一种从铅锌冶炼烟尘中提取Zn、In、Cd、Tl的方法
【专利摘要】本发明涉及湿法冶金【技术领域】，尤其是一种从铅锌冶炼烟尘中提取Zn、In、Cd、Tl的方法，通过碱浸、氧化酸浸、酸浸，并采用Na2S沉淀Tl+，提高了铅锌冶炼烟尘Tl的回收率，使其回收率达到了98～99％，同时，也使得In的浸出分离率达到了98.5～99.2％，Zn的浸出分离率达到了99.2～99.7％，Cd的浸出分离率达到了99.7～99.8％，并再结合对提取废液采用石灰水处理，进一步的降低了废液排放中含Tl≤1mg/L，降低了铅锌冶炼烟尘对环境的污染，降低了从铅锌冶炼烟尘中回收Zn、In、Cd、Tl成本，具有显著的经济效益和环保价值。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及湿法冶金【技术领域】，尤其是一种从铅锌冶炼烟尘中提取Zn、In、Cd、T1 的方法。 -种从铅锌冶炼烟尘中提取Zn、ln、Cd、TI的方法
【背景技术】
[0002] 铅锌冶炼烟尘是一种含有In、Zn、Cd、Tl、F、C1化学元素的物质，而对于常规的提 取铅锌冶炼烟尘中的In、Zn、Cd、Tl四种元素物质是采用碱浸，中浸、酸浸工艺流程，该工艺 流程能够较好的分离提取In、Zn、Cd和F、C1，但对T1的分离效率较差，一般只能达到40% 左右，这主要是因为T1在自然界存在ΤΓ和Tl 3+两种化合物，ΤΓ易溶于从PH值为0. 5到 ΡΗ值为14的各种溶液中；而Tl3+则在ΡΗ值为4. 8?5. 2时就已水解完全。
[0003] 因而采用热碱液浸出该烟尘时，只有F、C1和Τ1+被溶出进入碱液中，而Tl3+与In、 Zn、Cd不溶出而留在原料中，因此，热水碱浸出能分离提取部分T1，大约30?40% ;对于 In、Zn、Cd等物质也难以被浸出；而当采用含In、Zn、Cd、Tl3+的物料，在PH值5. 2?5. 4浸 出时，In和Tl3+留在浸出渣中，大部分Zn和Cd被浸出，采用传统工艺分离提取即可得到Zn 和Cd，但是对于In和T1的提取较难。
[0004] 采用中性浸出渣进行H2S04酸性浸出，剩余部分Zn、Cd和In及Tl 3+都被浸出，但，仅 采用萃取法或金属置换法是无法分离In和Tl3+，而传统的工艺就是采用电解法或碘化法， 但是当Tl 3+含量较高时将严重影响金属铟的质量，采用电解法或碘化法从金属铟中脱除Τ1 不仅损失部分铟，而且难于达到高纯铟的要求；同时，含InO. 3?0. 5%，含Τ10. 2?0. 3% 属于高含Τ1原料，采用一般工艺只能分离40?50%的Τ1，50%左右的Τ1未得到回收而影 响金属铟的质量，同时，造成废水含Τ1量高，污染环境。
[0005] 因此，本研究人员通过多年的努力与探索，对于从高Τ1含量的铅锌冶炼烟尘中提 取分离In、Zn、Cd、Τ1等化学物质提供了一种新思路。
【发明内容】
[0006] 为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种从铅锌冶炼烟尘中提 取Zn、In、Cd、T1的方法，具有T1的浸出分离率为98?99%，In的浸出分离率为98. 5? 99. 2%，Zn的浸出分离率为99. 2?99. 7%，Cd的浸出分离率为99. 7?99. 8%，进而降低 环境污染，提高产品回收率，降低生产成本，提高利润的特征。
[0007] 具体是通过以下技术方案得以实现的：
[0008] -种从铅锌冶炼烟尘中提取Zn、In、Cd、T1的方法，包括以下步骤：
[0009] (1)浆化：将原料铅锌冶炼烟尘加水在常温下浆化至液固比为3-5,获得浆化原 料；
[0010] (2)碱浸：将步骤1)的浆化原料按照升温速度为5°C/min升温至90°C后，采用 碱调节PH值为10-12的条件下，浸出2-4h，过滤获得浸出液和浸出渣；再向浸出液中滴加 Na2S，使得浸出液中的沉淀不在增加时，获得T12S精矿；
[0011] ⑶酸浸：将步骤2)获得的浸出渣采用占原料重量百分比为10%的双氧水，加入 浓度为30 %的硫酸调节溶液PH值为5. 2-5. 4,控制液固比为3-5,调节温度为88-92°C，浸 出1. 5-2. 5h，过滤获得浸出液a和浸出渣a ;浸出液a采用常规分离提取方法进行分离提 取，即可获得Zn、Cd产品；浸出渣a待用；
[0012] (4)二次酸浸：将步骤3)获得的浸出渣a采用浓度为30%的硫酸，控制液固比为 3-5,并调节PH值为2-2. 5,控制温度为88-92°C下浸出l_2h，加入与原料中T1的摩尔比为 1-2的Na2S03，再调节PH值为9?12,静置2-4h，过滤获得沉淀后液和沉淀渣，再将沉淀渣 采用浓度为30%的稀硫酸溶解，并采用常规的分离方法分离获得In、Zn、Cd产品；沉淀后液 待用；
[0013] (5)滴定：沉淀后液中滴加 Na2S，控制温度为60-70°C，滴定至沉淀后液中的沉淀 量不再增加时，获得ti2s精矿；
[0014] (6)废液处理：将步骤2)和步骤4)过滤获得T12S精矿后的废液采用氢氧化钙溶 液处理后排放，即可完成对铅锌冶炼烟尘中的Zn、In、Cd、T1的提取。
[0015] 所述的碱浸步骤加入的碱为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢铵中的一种。
[0016] 所述的碱浸步骤加入的碱的浓度为20-40%。
[0017] 所述的碱浸步骤加入的碱的浓度为30 %。
[0018] 所述的T12S精矿的品位为22?53%。
[0019] 所述的过滤获得T12S精矿后的废液采用氢氧化钙溶液处理后排放时，含 Tl < lmg/L〇
[0020] 与现有技术相比，本发明的技术效果体现在：
[0021] ①通过碱浸、氧化酸浸、酸浸，Tl3+还原中和并采用Na2S滴定T1+，提高了铅锌冶 炼烟尘T1的回收率，使其回收率达到了 98?99%，同时，也使得In的浸出分离率达到了 98. 5?99. 2%，Zn的浸出分离率达到了 99. 2?99. 7%，Cd的浸出分离率达到了 99. 7? 99. 8%，并再结合对提取废液采用石灰水处理，进一步的降低了废液排放中含Tl < lmg/L， 降低了铅锌冶炼烟尘对环境的污染，降低了从铅锌冶炼烟尘中回收Zn、In、Cd、T1成本，具 有显著的经济效益和环保价值。
[0022] ②通过各个工艺步骤的恰当调整，再结合工艺参数的恰当控制，进一步的确保了 Zn、In、Cd、T1提取率和T12S精矿的品位值，使得T12S精矿的品位值达到了 22?53%。
[0023] ③通过采用实验对比的方式，对提取过程中加入的原料进行调整，使得原料烟尘 中的Tl 3+和ΤΓ在不同阶段进行不同的氧化或还原，进而最大限度的确保了 T1的浸提回收 率能够达到98%以上，同时也确保In、Cd、Tl三种物质的浸提回收率能够达到98. 5%以上。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的 范围不仅局限于所作的描述。
[0025] 实施例1
[0026] -种从铅锌冶炼烟尘中提取Zn、In、Cd、T1的方法，包括以下步骤：
[0027] (1)浆化：将原料铅锌冶炼烟尘100kg加水在常温下浆化至液固比为3,获得浆化 原料；
[0028] (2)碱浸：将步骤1)的浆化原料按照升温速度为5°C /min升温至90°C后，采用碱 调节PH值为10的条件下，浸出2h，过滤获得浸出液和浸出渣；再向浸出液中滴加 Na2S，使 得浸出液中的沉淀不在增加时，获得T12S精矿；
[0029] (3)酸浸：将步骤2)获得的浸出渣采用占原料重量百分比为10%的双氧水，加入 浓度为30%的硫酸调节溶液PH值为5. 2,控制液固比为3,调节温度为88°C，浸出1. 5h，过 滤获得浸出液a和浸出渣a ;浸出液a采用常规分离提取方法进行分离提取，即可获得Zn、 Cd产品；浸出渣a待用；
[0030] (4)二次酸浸：将步骤3)获得的浸出渣a采用浓度为30%的硫酸，控制液固比为 3,并调节PH值为2,控制温度为88°C下浸出lh，加入与原料中T1的摩尔比为1的Na 2S03， 再调节PH值为9,静置2h，过滤获得沉淀后液和沉淀，再将沉淀采用浓度为30%的稀硫酸溶 解，并采用常规的分离方法分离获得In、Zn、Cd产品；沉淀后液待用；
[0031] (5)滴定：沉淀后液中滴加 Na2S，控制温度为60°C，滴定至沉淀后液中的沉淀量不 再增加时，获得ti2s精矿；
[0032] (6)废液处理：将步骤2)和步骤4)过滤获得T12S精矿后的废液采用氢氧化钙溶 液处理后排放，即可完成对铅锌冶炼烟尘中的Zn、In、Cd、T1的提取。
[0033] 所述的碱浸步骤加入的碱为氢氧化钠。
[0034] 所述的碱浸步骤加入的碱的浓度为20 %。
[0035] 所述的T12S精矿的品位为22%。
[0036] 所述的过滤获得T12S精矿后的废液采用氢氧化钙溶液处理后排放时，含T1为 lmg/L〇
[0037] 通过检测：T1的浸出率98%，In的浸出率98. 5%，Zn的浸出率99. 2%，Cd的浸出 率 99. 7%。
[0038] 实施例2
[0039] 一种从铅锌冶炼烟尘中提取Zn、In、Cd、T1的方法，包括以下步骤：
[0040] (1)浆化：将原料铅锌冶炼烟尘88kg加水在常温下浆化至液固比为5,获得浆化原 料；
[0041] (2)碱浸：将步骤1)的浆化原料按照升温速度为5°C /min升温至90°C后，采用碱 调节PH值为12的条件下，浸出4h，过滤获得浸出液和浸出渣；再向浸出液中滴加 Na2S，使 得浸出液中的沉淀不在增加时，获得T12S精矿；
[0042] (3)酸浸：将步骤2)获得的浸出渔采用占原料重量百分比为10 %的双氧水，加入 浓度为30%的硫酸调节溶液PH值为5. 4,控制液固比为5,调节温度为92°C，浸出2. 5h，过 滤获得浸出液a和浸出渣a ;浸出液a采用常规分离提取方法进行分离提取，即可获得Zn、 Cd产品；浸出渣a待用；
[0043] (4)二次酸浸：将步骤3)获得的浸出渣a采用浓度为30%的硫酸，控制液固比为 5,并调节PH值为2. 5,控制温度为92°C下浸出2h，加入与原料中T1的摩尔比为2的Na2S03， 再调节PH值为12,静置4h，过滤获得沉淀后液和沉淀，再将沉淀采用浓度为30%的稀硫酸 溶解，并采用常规的分离方法分离获得In、Zn、Cd产品；沉淀后液待用；
[0044] (5)滴定：沉淀后液中滴加 Na2S，控制温度为70°C，滴定至沉淀后液中的沉淀量不 再增加时，获得T12S精矿；
[0045] (6)废液处理：将步骤2)和步骤4)过滤获得T12S精矿后的废液采用氢氧化钙溶 液处理后排放，即可完成对铅锌冶炼烟尘中的Zn、In、Cd、T1的提取。
[0046] 所述的碱浸步骤加入的碱为碳酸钠。
[0047] 所述的碱浸步骤加入的碱的浓度为40 %。
[0048] 所述的T12S精矿的品位为53%。
[0049] 所述的过滤获得T12S精矿后的废液采用氢氧化钙溶液处理后排放时，含T10. 5mg/ L〇
[0050] 通过检测：T1的浸出率99%，In的浸出率99%，Zn的浸出率99. 5%，Cd的浸出率 99. 8%。
[0051] 实施例3
[0052] -种从铅锌冶炼烟尘中提取Zn、In、Cd、T1的方法，包括以下步骤：
[0053] (1)浆化：将原料铅锌冶炼烟尘72kg加水在常温下浆化至液固比为4,获得浆化原 料；
[0054] (2)碱浸：将步骤1)的浆化原料按照升温速度为5°C /min升温至90°C后，采用碱 调节PH值为11的条件下，浸出3h，过滤获得浸出液和浸出渣；再向浸出液中滴加 Na2S，使 得浸出液中的沉淀不在增加时，获得T12S精矿；
[0055] (3)酸浸：将步骤2)获得的浸出渣采用占原料重量百分比为10%的双氧水，加入 浓度为30%的硫酸调节溶液PH值为5. 3,控制液固比为4,调节温度为90°C，浸出2h，过滤 获得浸出液a和浸出渣a ;浸出液a采用常规分离提取方法进行分离提取，即可获得Zn、Cd 产品；浸出渣a待用；
[0056] (4)二次酸浸：将步骤3)获得的浸出渣a采用浓度为30%的硫酸，控制液固比为 4,并调节PH值为2. 3,控制温度为90°C下浸出1.5h，加入与原料中T1的摩尔比为1.5的 Na2S03，再调节PH值为10. 5,静置3h，过滤获得沉淀后液和沉淀，再将沉淀采用浓度为30% 的稀硫酸溶解，并采用常规的分离方法分离获得In、Zn、Cd产品；沉淀后液待用；
[0057] (5)滴定：沉淀后液中滴加 Na2S，控制温度为65°C，滴定至沉淀后液中的沉淀量不 再增加时，获得T12S精矿；
[0058] (6)废液处理：将步骤2)和步骤4)过滤获得T12S精矿后的废液采用氢氧化钙溶 液处理后排放，即可完成对铅锌冶炼烟尘中的Zn、In、Cd、T1的提取。
[0059] 所述的碱浸步骤加入的碱为碳酸氢铵。
[0060] 所述的碱浸步骤加入的碱的浓度为30 %。
[0061] 所述的T12S精矿的品位为40%。
[0062] 所述的过滤获得T12S精矿后的废液采用氢氧化钙溶液处理后排放时，含T10. 8mg/ L〇
[0063] 通过检测：T1的浸出率98. 5%，In的浸出率98. 8%，Zn的浸出率99. 7%，Cd的浸 出率 99. 75%。
[0064] 试验例：氧化剂存在环境下对Zn、In、Cd、T1的浸出影响
[0065] 对照组：采用本发明的实施例1的浸提步骤进行Zn、In、Cd、T1的浸提，并在步骤 3)中不添加双氧水。
[0066] 实验组：采用本发明的实施例1的浸提步骤进行Zn、In、Cd、T1的浸提。
【权利要求】
1. 一种从铅锌冶炼烟尘中提取Zn、In、Cd、T1的方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 浆化：将原料铅锌冶炼烟尘加水在常温下浆化至液固比为3-5,获得浆化原料； (2) 碱浸：将步骤1)的浆化原料按照升温速度为5°C /min升温至90°C后，采用碱调节 PH值为10-12的条件下，浸出2-4h，过滤获得浸出液和浸出渣；再向浸出液中滴加 Na2S，使 得浸出液中的沉淀不在增加时，获得T12S精矿； (3) 酸浸：将步骤2)获得的浸出渣采用占原料重量百分比为10%的双氧水，加入浓 度为30%的硫酸调节溶液PH值为5. 2-5. 4,控制液固比为3-5,调节温度为88-92°C，浸出 1. 5-2. 5h，过滤获得浸出液a和浸出渣a ;浸出液a采用常规分离提取方法进行分离提取， 即可获得Zn、Cd产品；浸出渣a待用； ⑷二次酸浸：将步骤3)获得的浸出渣a采用浓度为30%的硫酸，控制液固比为3-5， 并调节PH值为2-2. 5,控制温度为88-92°C下浸出l_2h，加入与原料中T1的摩尔比为1-2 的Na2S03，再调节PH值为9?12,静置2-4h，过滤获得沉淀后液和沉淀，再将沉淀采用浓度 为30%的稀硫酸溶解，并采用常规的分离方法分离获得In、Zn、Cd产品；沉淀后液待用； (5) 滴定：沉淀后液中滴加 Na2S，控制温度为60-70°C，滴定至沉淀后液中的沉淀量不 再增加时，获得T12S精矿； (6) 废液处理：将步骤2)和步骤4)过滤获得T12S精矿后的废液采用氢氧化钙溶液处 理后排放，即可完成对铅锌冶炼烟尘中的Zn、In、Cd、T1的提取。
2. 如权利要求1所述的从铅锌冶炼烟尘中提取Zn、In、Cd、T1的方法，其特征在于，所 述的碱浸步骤加入的碱为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢铵中的一种。
3. 如权利要求1所述的从铅锌冶炼烟尘中提取Zn、In、Cd、T1的方法，其特征在于，所 述的碱浸步骤加入的碱的浓度为20-40%。
4. 如权利要求1所述的从铅锌冶炼烟尘中提取Zn、In、Cd、T1的方法，其特征在于，所 述的碱浸步骤加入的碱的浓度为30%。
5. 如权利要求1所述的从铅锌冶炼烟尘中提取Zn、In、Cd、T1的方法，其特征在于，所 述的T12S精矿的品位为22?53%。
6. 如权利要求1所述的从铅锌冶炼烟尘中提取Zn、In、Cd、T1的方法，其特征在于，所 述的过滤获得T12S精矿后的废液采用氢氧化钙溶液处理后排放时，含Tl < lmg/L。
【文档编号】C22B17/00GK104060099SQ201410283073
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月23日 优先权日:2014年6月23日
【发明者】李世平 申请人:贵州顶效开发区宏达金属综合回收有限公司