目的。
关键词:一段低温锌粉除铜镉;二段高温锌粉-锑盐除钴镍;净化渣;铜镉渣;镍钴渣中图分类号:TF813 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2022)24-0005-3Optimization of zinc powder purification process and slag treatment process in hydrometallurgical zinc smeltingYE Yu-hua(Baiyin Nonferrous Metals Group Co., Ltd., Gansu Baiyin 730900)Abstract: In view of the phenomenon of increasing shortage of zinc smelting raw materials and higher impurity composition, in order to improve the adaptability of the purification system to raw materials, through the analysis and study of the conventional zinc hydrometallurgy zinc powder - antimony salt purification process and purification slag treatment process, more detailed process perfection and optimization measures are put forward, and good results have been achieved in the production practice. It achieves the purpose of increasing efficiency and improving the level of comprehensive utilization of enterprises.Keywords: first-stage low-temperature zinc powder for removal of copper and cadmium; second-stage high-temperature zinc powder-antimony salt for removal of cobalt and nickel; copper-cadmium slag; nickel-cobalt slag收稿日期:2022-10作者简介:冶玉花(1978-),女,青海省民和县,大学本科,冶炼高级工程师,研究方向为锌湿法冶金、湿法炼锌综合回收利用。
. 56 . 中Bl 兩色治金口综合利用与环保湿法炼锌净液渣综合利用探讨湿法炼锌生产过程净液工序中产生大量的净液渣,含锌平均40%左右,其中含大量未反应的过剩锌粉。
为回收净液渣中的锌,提高锌回收率,企业通常会对净液渣中的锌进行回收,方法是:净化渣硫酸浸出,产出净液铜渣和浸出液,浸出液锌粉置换后,产岀净液镉渣和置换后液,置换后液经除钻后进入炼锌车间浸出工段中浸槽或综合回收生产硫酸锌。
对于净液渣中锌回收工艺产生的净液铜渣、净液镉渣和除钻渣,大的有色冶金综合企业都能做到综合回收有价金属。
而对于小规模锌冶炼企业,过去由于有色金属市场低迷,生产规模小,许多企业没有对净液铜渣、净液镉渣和除钻渣中的有价金属进行综合回收,而是以中间渣的形式对外销售。
赤峰中色库博红蟬锌业有限公司炼锌工艺采用国际先进、国内首创、具有自主知识产权的高酸浸出-低污染沉矶湿法炼锌工艺,炼锌净液工序釆用神盐三段连续净液工艺。
三期扩建工程已于2007 年5月投产,年生产能力达到锌锭11万t,硫酸20 万t。
随着企业的生产规模不断扩大,净液铜渣和净液镉渣的产生量越来越大。
同时,国内有色金属市场旺盛,价格上涨,以中间渣的形式对外销售存在以下两点不足:(1)净液铜渣和净液镉渣对外销售,市场价格低,经济效益差。
(2)对于购买净液铜渣和净液镉渣的企业大多是小企业,技术水平低,回收品种单一,造成有价金属浪费、流失,废渣排放还可能对环境带来二次污染。
为了提高经济效益,减少渣外销可能带来的二次污染,企业根据净液铜渣和净液镉渣中有价金属含量、种类的不同,以及企业的实际情况,选择经济、可行的回收工艺,对渣中有价金属进行必要的综合回收,下面对回收工艺进行讨论。
1国内大型企业净液渣处理现状目前,我国许多大型锌冶炼厂都对渣中的锌、铜、镉、钻进行回收。
株洲冶炼厂和西北铅锌冶炼厂净液渣化学成分如表lo株洲冶炼厂净化工序产生的未经除锌处理的净液渣分为铜镉渣和钻渣,铜镉渣经过低酸浸岀、置换等处理,置换出的海棉镉经硫酸浸出、电解,最终生产成电镉,回收的锌液返回炼锌系统,铜渣掺入铜精矿炼铜。
湿法炼锌浸出渣和净化渣的综合回收作者:杜荣珍来源:《科技资讯》2014年第21期摘要:对湿法炼锌浸出渣和净化渣进行有效处理,综合回收其中的有价金属,提高了对矿产资源的合理利用,同时低排放、低污染,减少了对环境的危害。
关键词:湿法炼锌浸出渣净化渣综合回收中图分类号:X758 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)07(c)-0119-01云南金鼎锌业有限公司二冶炼厂100 kt/a电解锌项目采用湿式球磨上料,氧硫分段联合浸出,三段深度连续净化和中酸中电流密度电积的生产工艺。
该工艺畅通,生产运转平稳,但由于日益严格的“节能减排、三废”治理等高标准环保要求以及矿产资源日趋短缺的现状,需要对各种冶炼渣进行综合处理,回收其中的有价金属,充分有效利用二次资源,减少废弃物排放,减少对环境的污染。
二冶炼厂的浸出原料主要是公司采矿厂开采的品位较低的氧化锌原矿(占原料总量的70%以上),以及开采的硫化锌矿经选矿富集后沸腾焙烧所得的少量锌焙烧矿(占原料总量的30%以下)。
锌焙烧矿球磨制浆后进行中温中酸浸出,浸出后液进入浓密机,浓密底流再进行高温高酸浸出,高温高酸浸出矿浆直接和氧化锌原矿矿浆混合后进行联合中性浸出,不设脱硅、沉铁工序,不消耗中和剂,因此锌焙烧矿浸出后没有产生酸浸压滤渣。
二冶炼厂生产流程主要产生浸出尾渣和净化铜镉渣,这两种渣的回收利用现状综述如下。
1 尾渣高温高酸浸出矿浆和氧化锌原矿矿浆联合进行中性连续浸出作业,浸出矿浆进入浓密机,合格上清供净化,浓密底流再进行二段酸性浸出,浸出液进行全矿浆压滤,压滤液送球磨制浆工序做调浆,压滤尾渣中渣含锌在6%~9%之间,其中可溶锌在5%~8%之间,水溶锌在4%~6%之间,渣含水在30%左右。
由此可见,尾渣中有效锌的含量仍然较大,还需要解决渣中锌资源的回收问题,因此公司组织相关技术人员组成试验小组,从不同技术条件对尾渣进行试验,目的降低渣含锌,回收渣中有价金属锌。
萃取法从含锌废水中回收锌
某含锌废水中锌含量达30~40g/L,很有回收价值。
目前的回收方法是先用化学沉淀法除杂,再蒸发浓缩制备七水硫酸锌产品。
该法虽然对Fe2+和Mn2+等阳离子杂质脱除效果较好,但也有一部分锌进入沉淀渣,导致锌的损失率达到10%甚至更高,从而影响锌的回收率[1]。
同时,由于不能有效去除C l-杂质,不能用于制备高附加值的电解锌[2]。
溶剂萃取能从溶液中选择性提取金属离子,具有较好的杂质分离效果。
它不仅可以直接回收目的金属,实现无渣工艺,减少环境污染,而且杂质分离效果好[3],尤其能较好地分离C l-。
文献中报导的可从硫酸锌溶液中萃取锌的萃取剂有很多[4-5],其中最常用的是P204[6-8]。
用萃取法处理的工业含锌废水或湿法炼锌浸出液中锌的浓度普遍较低,浓度多在每升几克到十几克的范围内[9-12],用
P204萃取时,有机相只需稍作皂化即可达到较好的萃取效果[13]。
研究用萃取法处理含锌量为30-40g/L,且杂质多、含量高的废水,实现锌和杂质离子的有效分离,并制备出满足电积锌要求的锌浓度高、杂质含量低的锌电解液。
1实验方法1·1仪器与试剂试验仪器主要有分液漏
斗、......(本文共计5页)。
1湿法炼锌渣洗涤-净化-萃取回收锌扩大试验谢铿王海北刘三平苏立峰(北京矿冶科技集团有限公司,北京 100160)摘要:对内蒙古某公司湿法炼锌产生的铅银渣和铁矾渣进行扩大试验,采用“洗涤-净化-萃取”工艺回收渣中夹带的水溶锌,铅银渣和铁矾渣中锌洗涤回收率分别达到42%和90%左右,铁去除率大于98%,萃取后得到富锌溶液可送电积车间生产电锌。
该工艺流程简单,原料适应性强,经济效益和社会效益显著。
关键词:铅银渣;铁矾渣;水溶锌;洗涤;萃取Pilot test of zinc recovery from the zinc hydrometallurgical residues by washing-purification-solvent extraction processXIE Keng WANG Haibei LIU Sanping SU Lifeng(BGRIMM Technology Group, Beijing, 100160, China)Abstract: Pilot tests were carried out on Pb-Ag residue and jarosite residue produced by zinc hydrometallurgy in Inner Mongolia. The water-soluble zinc contained in the slag was recovered by washing-purification-solvent extraction process. About 42% and 90% of zinc were washed out from Pb-Ag residue and jarosite residue, respectively. And more than 98% of iron was removed from solution during purification. A purified zinc-rich solution was obtained after solvent extraction and could be sent to electrowinning for producing electrolytic zinc. The process is simple, adaptable to different residues and has remarkable economic and social benefits.Keywords: Pb-Ag residue; jarosite residue; water-soluble zinc; washing; solvent extraction湿法炼锌产出世界80%以上的锌,同时产出相当数量的浸出渣和净化渣1-3,这些渣中夹带一定量的水溶锌,若得不到有效回收处理,将会造成资源浪费和环境污染4-7。
内蒙古某公司20万吨/年锌冶炼工程产出铅银渣和铁矾渣约23万吨/年,渣夹带水溶锌造成每年损失近7000吨锌,经济损失逾亿元。
北京矿冶科技集团有限公司应用洗涤-净化-萃取工艺回收该公司湿法炼锌渣夹带水溶锌取得了较好的小型试验结果。
为了验证工艺技术,为该公司锌冶炼厂技术改造及工业生产实现渣中水溶锌资源化利用提供可靠的技术依据和实践经验,进行了扩大试验。
1 试验部分1.1 原料和试剂湿法炼锌渣由内蒙古某公司锌浸出车间提供,包括铅银渣和铁矾渣。
其中,铅银渣含Zn 7.80%、Fe 32.60%、Pb 5.20%,铁矾渣含Zn 5.70%、Fe 26.30%。
铅银渣和铁矾渣的化学1 收稿日期:基金项目:国家重点研发计划项目(2018YFC1900401)通讯作者:谢铿,博士,高级工程师,主要从事有色金属湿法冶金研究。
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成分见表1。
试验用硫酸、熟石灰(Ca(OH)2)等均为分析纯试剂。
表1 湿法炼锌渣主要化学成分(%)Table 1 Chemical composition of the residues from zinc hydrometallurgy (%)图1 洗涤-净化扩大试验设备Fig.1 Setup for washing and purification pilot tests图2 萃取扩大试验设备Fig.2 Setup for solvent extraction pilot tests1.2 试验设备及操作洗涤和净化扩大试验在容积为80L的搅拌槽中进行,装置如图1所示。
采用含6g/L H2SO4、2g/L Zn2+的模拟萃余液对铁矾渣或铅银渣进行搅拌洗涤,洗涤液固比5:1,搅拌强度450 rpm,洗涤40min,每10min取样。
洗涤后矿浆经离心机液固分离后,得到的溶液导入中和除铁槽,加入浓度为20%的熟石灰乳,控制矿浆pH值在4.0~4.5,除铁时间为60min,试验开始30min后每10min取样。
除铁后矿浆经絮凝沉降后,将上清液抽滤,滤液用作萃取料液。
萃取连续扩大试验在自制的混合澄清槽内进行,混合澄清槽为有机玻璃材质,混合室容积约0.5L,澄清槽容积约2.5L,搅拌桨为双盖板的六叶直桨涡轮,萃取装置见图2。
组成为25%P204-75%磺化煤油的有机相由恒流蠕动泵定量输入萃取槽,每小时标定蠕动泵一次。
初设萃取相比(O/A)为1:2,采用3级连续逆流萃取,萃取混合时间3min。
萃取后,负载有机相直接进入反萃槽。
反萃剂采用含锌50 g/L、硫酸150 g/L的模拟锌电积贫液,用恒流泵定量输送入反萃槽,初设反萃相比(O/A)为4:1,反萃混合时间3min,1级反萃。
萃取扩大试验连续运行,每2h取样。
试验工艺参数根据现场分析结果适时调整。
低浓度的金属分析采用电感耦合等离子发射光谱法(ICP-OES)或原子吸收光谱法(AAS), 高浓度的金属分析采用容量法。
1.3试验原理洗涤采用含6g/L H2SO4、2g/L Zn2+的模拟萃余液,水溶锌的主要成分为ZnSO4,经洗涤进入水溶液。
净化采用熟石灰中和水解除铁,主要发生以下反应:H2SO4 + Ca(OH)2 = CaSO4 ↓ + 2H2OFe3+ + 3H2O = Fe(OH)3 ↓+ 3H+萃取采用有机相组成为P204-磺化煤油,P204通过阳离子交换反应1, 8萃取Zn2+,反应式为:Zn2+(aq) + nH2R2(org) = ZnR2(n-1)H2R2(org) + 2H+(aq)式中,H2R2代表P204二聚体,下标“aq”、“org”分别代表水相和有机相。
反萃采用主要成分为50 g/L Zn和150 g/L H2SO4的模拟锌电积贫液,有机相反萃后循环使用。
2 结果与讨论2.1洗涤扩大试验分别对铅银渣和铁矾渣进行了洗涤扩大试验,试验结果如图3所示。
回收率(%)试验编号回收率(%)试验编号R e c o v e r y (%)Test No.R e c o v e r y (%)Test No.图3 洗涤扩大试验(a )铅银渣和(b )铁矾渣中锌和铁回收率变化Fig.3 Variation of zinc and Fe recoveries during washing pilot tests of (a) Pb-Ag residue and (b)jarosite residue2.1.1 铅银渣洗涤扩大试验单槽处理12.8kg 铅银渣湿渣,渣含水量6.8%,先后进行7槽搅拌洗涤试验,共处理铅银渣湿渣89.6kg ,试验结果如图3(a)所示。
由图3(a)可知,锌回收率在38.91%~43.78%范围内变化,与小试时锌洗涤回收率约60%比较,扩大试验的锌洗涤回收率偏低,可能存在两个原因:1)使用的模拟萃余液初始含2 g/L 锌使得洗涤平衡后渣中水溶锌含量偏高;2)扩大试验过程铅银渣结块严重,浆化效果不好。
洗涤后渣中含约5.5% Zn ,得到溶液含锌6.5g/L 左右。
铁被洗出较少,约1.35% Fe 被洗出进入溶液,得到溶液含铁约0.8 g/L 。
2.1.2铁矾渣洗涤扩大试验单槽处理13.4kg 铁矾渣湿渣,渣含水量10.59%,先后进行3槽搅拌洗涤试验,共处理铁矾渣湿渣40.2kg ,试验结果如图3(b)所示。
洗涤液中含锌6.68~7.75g/L ,平均含锌7.09 g/L ,Fe 含量总体较低为0.3 g/L 左右。
渣平均含锌0.61%,洗涤平均回收率为89.72%。
与小试的锌洗涤回收率约80%对比差别不大,主要原因在于铁矾渣的松散型更好,不易结块,便于浆化,使洗涤试验进行的更加充分,洗涤效果理想。
2.2净化扩大试验分别对铅银渣和铁矾渣洗涤得到溶液进行了净化扩大试验,试验结果如图4所示。
铁浓度(g /L )铁去除率(%)试验编号铁浓度(g /L )铁去除率(%)试验编号F e c o n c e n t r a t i o n(g /L )R e m o v a l o f F e (%)Test No.F e c o n c e n t r a t i o n (g /L )R e m o v a l o f F e (%)Test No.图4 净化扩大试验(a )铅银渣和(b )铁矾渣洗涤液中铁去除率和铁浓度变化 Fig.4 Variation of removal of Fe and Fe concentrations during purification pilot tests of washingsolution from (a) Pb-Ag residue and (b) jarosite residue2.2.1 铅银渣洗涤液净化扩大试验与铅银渣洗涤单槽试验对应,每次洗涤试验得到的洗涤液泵入中和除铁槽进行净化除铁试验,先后进行7槽搅拌净化试验。
由图4(a)可见,以20%熟石灰乳为中和剂,控制中和终点pH 4.0~4.5,反应1h ,可以很容易地将溶液中的铁去除,铁去除率大于99.3%,同时锌损失非常少(<1%),得到溶液含铁<0.005g/L 、锌6.43 g/L ,可以满足后续的萃取试验要求。
除铁后矿浆经絮凝沉降后,将上清液抽滤留存,共获得400 L 左右的清液。
2.2.2 铁矾渣洗涤液净化扩大试验与铁矾渣洗涤单槽试验对应,先后进行3槽搅拌净化试验。
由图4(b)可见,除铁效果较好,每次试验铁去除率均在98%以上,除铁后液含铁<0.005g/L ,共获得200 L 左右的清液。
2.3萃取连续扩大试验铅银渣和铁矾渣经洗涤-净化扩大试验得到的清液按体积比7:3的比例混合后用做萃取连续扩大试验的料液。