[发明专利]氧压酸浸法处理锌湿法冶金净化废渣

说明书

技术领域

本发明涉及氧压酸浸溶解锌湿法冶炼过程中产生的净化渣中的重金属，特别适用于溶解回收锌湿法冶炼中产生的铜镉渣、镍钴渣，还可以应用于溶解含重金属的电子废弃物、其他重金属冶炼废渣。 

背景技术

锌湿法冶炼过程主要由矿物焙烧生产焙砂、焙砂的硫酸浸出和浸出液电积生产金属锌等几个步骤组成，由于所使用的硫化锌矿中往往伴生有其他金属如铜、镉、钴等，因此浸出液中除锌外还含有这些杂质离子，为保证以后金属锌电积过程的顺利进行，需要在电积前对浸出液进行除杂。现有的除杂方法是采用锌粉置换，置换一般分为两段，第一段置换主要是除铜镉，产生的废渣称为铜镉渣，第二段置换目的是除去微量的镍和钴，产生的废渣称为镍钴渣。置换净化产生的渣包含金属锌、铜、镉、钴、铁等金属，可以作为原料生产铜、镉、钴等金属，并回收其中的锌。 

目前在这类渣的处理方法是先用硫酸溶解，使可溶于硫酸的金属锌、镉、钴溶解进入溶液，然后通过置换沉淀等手段将其中的不同金属分离提取出来，由于金属铜不溶于稀硫酸，金属铜保留在渣中，通过火法冶炼处理。在这个过程中，锌净化渣的硫酸浸出是关键步骤，但现有的直接稀硫酸溶解法存在明显的缺点，首先由于硫酸溶解金属的过程中会产生大量氢气，氢气易燃易爆的特性使操作过程十分危险，而混在渣中的砷、锑等元素在此条件下还会生成剧毒气体砷化氢和锑化氢，严重危害工人健康，并对环境造成危害；其次由于在渣的堆存过程中部分金属铜被氧化成为氧化铜，会被硫酸溶解进入浸出液中，不但使浸出液的处理过程更加复杂，而且使渣中的金属铜含量降低，影响火法处理效率；此外由于硫酸浸出过程中，渣中的铁也会进入溶液，因此浸出液必须除铁，增加了处理步骤。 

氧压酸浸法是在高压氧气存在条件下用硫酸浸出金属废渣，由于高压氧气的氧化作用，在浸出过程中不产生氢气和其他有毒气体，并使包括金属铜在内的全部重金属被快速溶解到溶液中，而浸出液中的铁被氧化为三价铁，在加热条件下形成沉淀，容易从溶液中除去，减少后续除铁负担，形成的浸出渣中不含易溶有毒重金属元素，可以直接填埋处理。氧压酸浸锌置换渣工艺中所有金属通过湿法提取，取消了火法处理步骤，简化了流程。综上，利用氧压酸浸法处理锌湿法冶炼过程中产生的净化渣，具有处理效率高、操作费用低、简便易行、无二次污染等优点。 

在锌置换渣处理方面，国内报道较多，一般采取直接酸浸的方法，通过控制酸度进行选择性浸出，浸出过程中往往会产生剧毒砷化氢气体，有专利采用添加氧化剂的方法强化浸出(中国专利，申请号99115282.4)，但需要在操作过程中添加强氧化剂过硫酸钠，增加了操作步骤、流程较长、钴回收率低。国外目前湿法冶金渣处理方面仅有少量采用火法处理技术的设备专利(美国专利，申请号94101927.6)。在氧压处理湿法冶金废渣技术方面，有与本专利类似的用氧压法处理铜阳极泥专利(中国专利，申请号200510011022.9)，但处理废渣性质不同。 

发明内容

本发明的目的，是提供一种利用氧压酸浸法浸取锌湿法冶金净化废渣中有价重金属的工艺，该工艺具有处理效率高、操作费用低、简便易行、无二次污染等优点。 

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：将锌净化渣粉碎磨细后调浆，加入耐酸高压釜中，密闭条件下加入一定量硫酸，然后通入高压氧气或压缩空气，加热，在高压氧气和硫酸的共同作用下使废渣中的锌、铜、镉、钴等有价金属溶解，高压氧气和加热条件使渣中浸出的二价铁氧化为三价并发生水解沉淀，从浸出液中除去。 

一种氧压酸浸法处理锌湿法冶金净化废渣的工艺，其特征在于：锌湿法冶金净化废渣含有铜、锌、镉、钴和铁，难以完全溶解于稀硫酸，分为两种，一种是一段净化产生的铜镉渣，另一种是二段净化产生的镍钴渣；工艺主要由细磨调浆、加压氧化硫酸溶解两部分组成，具体步骤为：(1)细磨调浆阶段，将锌湿法冶金 净化废渣磨至-100目，并加水调浆；(2)加压氧化硫酸溶解阶段，将调浆后的锌湿法冶金净化废渣加入反应器中，加入硫酸，向反应器内充入高压氧气，提高温度，使有价金属完全溶解，铁被氧化形成沉淀，所述反应器采用耐酸高压釜，充气后最初表压为0.1-1.0MPa，温度控制在85～140℃，反应时间控制在1-3小时。 

原料浆浓度为100-400g/L，使用硫酸浓度为200-500g/L，控制最终pH为0。 

锌湿法冶金净化废渣是锌湿法冶炼过程中由锌粉置换铜镉产生的铜镉渣。 

锌湿法冶金净化废渣是锌湿法冶炼过程中由锌粉置换镍钴产生的镍钴渣。 

将步骤(2)中所充高压氧气替换为压缩空气。