本发明属于资源循环再生及循环利用领域。
背景技术：
：铜冶炼渣是铜矿在高温冶炼提铜后排尾所得到的矿渣。根据不同工艺所得的铜渣，其各元素含量也各不相同，一般含有大量的铜、铅、锌、金、银等重金属。铜渣性质极其复杂，单是铜就以多种形式存在，且转炉渣中的大部分贵金属是与铜共生，回收铜的同时也能回收大部分贵金属，铜冶炼转炉渣作为一种重要的二次金属资源，其中含有大量的可利用资源。我国铜渣数量大，每年产出400～500万吨，其中含有50多万吨铜及相当数量的贵金属和稀有金属。常规处理方法如火法(电炉贫花法、真空贫化法等)和湿法(浮选)等均存在提炼难度大、能耗高、成本高、回收率低以及三废存在对周围环境造成二次污染的问题，导致对铜冶炼渣的处理收效甚微。近几年出现过利用铜冶炼渣代替普通砂作为建筑材料，但由于对于铜冶炼渣组成复杂以及重金属等有害元素的存在，可作为普通砂替代品的量有限，无法处理大量的铜冶炼渣。铜冶炼渣是铜矿在高温冶炼提铜后排尾所得到的矿渣。根据不同工艺所得的铜渣，其各元素含量也各不相同，一般含有大量的铜、铅、锌、金、银等重金属。铜渣性质极其复杂，单是铜就以多种形式存在，且转炉渣中的大部分贵金属是与铜共生，回收铜的同时也能回收大部分贵金属，铜冶炼转炉渣作为一种重要的二次金属资源，其中含有大量的可利用资源。我国铜渣数量大，每年产出400～500万吨，其中含有50多万吨铜及相当数量的贵金属和稀有金属。常规处理方法如火法(电炉贫花法、真空贫化法等)和湿法(浮选)等均存在提炼难度大、能耗高、成本高、回收率低以及三废存在对周围环境造成二次污染的问题，导致对铜冶炼渣的处理收效甚微。近几年出现过利用铜冶炼渣代替普通砂作为建筑材料，但由于对于铜冶炼渣组成复杂以及重金属等有害元素的存在，可作为普通砂替代品的量有限，无法处理大量的铜冶炼渣。目前处理废酸的方法有中和法、焙烧法、蒸发法和硫酸置换法。中和法虽然简单易行，但该方法消耗大量石灰同时，还造成大量废酸中的盐酸和氯化亚铁的浪费。最终所得的污泥由于没有利用价值，因此只能被废弃或者填埋，而废液中所含的Fe2+被氧化成Fe3+后使水体变为棕色，造成土壤板结，同时污泥中含有的六价铬等重金属会严重影响生态环境。因此，中和法是一种污染物转移的方法，仅适用于处理少量的酸洗废液。焙烧法是通过高温焙烧回收废酸中的盐酸，同时产生如氯化铁或氧化铁颗粒。但该方法投资高，占地面积大、设备投入高、运行成本高，土建、结构设计复杂，还包括热源、冷却水的供应。由于其如此高的投入和能耗，目前仅仅能够运用在在大型酸洗机组当中。蒸发法是在负压环境下蒸发废酸，将盐酸和水从废酸中蒸发出来，经过冷却回收盐酸。但其生产周期较长，处理量不大，而且所得浓缩母液经固液分离后需返回蒸馏，能耗(蒸汽、电等)较高，适合于钢丝、钢管及铁塔等废酸量较小的小型酸洗机组。硫酸置换法是在废酸中加入硫酸，硫酸和氯化亚铁发生置换反应，最终得到硫酸亚铁和盐酸。之后在经过负压蒸发、固液分离得到浓度较高的盐酸和硫酸亚铁晶体。但该反应是置换反应，是完全的离子间反应，因此所得酸液中同时存在盐酸和硫酸亚铁，分离难度较大。而且一旦硫酸过量，回收酸中会含有一定量的硫酸，即常常得到混酸，严重腐蚀设备。另外，由于加入了硫酸，导致成本也相应增加，也会影响效益。技术实现要素：针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供一种酸洗废酸、污泥及铜冶炼渣共生环保资源化利用的方法，本发明提出了一种新观点：共生环保。本工艺充分利用了酸洗废酸中的FeCl2、废酸以及污泥中的Fe2O3，将其转化为FeCl3作为铜冶炼渣中铜的浸出剂，再利用污泥中的NaCl、CaCl2等氯化物作为氯化剂对铜冶炼渣进行高温氯化焙烧，不仅有效的回收了铜冶炼渣中的铜、锌以及酸洗废酸中的铁等有价金属，同时也将危废制成“药”并利用于其他危废的处理，在解决了环境问题的同时也避免了工业废弃物对环境的二次污染。本发明一种酸洗废酸、污泥及铜冶炼渣共生环保资源化利用的方法，包括以下步骤：(1)将污泥按固液比(质量体积比)为1：(2～5)加入至酸洗废液中，经搅拌后制得复合浸出剂；(2)将步骤(1)所得的复合浸出剂加入到铜冶炼渣中，铜冶炼渣和酸洗废酸的固液比(质量体积比)为(1～3)：1，加水混合均匀并搅拌；(3)将步骤(2)中反应结束后所得的混合料制粒，粒径为8～12mm，生球团烘干后置于焙烧炉中，在1000～1100℃下焙烧60-90分钟，焙烧后得到氧化球团，铜冶炼渣中的铜和锌随烟气进行回收。与现有技术相比，本发明的有益效果是：首先，充分利用了酸洗废酸中的FeCl2、废酸以及污泥中的Fe2O3，将其转化为FeCl3作为铜冶炼渣中铜的浸出剂，将铜冶炼渣中的铜浸出，这样避免了后续高温氯化焙烧阶段由于铜的氯化率不足导致的铜挥发率下降。其次，污泥中含有的的NaCl、CaCl2等氯化物可以作为氯化剂对铜冶炼渣进行高温氯化焙烧，不仅有效的回收了铜冶炼渣中的铜、锌以及酸洗废酸中的铁等有价金属，同时也将危废制成“药”并利用于其他危废的处理，在解决了环境问题的同时也避免了工业废弃物对环境的二次污染。另外，污泥中含有的部分硫酸根，可以提供部分SO2和SO3，促进氯化物的分解，保证氧气和氯的分压。附图说明图1是本发明酸洗废酸、污泥及铜冶炼渣共生环保资源化利用的方法的工艺路线。具体实施方式下面将结合附图和实施例对本发明的实施方案进行详细描述。本领域技术人员将会理解，以下实施例仅为本发明的优选实施例，以便于更好地理解本发明，因而不应视为限定本发明的范围。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所用的实验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂厂商购买得到的。以下通过实施例讲述本发明的详细内容，提供实施例是为了理解的方便，绝不是限制本发明。实施例中酸洗废液的成分如表1，铜冶炼渣的成分如表2，污泥的成分如表3。表1废酸成分表成分TFeHCl含量(g/ml)0.28750.1148表2铜冶炼渣成分表成分TFeSiO2Al2O3CaOCuZn含量％51.7729.276.895.760.423.04表3污泥成分表成分TFeCr+6CaOSiO2含量％70.850.00257.155.58成分Al2O3NaClNa2SO4CaCl2含量％2.275.223.752.55实施例1：(1)将污泥按固液比(质量体积比)为1：5加入至酸洗废液中，在130转/分钟下搅拌15分钟后制得复合浸出剂；(2)将步骤(1)所得的复合浸出剂加入到铜冶炼渣中，铜冶炼渣和酸洗废酸的固液比(质量体积比)为1：1，加30ml水混合均匀并搅拌；(3)将步骤(2)中反应结束后所得的混合料制粒，生球团烘干后置于焙烧炉中，在1000℃下焙烧60分钟，焙烧后得到氧化球团，铜冶炼渣中的铜和锌随烟气进行回收。实施例1所得氧化球团经X射线荧光光谱分析，所得化验指标及挥发率为：铁：61.99％，铜0..032％、88.27％，锌0.22％、88.94％。实施例2：(1)将污泥按固液比(质量体积比)为1：5加入至酸洗废液中，在130转/分钟下搅拌15分钟后制得复合浸出剂；(2)将步骤(1)所得的复合浸出剂加入到铜冶炼渣中，铜冶炼渣和酸洗废酸的固液比(质量体积比)为3：1，加110ml水混合均匀并搅拌；(3)将步骤(2)中反应结束后所得的混合料制粒，生球团烘干后置于焙烧炉中，在1000℃下焙烧60分钟，焙烧后得到氧化球团，铜冶炼渣中的铜和锌随烟气进行回收。实施例2所得氧化球团经X射线荧光光谱分析，所得化验指标及挥发率为：铁：54.65％，铜0.046％、86.71％，锌0.323％、87.16％。实施例3：(1)将污泥按固液比(质量体积比)为1：2加入至酸洗废液中，在130转/分钟下搅拌15分钟后制得复合浸出剂；(2)将步骤(1)所得的复合浸出剂加入到铜冶炼渣中，铜冶炼渣和酸洗废酸的固液比(质量体积比)为1：1，加40ml水混合均匀并搅拌；(3)将步骤(2)中反应结束后所得的混合料制粒，生球团烘干后置于焙烧炉中，在1000℃下焙烧60分钟，焙烧后得到氧化球团，铜冶炼渣中的铜和锌随烟气进行回收。实施例3所得氧化球团经X射线荧光光谱分析，所得化验指标及挥发率为：铁：62.07％，铜0.03％、87.02％，锌0.2％、87.91％。实施例4：(1)将污泥按固液比(质量体积比)为1：2加入至酸洗废液中，在130转/分钟下搅拌15分钟后制得复合浸出剂；(2)将步骤(1)所得的复合浸出剂加入到铜冶炼渣中，铜冶炼渣和酸洗废酸的固液比(质量体积比)为3：1，加120ml水混合均匀并搅拌；(3)将步骤(2)中反应结束后所得的混合料制粒，生球团烘干后置于焙烧炉中，在1000℃下焙烧60分钟，焙烧后得到氧化球团，铜冶炼渣中的铜和锌随烟气进行回收。实施例4所得氧化球团经X射线荧光光谱分析，所得化验指标及挥发率为：铁：56.1％，铜0.037％、88.41％，锌0.25％、89.27％。实施例5：(1)将污泥按固液比(质量体积比)为1：4加入至酸洗废液中，在130转/分钟下搅拌15分钟后制得复合浸出剂；(2)将步骤(1)所得的复合浸出剂加入到铜冶炼渣中，铜冶炼渣和酸洗废酸的固液比(质量体积比)为2：1，加70ml水混合均匀并搅拌；(3)将步骤(2)中反应结束后所得的混合料制粒，生球团烘干后置于焙烧炉中，在1000℃下焙烧60分钟，焙烧后得到氧化球团，铜冶炼渣中的铜和锌随烟气进行回收。实施例5所得氧化球团经X射线荧光光谱分析，所得化验指标及挥发率为：铁：57.14％，铜0.039％、87.92％，锌0.249％、88.73％。对比例1除不添加污泥以外，其他步骤均和实验例1相同。对比例1所得氧化球团经X射线荧光光谱分析，所得化验指标及挥发率为：铁：57.22％，铜0.248％、21.04％，锌1.302％、42.71％。对比例2除焙烧温度为900℃以外，其他步骤均和实验例1相同。对比例2所得氧化球团经X射线荧光光谱分析，所得化验指标及挥发率为：铁：55.01％，铜0.234％、15.04％，锌1.344％、32.47％。尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。当前第1页1 2 3