一种从含锌电炉粉尘中选择性高效提锌并除铁的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于湿法冶金领域，特别涉及采用水热法，通过提取剂的加入一步实现从 含锌电炉粉尘中选择性高效提锌并去除铁的方法。
【背景技术】
[0002] 锌作为一种重要的有色金属在社会生活的各个领域得到了广泛应用，我国锌的生 产和消费在全世界排名第一。锌产量和消费量的增加，促使社会对锌的回收、再生和利用给 予更多的关注。但中国锌的回收、再生和利用水平却大大落后于世界先进国家的水平，造成 了资源、能源、水资源的浪费和环境污染。因此提高我国锌的回收、再生和利用水平具有重 要意义。
[0003] 另外，我国电炉粉尘产量大，2012年产量约为70-140万吨左右。随着越来越多的废 旧镀锌钢板用于电炉炼钢，致使含锌电炉粉尘的产生量越来越大，含锌电炉粉尘将会成为 回收锌的重要原料。但是，由于我国的含锌电炉粉尘锌含量较低(3-15%)，火法处理不经济 且能耗大，污染较严重。所以，湿法回收含锌电炉粉尘中的锌具有较大的优势。传统的碱浸 或氨浸虽然对锌的提取具有很好的选择性，但是这两种方法不能提取铁酸锌中的锌，导致 锌的提取效率很低（（l)H.X.Li, Y .Wang，D · Q · Cang · J · Cent · South Uni v · Technol ·，17 (2010)967-971.(2)S.Amer,J.M.Figueiredo,A. Luis .Hydrometallurgy,37(1995)323-337.)。虽然酸浸法能够高效(一般>85%)浸出含锌电炉粉尘中的锌，但是其选择性很差，其 他的金属元素(Mn，Pb，Fe，Ca，等），尤其是Fe，和锌一起进入浸出液(F · Kukurugya，Vindt， T.Havlik.Hydrometallurgy 154(2015)20-32.)，导致后续浸出液的净化工序相当复杂，从 而使得浸出液中的锌有较大的损失。因此，如何高效提取含锌电炉粉尘中的锌同时降低铁 的浸出是困扰冶金工作者的最大难题，关于这方面的研究报道很少。
【发明内容】
：
[0004] 本发明通过水热法，把均匀混合的两种固体反应物（水洗干燥后的含锌电炉粉尘 和十二水合硫酸铁铵)放入密闭反应釜中进行水热反应。待反应完全后，向得到的固液混合 物加入适量水搅拌，固液分离，得到含锌浸出液和含铁浸出渣。该方法简化了传统湿法提锌 工艺中浸出液的净化与分离复杂处理工艺，一步实现高效提锌并除铁的目的。
[0005] -种从含锌电炉粉尘中选择性高效提锌并除铁的方法，其特征在通过提取剂的加 入，可以达到一步实现高效提锌且除铁的目的，简化了浸出液的净化与分离工艺。具体步骤 为：
[0006] (1)将含锌电炉粉尘与水按照固液比l:10(Kg · I/1)混合后置于容器中，在室温下 搅拌10-12h，然后进行固液分离，得到水洗含锌电炉粉尘。将此水洗后的含锌电炉粉尘在烘 箱中 90-105°C 干燥 20-24h。
[0007] (2)将提取剂与步骤（1)中干燥后的水洗含锌电炉粉尘按照质量比7:2-7:4(Kg· Kg^1)混合均匀后，放入反应釜中，于220°C条件下水热反应10_12h。待冷却到室温后，加入一 定体积的水进行固液分离，得到含锌浸出液和含铁浸出渣。
[0008] 其中步骤（1)中含锌电炉粉尘中锌的主要存在状态为ZnO及ZnFe2〇4等不溶于水的 物质。
[0009] 步骤(2)中的提取剂是固体十二水合硫酸铁铵(NH4Fe(S〇4)2 · 12H20)。
[0010] 本发明可以一步实现高效提锌且除铁的目的，锌的浸出率高达93%以上，铁的浸 出率低于2%，约98%铁存在浸出渣中。
[0011] 本发明采用条件温和的水热法，通过采用合适的提取剂，可以达到一步高效提锌 并除铁的目的，简化了浸出液的净化，且含铁的浸出渣易于离心分离，为锌的选择性高效提 取提供新的思路。
[0012] 本发明从含锌电炉粉尘中提锌，不但有助于缓解锌矿资源的过度开采，增加再生 锌的生产途径，最重要的是本发明能够从含锌较低的电炉粉尘中选择性高效提取锌，使得 后续对浸出液的净化变得简单。该方法不但工艺流程简单，也能够高效的提取电炉粉尘中 的锌并同时降低铁的浸出。
【附图说明】：
[0013] 图1:从含锌电炉粉尘中提取锌的工艺流程图，
[0014] 图2:含锌电炉粉尘(a)和水洗后的含锌电炉粉尘(b)的XRD图。
【具体实施方式】：
[0015] 1.原料选取
[0016] 原料为含锌电炉粉尘，其化学分析结果如表1所示，物相如图2所示：
[0017]表1:含锌电炉粉尘的化学成分(wt. % )
[0018]
[0020] 1 #、2#分别表示含锌电炉粉尘、水洗后的含锌电炉粉尘
[0021] 2.提取步骤:见图1
[0022] 2.1实施实例1
[0023] (1)将含锌电炉粉尘与水按照固液比liHKg·!!!!/1)混合，在室温下搅拌12h，然后 进行固液分离得到水洗含锌电炉粉尘。将此水洗后的含锌电炉粉尘在烘箱中1 〇 〇 °c干燥 20h〇
[0024] (2)将十二水合硫酸铁铵与步骤（1)中洗涤干燥后的含锌电炉粉尘按照质量比7:3 (g · g^1)均匀混合后，放入反应釜中，并于220°C条件下水热反应10h。待冷却到室温后，加入 80mL的水进行固液分离，得到含锌浸出液和含铁浸出渣。
[0025] 2.2实施实例2
[0026] (1)将含锌电炉粉尘与水按照固液比kHKg·!!!!/1)混合，在室温下搅拌10h，然后 进行固液分离。得到水洗的含锌电炉粉尘，然后将此含锌电炉粉尘在105°c烘箱中干燥20h。
[0027] (2)将十二水合硫酸铁铵与步骤（1)中干燥后水洗含锌电炉粉尘按照质量比7: 3 (g · g<)均匀混合后，放入反应釜中，并于220°C条件下水热反应12h。待冷却到室温后，加入 80mL的水进行固液分离，得到含锌浸出液和含铁浸出渣。
[0028] 2.3实施实例3
[0029] (1)将含锌电炉粉尘与水按照液固比kHKg·!!!!/1)混合，在室温下搅拌llh，然后 进行固液分离。得到水洗含锌电炉粉尘。将此水洗后的含锌电炉粉尘在1 〇〇°c烘箱中干燥 Mlo
[0030] (2)将十二水合硫酸铁铵与步骤（1)中洗涤干燥后的含锌电炉粉尘按照质量比7:4 (g · g<)均匀混合后，放入反应釜中，并于220°C条件下水热反应12h。待冷却到室温后，加入 100mL的水进行固液分离，得到含锌浸出液和含铁浸出渣。
[0031] 具体实验结果
[0032] 在上述实验条件下，锌的浸出率均较高（>93%)，而铁的浸出率均较低（〈2%)，即 几乎所有的铁都留在渣中。进一步证实本发明对锌的提取具有很高的选择性，为后续对浸 出液的净化分离创造了有利条件。
【主权项】
1. 一种从含锌电炉粉尘中选择性高效提锌并除铁的方法，其特征在于具体工艺步骤 为： (1) 将含锌电炉粉尘与水按照固液比1:l〇(Kg·I/1)混合后置于容器中，在室温下搅拌 10-12h后，进行固液分离，得到水洗含锌电炉粉尘;将此水洗后的含锌电炉粉尘在烘箱中 90-105°C干燥 20-24h; (2) 将提取剂与步骤（1)中干燥后的水洗含锌电炉粉尘按照质量比7:2-7:4(Kg·Kg^1) 混合均匀后，放入反应釜中，于220°C条件下水热反应10_12h;待冷却到室温后，加入一定体 积的水进行固液分离，得到含锌浸出液和含铁浸出渣。2. 如权利要求1所述的一种从含锌电炉粉尘中选择性高效提锌并除铁的方法，其特征 在于步骤(1)中含锌电炉粉尘中锌的主要存在状态为ZnO及ZnFe2〇4不溶于水的物质。3.如权利要求1所述的一种从含锌电炉粉尘中选择性高效提锌并除铁的方法，其特征 在于步骤(2)中的提取剂是固体十二水合硫酸铁铵(NH4Fe(S〇4)2 ·12H20)。4. 如权利要求1所述的一种从含锌电炉粉尘中选择性高效提锌并除铁的新方法，其特 征在于可以一步实现高效提锌且除铁的目的，锌的浸出率达到93%以上，铁的浸出率低于 2%，98%铁存在浸出渣中。
【专利摘要】本发明公布了一种以含锌电炉粉尘为原料，选择性高效提锌同时去除铁的方法，属于湿法冶金领域。其原料是含锌电炉粉尘，提取剂是十二水合硫酸铁铵(NH4Fe(SO4)2·12H2O)，提取步骤是：含锌电炉粉尘先经水洗、干燥，然后与十二水合硫酸铁铵按照一定的质量比混合均匀，然后置于密闭反应釜中，于一定温度下水热反应一定时间后，取出反应产物置于离心器中并加入适量的水，经搅拌后固液分离，得到含锌浸出液和含铁浸出渣。本发明工艺简单，可以一步实现高效提锌且除铁的目的，锌的浸出率高达93％以上，铁的浸出率低于2％，大部分铁留在浸出渣中；固液分离过程容易进行。本发明可以选择性高效提取含锌电炉粉尘中的锌，易于操作，是从含锌电炉粉尘中选择性高效提锌的新方法。
【IPC分类】C22B19/20, C22B19/30, C22B7/02
【公开号】CN105483395
【申请号】CN201610035225
【发明人】郭敏, 王会刚, 张梅, 高建明, 贾楠楠
【申请人】北京科技大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月19日