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CN105907974A - 一种从硫酸铅渣中综合回收有价金属的方法 - Google Patents

一种从硫酸铅渣中综合回收有价金属的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种从硫酸铅渣中综合回收有价金属的方法，属于湿法冶金技术领域。该方法将硫酸铅渣先于搅拌磨中加硫酸强化浸出，使其中的铜、锌、铟得到浸出进入溶液，用次氧化锌调溶液pH后用锌粉依次从溶液中置换出铜、铟，得到的富含铜、铟的渣返回铜、铟回收工序。硫酸浸出后得到的富含铅银的浸出渣加氯化钙溶液及少量盐酸再次进行浸出，使其中的铅、银得到浸出进入溶液，浸出液用金属铅板置换银得到粗银粉，银置换后液使用电积技术生产电铅。电积过程阳极产生的氯气，经NaOH吸收后产出次氯酸钠溶液。铅电积后液作为浸出剂返回铅银浸出工序。本工艺具有流程短、工序少、能耗成本低等特点，并满足清洁生产的环保要求。

Description

一种从硫酸铅渣中综合回收有价金属的方法
技术领域
本发明涉及湿法冶金技术领域，特别是指一种从硫酸铅渣中综合回收有价金属的方法。
背景技术
在湿法炼锌的锌焙砂高酸浸出过程中，与锌伴生的铅、银均富集在浸出渣中(由于该浸出渣中的主要物相为硫酸铅，故该浸出渣亦称硫酸铅渣)，通常部分未被浸出的铜、锌、铟也留在硫酸铅渣中。此类铅渣中Cu、Pb、Zn、In、Ag含量通常分别在1～10％、20～40％、1～10％、100～400g/t、100～800g/t。
采用湿法炼锌的企业几乎都会产出这种类型的铅渣，该类铅渣渣量大，除少数企业综合回收外，大部分直接堆存。硫酸铅渣直接堆存除占用大量土地资源外，堆置时还须采取严苛的防护措施，这为直接堆存增加了成本。上述硫酸铅渣铅、铟、银含量可观，同时还含有一定量的铜、锌，因此也是重要的二次资源，从中回收有价金属铜、铅、锌、铟、银具有很好的环境、经济及社会效益。
通过浮选的方法处理硫酸铅渣，铅、银的回收率低，同时低含量的铜、锌、铟不能得到回收。由于该类渣中铅含量相对较低、且铅主要为硫酸铅，故不适宜采用火法冶金方法处理，同时由于铜、锌、铟含量低且分散，火法难以回收这些金属。
相比之下，采用湿法冶金的方法处理硫酸铅渣具有清洁生产、有价金属高效提取的优势。国内外有研究人员采用氯化体系/碱性体系处理该类型铅渣。这类方法中，氯化浸出的铅通常通过结晶或沉淀形式产出，结晶法存在铅结晶率低、结晶品质不高、氯化铅用途窄的缺点，同时由于铅的结晶带走了大量氯离子，在结晶母液循环浸出时还需补充新的氯盐，沉淀法产出的氢氧化铅沉淀一般需通过火法熔炼再生产铅；碱浸浸出的铅采用硫化沉铅，得到的硫化铅只能作冶金原料。上述方法均未涉及渣中伴生金属铜、锌、铟的回收。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种从硫酸铅渣中综合回收有价金属的方法，实现从硫酸铅渣中直接提取得到高含量的金属铅、银产品并最大限度地回收铜、锌、铟等有价金属。
该方法处理对象是湿法炼锌工艺中得到的硫酸铅渣。该方法具体步骤如下：
(1)将硫酸铅渣加硫酸在搅拌磨中强化浸出，浸出完成后通过液固分离得到铜锌铟混合浸出液及富含铅银的浸出渣；
(2)用次氧化锌中和步骤(1)中所得的铜锌铟混合浸出液，然后加入锌粉进行一次置换，得到铜渣和一次置换后液，一次置换后液中继续加入锌粉，进行二次置换，得到铟渣和锌液，铜渣和铟渣送铜、铟回收系统，锌液返回锌系统；
(3)将步骤(2)中经过二次置换得到的锌液返回锌冶炼系统回收锌；
(4)以氯化钙溶液和盐酸为浸出剂浸出步骤(1)中所得的富含铅银的浸出渣，液固分离后得到含铅银的浸出液；
(5)在步骤(4)所得的浸出液中加入铅板，用铅板置换银，得到粗银粉和置换后液；
(6)采用不溶阳极电积技术在步骤(5)所得的置换后液中电积铅，得到高含量的电铅、氯气和电积后液，电积过程阳极产出的氯气，经NaOH吸收后得到次氯酸钠溶液；
(7)将步骤(6)得到的电积后液返回步骤(4)氯盐浸出铅银循环利用。
其中，步骤(1)中处理的硫酸铅渣含Cu 1～10％、Pb 20～40％、Zn 1～10％、In 100～400g/t、Ag 100～800g/t。硫酸浓度为50～200g/L，浸出所用设备为搅拌磨，浸出温度为20～95℃，浸出时间0.5～3h，浸出前液固比为1～5:1。
步骤(2)中中和反应的pH为1.0。一次置换用的锌粉用量为理论量的1.1～1.2倍，置换温度为室温；二次置换用的锌粉用量为理论量的2～3倍，置换温度为室温。
步骤(4)中氯化钙溶液浓度为100～400g/L，浸出温度为20～90℃，浸出时间为0.5～3h，浸出过程pH为1～3，浸出前液固比为5～20:1。
步骤(5)中置换用的金属铅用量为理论量1～1.5倍，置换温度为20～90℃。
步骤(6)中铅电积过程用的阳极为不溶阳极，阴极电流密度为100～300A/m2，电积温度为室温。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
(1)工艺流程简洁，所需设备少而简单，设备投入低，操作简便，技术易推广。
(2)实现了该类型渣中有价金属铜、铅、锌、铟、银的全部分离与回收。由于氯化钙浸出剂可循环使用，试剂消耗少。
(3)由于采用了湿法冶金技术，本方法具有能耗低，且满足清洁生产环保要求的优势特点。
(4)与传统的氯化体系/碱性体系比，能直接得到高含量的金属铅、银产品。
附图说明
图1为本发明的从硫酸铅渣中综合回收有价金属的方法工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种从硫酸铅渣中综合回收有价金属的方法，如图1所示，为该方法的工艺流程图，下面结合具体实施例予以说明。
实施例1
搅拌磨强化浸出：1kg硫酸铅渣(Pb 28.1％，Cu 4.1％，Zn 3.6％，In 350g/t，Ag 760g/t)，浸出剂为200g/L硫酸，浸出温度90℃，浸出时间2h，液固比2:1。铜浸出率达95％，锌浸出率达98％，铟浸出率达85％。
中和：室温(25℃)下用次氧化锌中和铜锌铟溶液pH至1.0。
一次置换：采用锌粉作置换剂，置换温度25℃，锌粉用量为理论量的1.1倍，置换1h，得到铜渣46.3g，铜含量为83.7％。
二次置换：采用锌粉作置换剂，置换温度25℃，锌粉用量为理论量的2.5倍，置换2h，得到铟渣1.4g，铟含量为21.4％。
氯盐浸出铅银：氯化钙浓度400g/L，浸出温度80℃，浸出时间1h，浸出过程pH 1.5，液固比11:1。铅浸出率达99％，银浸出率达95％。
铅板置换银：采用铅板作置换剂，置换温度70℃，金属铅用量为理论量1倍，置换3h，得到粗银粉1.4g，银含量50.3％。
铅电积：取1.2L上述银置换后液，在阴极面积0.01m2，阴极电流密度150A/m2，室温条件(25℃)下电积，电积5.35h，溶液铅浓度从25.1g/L降至1.6g/L，槽电压2.8V，得电铅28.6g，电铅含铅98.1％，电积过程电流效率90.5％，电耗800.4kwh/t。电积过程阳极产出的氯气，经NaOH吸收后产出次氯酸钠溶液。
实施例2
搅拌磨强化浸出：1kg硫酸铅渣(Pb 24.3％，Cu 5.3％，Zn 4.6％，In 310g/t，Ag 650g/t)，浸出剂为100g/L硫酸，浸出温度70℃，浸出时间2h，液固比2:1。铜浸出率达95％，锌浸出率达97％，铟浸出率达84％。
中和：室温(25℃)下用次氧化锌中和铜锌铟溶液pH至1.0。
一次置换：采用锌粉作置换剂，置换温度25℃，锌粉用量为理论量的1.15倍，置换1h，得到铜渣59.0g，铜含量为85.3％。
二次置换：采用锌粉作置换剂，置换温度25℃，锌粉用量为理论量的2.5倍，置换2h，得到铟渣1.3g，铟含量为20.2％。
氯盐浸出铅银：氯化钙浓度350g/L，浸出温度70℃，浸出时间1h，浸出过程pH 1.5，液固比10:1。铅浸出率达99％，银浸出率达94％。
铅板置换银：采用铅板作置换剂，置换温度60℃，金属铅用量为理论量1.1倍，置换3h，得到粗银粉1.2g，银含量50.9％。
铅电积：取1.2L上述银置换后液，在阴极面积0.01m2，阴极电流密度200A/m2，室温条件(25℃)下电积，电积4h，溶液铅浓度从24g/L降至0.8g/L，槽电压2.9v，得电铅28.2g，电铅含铅98.8％，电积过程电流效率90.1％，电耗832.6kwh/t。电积过程阳极产出的氯气，经NaOH吸收后产出次氯酸钠溶液。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种从硫酸铅渣中综合回收有价金属的方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将硫酸铅渣加硫酸在搅拌磨中强化浸出，浸出完成后通过液固分离得到铜锌铟混合浸出液及富含铅银的浸出渣；
(2)用次氧化锌中和步骤(1)中所得的铜锌铟混合浸出液，然后加入锌粉进行一次置换，得到铜渣和一次置换后液，一次置换后液中继续加入锌粉，进行二次置换，得到铟渣和锌液，铜渣和铟渣送铜、铟回收系统，锌液返回锌系统；
(3)将步骤(2)中经过二次置换得到的锌液返回锌冶炼系统回收锌；
(4)以氯化钙溶液和盐酸为浸出剂浸出步骤(1)中所得的富含铅银的浸出渣，液固分离后得到含铅银的浸出液；
(5)在步骤(4)所得的浸出液中加入铅板，用铅板置换银，得到粗银粉和置换后液；
(6)采用不溶阳极电积技术在步骤(5)所得的置换后液中电积铅，得到高含量的电铅、氯气和电积后液，电积过程阳极产出的氯气，经NaOH吸收后得到次氯酸钠溶液；
(7)将步骤(6)得到的电积后液返回步骤(4)氯盐浸出铅银循环利用。
2.根据权利要求1所述的从硫酸铅渣中综合回收有价金属的方法，其特征在于：所述步骤(1)中处理的硫酸铅渣含Cu 1～10％、Pb20～40％、Zn 1～10％、In 100～400g/t、Ag 100～800g/t。
3.根据权利要求1所述的从硫酸铅渣中综合回收有价金属的方法，其特征在于：所述步骤(1)中硫酸浓度为50～200g/L，浸出所用设备为搅拌磨，浸出温度为20～95℃，浸出时间0.5～3h，浸出前液固比为1～5:1。
4.根据权利要求1所述的从硫酸铅渣中综合回收有价金属的方法，其特征在于：所述步骤(2)中中和反应的pH为1.0。
5.根据权利要求1所述的从硫酸铅渣中综合回收有价金属的方法，其特征在于：所述步骤(2)中一次置换用的锌粉用量为理论量的1.1～1.2倍，置换温度为室温；二次置换用的锌粉用量为理论量的2～3倍，置换温度为室温。
6.根据权利要求1所述的从硫酸铅渣中综合回收有价金属的方法，其特征在于：所述步骤(4)中氯化钙溶液浓度为100～400g/L，浸出温度为20～90℃，浸出时间为0.5～3h，浸出过程pH为1～3，浸出前液固比为5～20:1。
7.根据权利要求1所述的从硫酸铅渣中综合回收有价金属的方法，其特征在于：所述步骤(5)中置换用的金属铅用量为理论量1～1.5倍，置换温度为20～90℃。
8.根据权利要求1所述的从硫酸铅渣中综合回收有价金属的方法，其特征在于：所述步骤(6)中铅电积过程用的阳极为不溶阳极，阴极电流密度为100～300A/m2，电积温度为室温。
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