专利名称：一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取方法
技术领域：
本发明涉及一种湿法炼锌砷盐净化洛中有价元素的提取方法。属于资源利用技术领域。
背景技术：
湿法炼锌ニ段除钴镍エ艺世界各国的锌冶炼厂根据各自的技术水平以及原料的具体情况而采用不同的方法，目前国内外主要采用锌粉锑盐净化法和锌粉砷盐净化法。这两种方法都能满足溶液深度浄化的要求，是目前世界上硫酸锌溶液浄化的主要方法与发展趋势。对于湿法炼锌ニ段净化渣中有价元素的提取方法，根据湿法炼锌采取的エ艺不同湿法炼锌渣中的成分也不相同，故采用的提取方法也不相同。
锌粉砷盐净化法由于成分复杂，处理难度相对较大，很多エ厂都未做处理或仅仅简单处理后回收渣中的部分金属，造成了很大的资源浪费，并且易引发环境污染。目前对砷盐净化渣的处理方式主要是送铜鼓风炉处理回收铜，其它有价金属均未进行综合回收。其中As大部分进入了烟气中，少部分进入了粗铜和渣中，目前没有很好的回收手段，因此不仅造成了烟尘回收困难，进入粗铜中的As也对铜电解造成了一定影响。Co、Ni、Pb、Zn大部分进入渣中后被废弃在自然环境中，造成严重的重金属污染和资源浪费；同时Co、Ni、Pb也有少部分进入粗铜，给电解净化带来了较大的负担。此外，以上有害杂质进入渣中，也造成了渣量増大，铜回收率下降，粗铜返回铜冶炼的过程中，铜冶炼的能耗也进ー步增加。《资源再生》2010年第9期对于锑盐除钴净化渣的处理提出了如下エ艺采用酸性浸出锌、镉、钴等有价金属使其进入溶液，同时控制铜进入渣中；浸出液经双氧水氧化除鉄、低温锌粉置换除铜后，用α -亚硝基-β -萘酚的碱性溶液进行沉钴；沉钴渣经过酸洗除杂后焙烧得到粗Co304。该法的缺点是渣中的镍及锌没有得到充分回收。《中南大学学报》2001年第32卷第4期提出了氨-硫酸铵体系处理湿法炼锌锑盐净化钴渣的エ艺。该エ艺首先用铵-氨水溶液浸出烘烤后的钴渣，再用锌粉对浸出液净化除杂并进行锌与镉、钴、铜及铜与钴的分离。在最佳技术条件下，金属浸出率(质量分数)分别为Zn 91. 18%, Cu 96. 98%, Cd 99. 38%, Co 89. 35% ;净化所得的富钴渣含 Co 3. 79%,富集比达8. 4，从这种钴渣中可直接提取钴或钴盐；而净化液可直接制取活性锌粉。但该エ艺采用铵-氨水溶液作浸出剂，操作环境较为恶劣。《锌加压浸出エ艺与装备国产化及液态铅渣直接还原专题研讨会论文集》中文献报导了砷盐净化工艺产出的钴镍渣中有价元素的火法及湿法联合提取エ艺。先对ニ段渣进行选择性浸锌，并对浸锌渣进行焙烧，使神开路，同时使铜、钴、镍等有价金属转化成易经酸浸出的氧化物。焙烧渣酸浸后，采用铁粉置換除铜使铜与钴镍分离。但该エ艺存在除铜后液中铁过高的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种エ艺设计合理、可有效提高金属的综合回收率、减少环境污染的全湿法工艺处理湿法炼锌砷盐净化渣的方法，高效回收湿法炼锌砷盐净化渣中Zn、Cu、Co、Ni并实现As的循环利用，。本发明一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取方法，包括下述步骤第一步选择性浸锌取粒度为120-200目的湿法炼锌砷盐净化渣加水搅拌浆化，控制浆料的液固比3-5:1 ;常温下，向浆料中加入硫酸浸锌，控制浸出过程pH为3-3. 5，浸出终点pH为4. 5，浸出结束后过滤,滤液为富锌液；滤洛浸锌后洛，备用；
第二步氧化浸出铅常温下，向第一步所得的浸锌后渣中加入水、硫酸，控制混合溶液的液固比=5-7 1，过程pH ( O. 5，然后，加入双氧水进行氧化浸出，浸出结束，过滤，滤洛为富铅洛，用于回收铅；滤液为除铅后液，备用；其中，硫酸加入量根据湿法炼锌砷盐净化渣中溶解可溶性金属离子所需的酸的理论用量的O. 7-1. O倍，双氧水加入量根据湿法炼锌砷盐净化渣中As氧化为As5+理论用量的I. 0-1. 4倍；第三步中和沉砷将第二步得到的除铅后液用碱和/或碱性盐调pH为3 < pH < 3. 5，控制终点pH为3. 5,实现中和沉砷；过滤,滤洛为砷酸铜洛；滤液为沉砷后液；第四步沉淀法回收钴、镍向沉砷后液中加入沉淀剂实现的钴、镍沉淀回收。本发明一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取方法，第一步中硫酸的浓度为150-200g/L。本发明一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取方法，第二步中，浸出时间为1-2小时；硫酸的质量百分浓度为98%，每IOOg浸锌后渣的硫酸用量为98-140. 4g ;双氧水质量百分浓度为30%，每IOOg浸锌后渣的双氧水用量为80-100ml。本发明一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取方法，第三步中，所述碱为NaOH，碱性盐为Na2CO30本发明一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取方法，第四步中，沉淀剂选自Na2S, NaOH、Na2CO3 中的一种。本发明一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取方法，所述砷酸铜渣用氢氧化钠进行碱性浸出，使铜和砷分别以氢氧化铜和砷酸钠的形式回收，砷酸钠返回沉砷过程循环利用；工艺条件为碱浸温度为60-80°C，浸出3-5小时，液固比=8-10 1 ;氢氧化钠添加量为理论用量的I. 5-2. O倍。本发明的机理及优点简述于下本发明由于采用上述工艺路线，充分利用了各元素及化合物在特定条件下的性质，实现了各元素的高效分离。利用全湿法流程处理湿法炼锌砷盐净化钴镍渣，采用选择性浸锌、氧化浸出铅、中和沉砷、沉淀法回收钴、镍以及碱性浸出砷、铜，实现渣中Zn、Pb、As、Cu、Co及Ni的分步回收，是一条全新的工艺路线，而且过程中无“三废”排放，是一种环境友好的处理方法，具有资源利用率高，能耗低等特点。与现有技术相比，本发明具有以下优
占-I.解决了湿法炼锌过程砷盐净化钴镍渣难处理的难题，Zn、Cu、As、Co、Ni分离效果好，回收率高2.浸出过程主要在常温常压下进行，对能源消耗少，设备要求低3.过程中将有价元素充分回收，环境污染小。4.适合处理含高Cu、As的难处理物料。综上所述，本发明工艺设计合理、充分利用各元素及化合物在特定条件下的性质，实现了各元素的高效分离，可高效回收渣中Zn、Cu、Co、Ni并实现As的循环利用，具有很高的经济效益和环保价值，提高了金属的综合回收率、减少环境污染，适合高铜、高砷及高铅物料的处理。是一条全新的工艺路线，而且过程中无“三废”排放，环境友好。适于工业化应用。
附图I为本发明的工艺流程图
具体实施例方式以下通过具体实施例，对本发明作进一步说明。实施例I采用120 目成分为 Zn 8. 69%, Co 2. 47%, Ni O. 96%, Cu 42. 34%, As 11. 65% 的新产
出砷盐净化洛提取有价元素；砷盐净化洛质量为132g。第一步选择性浸锌将砷盐净化渣常温下浆化lOmin，浆化液固比3:1 ;向浆料中加入浓度为150g/L的硫酸浸锌，搅拌转速200转/min，控制浸出过程pH为3-3. 5，浸出终点pH为4. 5，浸出结束后过滤，滤液为富锌液；滤洛浸锌后洛，备用；第二步氧化浸出铅常温下，取IOOg浸锌后渣，向其中加入水、浓度为98%的硫酸，控制混合溶液的液固比=5 过程pH ( O. 5,然后,加入双氧水进行氧化浸出60min,浸出结束,过滤,滤洛为富铅洛，用于回收铅；滤液为除铅后液，备用；其中，硫酸加入量为98g ;,双氧水加入量为80ml ；第三步中和沉砷除铅后液用NaOH调pH为3 < pH < 3. 5，在室温，搅拌速度300转/分，控制终点pH为3. 5,实现中和沉砷；过滤,滤洛为砷酸铜洛；滤液为沉砷后液；第四步沉淀法回收钴、镍向沉砷后液中加入Na2S，得到CoS、NiS ;实现的钴、镍沉淀回收。以砷酸铜渣为原料，添加NaOH进行碱浸，得到砷酸钠溶液和氢氧化铜；浸出时间3h，碱过量系数I. 5，温度60°C，液固比8:1。本实施例处理的砷盐净化渣，采用化学方法分析各元素含量，ICP分析微量元素、XRD 分析物相，Zn、Cu、Co、Ni 的回收率为91%、99%、99%、99%。实施例2 采用120 目成分为 Zn 8. 69%, Co 2. 47%, Ni O. 96%, Cu 42. 34%, As 11. 65% 的新产
出砷盐净化洛提取有价元素；砷盐净化洛质量为132g。
第一步选择性浸锌将砷盐净化渣常温下浆化lOmin，浆化液固比3:1 ;向浆料中加入浓度为150g/L的硫酸浸锌，搅拌转速200转/min，控制浸出过程pH为3-3. 5，浸出终点pH为4. 5，浸出结束后过滤，滤液为富锌液；滤洛浸锌后洛，备用；第二步氧化浸出铅常温下，，取IOOg浸锌后渣，向其中加入水、浓度为98%的硫酸，控制混合溶液的液固比=5 :1，过程pH< O. 5,然后,加入双氧水进行氧化浸出60min,浸出结束,过滤,滤洛为富铅洛，用于回收铅；滤液为除铅后液，备用；其中，硫酸加入量112g ；;双氧水加入量为90ml ；第三步中和沉砷 除铅后液用NaOH调pH为3 < pH < 3. 5，在室温，搅拌速度300转/分，控制终点pH为3. 5,实现中和沉砷；过滤,滤洛为砷酸铜洛；滤液为沉砷后液；第四步沉淀法回收钴、镍向沉砷后液中加入Na2S，得到CoS、NiS ;实现的钴、镍沉淀回收。以砷酸铜渣为原料，添加NaOH进行碱浸，得到砷酸钠溶液和氢氧化铜；浸出时间3h，碱过量系数I. 5，温度60°C，液固比8:1。本实施例处理的砷盐净化渣，采用化学方法分析各元素含量，ICP分析微量元素、XRD 分析物相，Zn、Cu、Co、Ni 的回收率为91%、99%、99%、99%。实施例3采用120 目成分为 Zn 8. 69%, Co 2. 47%, Ni O. 96%, Cu 42. 34%, As 11. 65% 的新产
出砷盐净化洛提取有价元素；砷盐净化洛质量为132g。第一步选择性浸锌将砷盐净化渣常温下浆化lOmin，浆化液固比3:1 ;向浆料中加入浓度为150g/L的硫酸浸锌，搅拌转速200转/min，控制浸出过程pH为3-3. 5，浸出终点pH为4. 5，浸出结束后过滤，滤液为富锌液；滤洛浸锌后洛，备用；第二步氧化浸出铅常温下,取IOOg浸锌后洛，向其中加入水、浓度为98%的硫酸,控制混合溶液的液固比=5 过程pH ( O. 5,然后,加入双氧水进行氧化浸出60min,浸出结束,过滤,滤洛为富铅洛，用于回收铅；滤液为除铅后液，备用；其中，硫酸加入量为140. 4g ;双氧水加入量为IOOml ；第三步中和沉砷除铅后液用NaOH调pH为3 < pH < 3. 5，在室温，搅拌速度300转/分，控制终点pH为3. 5,实现中和沉砷；过滤,滤洛为砷酸铜洛；滤液为沉砷后液；第四步沉淀法回收钴、镍向沉砷后液中加入Na2S，得到CoS、NiS ;实现的钴、镍沉淀回收。以砷酸铜渣为原料，添加NaOH进行碱浸，得到砷酸钠溶液和氢氧化铜；浸出时间3h，碱过量系数I. 5，温度60°C，液固比8:1。本实施例处理的砷盐净化渣，采用化学方法分析各元素含量，ICP分析微量元素、XRD 分析物相，Zn、Cu、Co、Ni 的回收率为91%、99%、99%、99%。
权利要求
1.一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取方法，包括下述步骤 第一步选择性浸锌 取粒度为120-200目的湿法炼锌砷盐净化渣加水搅拌浆化，控制浆料的液固比3-5:1 ;常温下，向浆料中加入硫酸浸锌，控制浸出过程pH为3-3. 5，浸出终点pH为4. 5，浸出结束后过滤，滤液为富锌液；滤洛浸锌后洛，备用； 第二步氧化浸出铅 常温下，向第一步所得的浸锌后渣中加入水、硫酸，控制混合溶液的液固比=5-7 :1，过程pH < O. 5，然后，加入双氧水进行氧化浸出，浸出结束，过滤，滤渣为富铅渣，用于回收铅；滤液为除铅后液，备用；其中，硫酸加入量根据湿法炼锌砷盐净化渣中溶解可溶性金属离子所需的酸的理论用量的O. 7-1. O倍，双氧水加入量根据湿法炼锌砷盐净化渣中As氧化为As5+理论用量的I. 0-1. 4倍； 第三步中和沉砷 将第二步得到的除铅后液用碱和/或碱性盐调pH为3 < pH < 3. 5，控制终点pH为3.5，实现中和沉砷；过滤，滤渣为砷酸铜渣；滤液为沉砷后液； 第四步沉淀法回收钴、镍 向沉砷后液中加入沉淀剂实现的钴、镍沉淀回收。
2.根据权利要求I所述的一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取方法，其特征在于第一步中，硫酸的浓度为150-200g/L。
3.根据权利要求I或2所述的一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取方法，其特征在于第二步中，浸出时间为1-2小时；硫酸的质量百分浓度为98%，每IOOg浸锌后渣的硫酸用量为98-140. 4g ;双氧水质量百分浓度为30%，每IOOg浸锌后渣的双氧水用量为80-100mlo
4.根据权利要求3所述的一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取方法，其特征在于第三步中，所述碱为NaOH,碱性盐为Na2C03。
5.根据权利要求3所述的一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取方法，其特征在于第四步中，沉淀剂选自Na2S、NaOH、Na2CO3中的一种。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取方法，其特征在于所述砷酸铜渣用氢氧化钠进行碱性浸出，使铜和砷分别以氢氧化铜和砷酸钠的形式回收，砷酸钠返回沉砷过程循环利用；工艺条件为碱浸温度为60-80°C,浸出3-5小时，液固比=8-10 1 ;氢氧化钠添加量为理论用量的I. 5-2. O倍。
全文摘要
一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取方法，是采用全湿法流程处理湿法炼锌砷盐净化渣，通过选择性浸锌，氧化浸出铅、中和沉砷、沉淀法回收钴、镍；中和沉砷得到的沉砷铜渣碱浸分离铜、砷。全湿法工艺。本发明充分利用了各元素及化合物在特定条件下的性质，实现了各元素的高效分离，可高效回收渣中Zn、Cu、Co、Ni并实现As的循环利用，具有很高的经济效益和环保价值，过程中无“三废”排放；是一种环境友好，资源利用率高，能耗低的处理方法。适合高铜、高砷及高铅物料的处理，解决了砷盐净化钴镍渣中有价金属回收困难，采用火法处理金属回收率低、环境污染等缺点。适于工业化应用。
文档编号C22B3/08GK102965499SQ201210430999
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月1日 优先权日2012年11月1日
发明者陈海清, 谭令, 温俊杰 申请人:湖南有色金属研究院