一种从高铝含锌铝锌渣中提取铝锌的工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明公开了一种从高铝含锌铝锌渣中提取铝锌的工艺，属于冶金废渣处理技术领域。
【背景技术】
[0002]高铝含锌铝锌渣其实是指冶金废渣。冶金废渣是指冶金工业生产过程中产生的各种固体废弃物。主要是指炼铁炉中产生的高炉渣、钢渣、有色金属冶炼产生的各种有色金属渣，如钢渣、铅渣、锌渣、镍渣等；以及从铝土矿提炼氧化铝排出的赤泥以及乳钢过程中产生的少量氧化铁渣。我国早在本世纪40年代就以及感到解决冶金污染“渣害”的迫切性，基本上每炼It铁渣排出0.3?0.5t钢渣，每炼It氧化铝排出0.6?1.8t赤泥，每炼It氧化锌排出0.5?1.2t锌渣。本发明中主要讲述的是铝渣和锌渣，以往，人们把铝锌废渣而丢弃，此举不仅造成铝、锌资源浪费还会带来环境问题，因此，寻找经济有效的方法加以利用和冶理废渣，不仅可以提高铝、锌行业的经济效益，在实现资源的有效循环利用的同时，还将对实现经济、社会的可持续发展产生重要的影响。
[0003]目前对于废渣提取工艺常用的是冷弃法、热泼碎石工艺以及水淬工艺。其中冷弃法是指将废渣倒入渣罐，待其缓冷后直接运往渣场堆成渣山，以往我国多用此法，但是此法对于环境有不可避免的污染；其次的热泼碎石工艺是用吊车将渣罐中的液态废渣分层泼倒在渣床上，同时用喷水使其急冷碎裂，而后再运往渣场，但是该方法成本比较高，提取率比较低；最后的水淬工艺是指将排出的高温液态炉渣，被压力水切割击碎，加之遇水急冷收缩而破裂，在水幕中粒化，但是该方法也是存在成本高，提取率低的缺点。除此以外，各种废渣有着不同的提取方式，其中铝、锌渣目前常用的是酸浸渣法，但是在同时酸浸条件下，铝、锌会被同时浸出，不可以分别提取出来，再加碱，在碱性的条件下，则又会产生沉淀，当碱过量时，沉淀又会被溶解的这一共性，导致无法高效地分离废渣中的铝、锌。
【发明内容】
[0004]本发明主要解决的技术问题:针对目前废渣提取工艺中普遍存在提取率比较低以及提取过程中成本高、对于环境会产生污染问题，而在铝锌渣中提取铝、锌的过程中往往采用酸浸法，但是在同时酸浸的条件下，铝、锌会被同时浸出，不可以分别提取出来，如再加碱，在碱性的条件下，则又会产生沉淀，当碱过量时，沉淀又会被溶解这一共性，导致无法高效地分离废渣中的铝、锌的弊端，提供了一种从高铝含锌铝锌渣中提取铝锌的工艺，该方法是以含铝锌废渣为原料，先进行气流粉碎，过筛得废渣，之后加入硫酸和丙酮以及氧化剂使其中的铝、锌发生氧化，然后再将氧化后的废渣放入布式漏斗进行抽滤，分离得到抽滤液，随后向抽滤液中滴加氢氧化钠溶液出现沉淀，将沉淀放入马弗炉高温煅烧，得到氧化铝和氧化锌粉末，最后通过碳块作为阴阳两级，进行电解，从而得到纯铝、纯锌。该方法不仅可以使得铝锌渣中铝锌有效地分离，提取率高达88%以上，而且分离过程中成本低，不会产生任何环境污染。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
(1)取一定量的含铝锌废渣，放入气流粉碎机中进行粉碎，之后过130?150目筛，得废渣粉末；
(2)按重量份数计，取20?25份上述所制得的废渣粉末，30?50份清水放入容器中，搅拌均匀，再使用质量浓度为17%的硫酸溶液，待混合液pH值为I?2时停止加入硫酸溶液，并搅拌加热升温，转速设定为200?300r/min，升温速度为4°C /min，待温度升至50?600C，保温反应10?15min，同时加入15?25份盐酸、2?6份丙酮和4?7份氧化剂，所述的氧化剂是由过硫酸钾与质量浓度为40%双氧水，按照固液比为2: 5混合而成，之后继续加热程序升温，提高转速为250?280r/min，升温速度为5°C /min，待温度升至105?IlO0C，停止升温，并充分搅拌反应2?3h，保持pH值在1.5?2.5之间；
(3)用质量浓度为30%的过硫酸钠溶液，调节上述搅拌均匀后溶液的pH至2.8?3.2，用玻璃杯搅拌均匀后，静置2?3h，使其熟化，之后将溶液移入布式漏斗中进行抽滤，分离去除沉淀得到抽滤液；
(4)向上述得到的抽滤液中加入质量浓度为20%氨水，调节pH至3.5?4.5，之后继续滴加质量浓度为15%的氢氧化钠溶液，使其产生白色沉淀，直到白色沉淀不再增加时，停止氢氧化钠溶液滴加，之后将其移入卧式离心机中，以8000?9000r/min的转速进行离心处理，分离上清液得到沉淀物，上清液备用；
(5)将上述得到的沉淀物放入马弗炉中，以700?800°C的高温下煅烧I?2h，得到氧化锌粉末；
(6)向上述分离得到的上清液中继续加入硫酸，调节其pH至I以下，此时加入质量浓度为20%氨水，调节pH至2?3，之后继续滴加质量浓度为15%的氢氧化钠溶液，使其产生白色沉淀，直到白色沉淀不再增加时，停止氢氧化钠溶液滴加，之后过滤得到沉淀，将沉淀物移入马弗炉中以750?850°C的高温下煅烧1.5?2.5h，得到氧化铝粉末。
[0006]本发明的应用方法是:将本发明制得的氧化锌、氧化铝粉末在1000?IlOOcC下溶解在液态的冰晶石中，成为冰晶石和氧化锌的熔融体以及冰晶石和氧化铝的熔融体，之后在电解槽中，用碳块作为阴阳两级，进行电解，从而得到纯铝、纯锌。不仅操作过程中成本比较低，没有任何环境污染产生，而且可以使得铝锌渣中铝锌有效地分离，提取率高达88%以上。
[0007]本发明的有益效果是:
(1)本发明可以使得铝锌渣中铝锌有效地分离，提取率高达88%以上；
(2)铝锌分离过程中成本比较低，另外不会产生任何环境污染。
【具体实施方式】
[0008]首先取一定量的含铝锌废渣，放入气流粉碎机中进行粉碎，之后过130?150目筛，得废渣粉末；然后按重量份数计，取20?25份上述所制得的废渣粉末，30?50份清水放入容器中，搅拌均匀，再使用质量浓度为17%的硫酸溶液，待混合液pH值为I?2时停止加入硫酸溶液，并搅拌加热升温，转速设定为200?300r/min，升温速度为4°C /min,待温度升至50?60°C，保温反应10?15min，同时加入15?25份盐酸、2?6份丙酮和4?7份氧化剂，所述的氧化剂是由过硫酸钾与质量浓度为40%双氧水，按照固液比为2: 5混合而成，之后继续加热程序升温，提高转速为250?280r/min，升温速度为5°C /min,待温度升至105?110°C，停止升温，并充分搅拌反应2?3h，保持pH值在1.5?2.5之间；之后用质量浓度为30%的过硫酸钠溶液，调节上述搅拌均匀后溶液的pH至2.8?3.2，用玻璃杯搅拌均匀后，静置2?3h，使其熟化，之后将溶液移入布式漏斗中进行抽滤，分离去除沉淀得到抽滤液；随后向上述得到的抽滤液中加入质量浓度为20%氨水，调节pH至3.5?4.5，之后继续滴加质量浓度为15%的氢氧化钠溶液，使其产生白色沉淀，直到白色沉淀不再增加时，停止氢氧化钠溶液滴加，之后将其移入卧式离心机中，以8000?9000r/min的转速进行离心处理，分离上清液得到沉淀物，上清液备用；接下来将上述得到的沉淀物放入马弗炉中，以700?800°C的高温下煅烧I?2h，得到氧化锌粉末；然后向上述分离得到的上清液中继续加入硫酸，调节其PH至I以下，此时加入质量浓度为20%氨水，调节pH至2?3，之后继续滴加质量浓度为15%的氢氧化钠溶液，使其产生白色沉淀，直到白色沉淀不再增加时，停止氢氧化钠溶液滴加，之后过滤得到沉淀，将沉淀物移入马弗炉中以750?850°C的高温下煅烧1.5?2.5h，得到氧化铝粉末；最后分别使上述制得的氧化锌、氧化铝粉末在1000?I100C下溶解在液态的冰晶石中，成为冰晶石和氧化锌的熔融体以及冰晶石和氧化铝的熔融体，之后在电解槽中，用碳块作为阴阳两级，进行电解，从而得到纯铝、纯锌。
[0009]实例I
首先取一定量的含招锌废渣，放入气流粉碎机中进行粉碎，之后过130目筛，得废渣粉末；然后按重量份数计，取20份上述所制得的废渣粉末，30份清水放入容器中，搅拌均匀，再使用质量浓度为17%的硫酸溶液，待混合液pH值为I时停止加入硫酸溶液，并搅拌加热升温，转速设定为200r/min，升温速度为4°C /min，待温度升至50°C，保温反应lOmin，同时加入15份盐酸、2份丙酮和4份氧化剂，所述的氧化剂是由200g过硫酸钾与500mL质量浓度为40%双氧水，混合而成，之后继续加热程序升温，提高转速为250r/min，升温速度为50C /min,待温度升至105°C，停止升温，并充分搅拌反应2h，保持pH值在1.5之间；之后用质量浓度为30%的过硫酸钠溶液，调节上述搅拌均匀后溶液的pH至2.8，用玻璃杯搅拌均匀后，静置2h，使其熟化，之后将溶液移入布式漏斗中进行抽滤，分离去除沉淀得到抽滤液；随后向上述得到的抽滤液中加入质量浓