[发明专利]氧化锌烟灰中氟氯的脱除方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属锌冶炼过程中所产生的烟灰的回收利用方法，特别涉及一种湿法炼锌过程中所产生的氧化锌烟灰中氟氯的脱除方法。

背景技术

湿法炼锌是金属锌冶炼的常用工艺，在湿法炼锌过程中，氧化锌烟灰是其大量产生的废弃物，例如矿粉浸出渣经挥发窑挥发产出氧化锌，所产氧化锌再经脱F、Cl处理，在此过程中得到一种烟尘，即氧化锌烟灰。一般情况下，这些烟灰中含有可回收利用的有价金属，氧化锌烟灰中含锌30～40％、含铅10～20％、含镉3～8％、含铊0.2～1.2％，每吨氧化锌烟灰还含有400～1500g的铟，具有很高的回收价值。但由于氧化锌烟灰中氟氯含量一般分别在2％和3％以上，氟氯含量比较高，严重影响锌的电解，并使各有价金属综合回收更复杂，尚存在很多技术问题需解决。目前，现有技术中这些氧化锌烟灰仅采用制备硫酸锌系列产品的方法回收了其中的锌，且锌的回收率在86％以下，氧化锌烟灰等烟灰中所含镉、铅和高价值金属铟、铊未回收，造成有价金属资源的大量流失。现有技术中，本领域的技术人员曾尝试各种方法回收锌、镉、铅、铟和铊等有价金属，为消除氟氯含量较高所产生的副作用，本领域曾采用直接碱洗脱氯法，此法的氟氯脱除率均在80％以下，后续工序中的氟氯脱除处理难度仍很大，且成本相对较高，不具有工业化应用的经济可行性，锌、镉和铟的回收率分别为86％、80％和75％，铊未回收，综合回收率不高，渣中含铅为35％左右，不利于继续加工回收铅。

因此，如何将氧化锌烟灰中的氟氯脱除，为综合回收氧化锌烟灰中的锌、镉、铅、铟和铊等有价金属创造条件是有待进一步探索的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氧化锌烟灰中氟氯的脱除方法，它能使氧化锌烟灰中氟氯的脱除分别达92％和95％以上，具有工艺简单、成本低的优点，为进一步回收氢化锌烟灰中的有价金属创造条件。

本发明的技术方案是：

一种氧化锌烟灰中氟氯的脱除方法，其特征在于：它是采用Na₂CO₃和Na0H对氧化锌烟灰进行碱洗，所述的碱洗分二个阶段进行，第一段碱洗步骤中先将氧化锌烟灰与固体Na₂CO₃混合均匀后，再加入水高速搅拌，使氧化锌烟灰溶解并与Na₂CO₃反应，生成含有固体渣的氧化锌烟灰溶液，过滤得到第一段碱洗液和碱洗渣；第二段碱洗步骤是向第一段碱洗渣中加入固体Na₂CO₃，搅拌使固体Na₂CO₃溶解，然后加入NaOH调节溶液的pH值，过滤得到第二段碱洗液和碱洗渣。

作为对本发明的进一步改进，所述Na₂CO₃的加入总重量是通过计算使氧化锌烟灰中所含F、Cl与Na₂CO₃反应生成NaF和NaCl所需要的Na₂CO₃重量确定；所述的第一段碱洗中加入的Na₂CO₃为总重量的55～90％，所述的第二段碱洗中加入的Na₂CO₃为总量的10～45％。

作为对本发明的进一步改进，所述的第二段碱洗中加入的NaOH的重量按二段碱洗加入的Na₂CO₃：NaOH的重量比为1∶1～4∶1计算。

作为对本发明的进一步改进，所述的第二段碱洗所得溶液与溶液中所含渣的重量比为4∶1～6∶1，温度为70～90℃，时间为1～1.5h，所述的第二段碱洗的终点pH值为9～12。

作为对本发明的进一步改进，所述的步骤1中的第一阶段的搅拌速度为600～850r/min。

本发明的反应原理是：

ZnCl₂+Na₂CO₃＝ZnCO₃↓+2NaCl

ZnF₂+Na₂CO₃＝ZnCO₃↓+2NaF

ZnCl₂+2NaOH＝Zn(OH)₂↓+2NaCl

ZnF₂+2NaOH＝Zn(OH)₂↓+2NaF