[發明專利]一種頂吹熔煉爐煉鉛煙塵鎘濕法開路的方法

在審

• 申請號: 201510315295.6
• 申請日: 2015-06-10
• 公開（公告）號: CN104846205A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: 王帆;焦志良;錢萬德;余毅;王軍會;王玻;陳茂;陳在平;甫耀富;楊樹泉;陸占清;朱成海;趙紅梅
• 申請（專利權）人: 云南馳宏鋅鍺股份有限公司
• 主分類號: C22B7/02
• 分類號: C22B7/02;C22B17/00;C22B13/00
• 代理公司: 北京名華博信知識產權代理有限公司 11453
• 代理人: 李中強

技術領域

本發明涉及危廢物有效處置的技術領域，更具體的說，是涉及一種從鉛行業頂吹熔煉爐系統煙塵中回收鎘的方法。

背景技術

鎘是國民經濟所需的重要有色金屬之一，也是一種劇毒物質，主要賦存于銅、鉛、鋅礦石中。鎘在浮選時主要進入精礦，在冶煉、焙燒時主要富集于煙塵或爐渣中。

在鉛冶煉過程中，原料中80～90％的鎘富集在熔煉的煙塵中，處理方法主要有：(1)作為提鎘原料在弱氧化氣氛中和SiO₂溶劑一起熔煉揮發鎘，得到的煙塵用硫酸直接浸出回收鎘；(2)將煙塵和濃硫酸混合冷制粒，通過硫酸化沸騰焙燒得到硫酸鎘，再通過浸出回收鎘；(3)通過萃取法和吸附法處理含鎘鉛煙塵。這些方法均能達到煙塵中鎘開路的目的，但能耗和成本相對較高。在頂吹熔煉爐熔煉過程中，由于得到的煙塵含有大量的鉛，且鉛主要以PbO和PbSO₄形式存在，因此煙塵一般返回配料使用，鎘未曾開路，在系統中不斷富集，惡性循環。當煙塵含鎘在20％以上時將對熔煉造成一定影響，生產過程環保壓力大。

近年來，各鉛鋅冶煉企業處理的含鎘高的原料不斷增加，隨原料進入生產系統的鎘量也不斷增加，鎘的開路成了各鉛冶煉企業的一塊“心病”。因此，迫切需要一種方法對鉛冶煉頂吹熔煉爐含鎘煙塵進行處理。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明旨在解決長期以來鉛冶煉系統鎘金屬無開路的問題，開發出一種成本低、環保、有效的頂吹熔煉爐煉鉛煙塵鎘濕法開路的方法，處理后溶液能全部回用于鉛鋅冶煉流程中，不產生二次污染。

為了達到上述目的，本發明提出如下技術方案：

一種頂吹熔煉爐煉鉛煙塵鎘濕法開路的方法，包括下列各步驟：

(1)中浸：按固液比1:3～5向酸性溶液中加入頂吹熔煉爐煉鉛煙塵，然后加入氧化劑和高鐵溶液，在中速攪拌強度，溫度50～70℃下進行鎘的浸出；向料漿中繼續加入堿液中和，調pH至5.0～5.2，反應3h，然后進行自然沉降得到中上清(Cd：15～25g/L，As<5mg/L)和底流；

(2)置換：將步驟(1)的中上清倒出，向中上清中加入鋅粉置換鎘，過濾得到海綿鎘和置換后液；

(3)酸浸：將步驟(2)置換后液返到步驟(1)的底流中，補入硫酸到終點pH，控制溫度60～75℃，反應時間2h，液固分離得到酸浸液和渣，其中，渣搭配鉛精礦進鉛熔煉系統處理，酸浸液返回中浸。

所述步驟(1)中所取酸性浸出液可以為酸性浸出酸上清返回液、稀硫酸溶液；氧化劑可以為高錳酸鉀、錳粉、空氣中的一種或幾種；高鐵溶液為含三價鐵離子溶液，如硫酸鐵溶液，按Fe/As＝2～3:1加入高鐵溶液；堿液可以為NaOH溶液、石灰乳等。

本發明中，步驟(1)中性浸出過程中，通過加入氧化劑，可使煙塵中低價As氧化成高價As，從而大大降低脫砷難度，大大降低該工藝的Fe/As比，終點時，Fe³⁺水解沉淀，吸附砷等雜質進入渣中。經多次試驗，Fe/As只需控制在2～3，就可將中上清含As控制在5mg/L以內，大大降低了高鐵耗量，且渣量小。

本發明中，步驟(3)酸性浸出目的是盡量降低渣中Cd含量(目標：Cd＜2％)，入渣的As在此步有極少部分(浸出率＜5％)被浸出，使酸浸液返回中浸，不會造成As的富集，整個工藝流程的安全性可得到保證。

本發明中，在步驟(2)鋅粉置換沉鎘過程中，加入醋酸鉛沉Tl，將Tl沉入海綿鎘中，多組試驗證明：均能將溶液中的Tl脫除到0.8mg/L以下，從而避免流程溶液中Tl的富集。

本發明中的技術方案可根據生產需要改兩段浸出為一段浸出，即只保留中浸步驟，也可達到鎘濕法開路目的。

本發明的有益效果是：

(1)通過選擇合理的工藝流程，可實現頂吹熔煉爐煙塵中鎘與砷的有效分離，實現頂吹熔煉爐煙塵的鎘濕法開路；

(2)該流程工序少、流程短，實現溶液閉路循環，只產生一次渣，無中間渣料需另行處理；

(3)該流程通過浸出過程中氧化砷，可大大降低沉砷難度，降低沉砷過程中的Fe/As比，減少高鐵的補入量，降低渣量；

(4)該流程工藝短，所需設備少，不需對現行工藝做大的改動，即可實現；

(5)該流程耗酸少，即不改變煙塵中主體金屬的物相，便于后續處理。

(6)流程靈活，可根據生產需要改兩段浸出為一段浸出。

附圖說明

圖1為本發明方法的工藝流程圖；

具體實施方式