[发明专利]重金属废物的硫化处理及其中有价金属回收的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境工程领域，涉及一种重金属废物的硫化处理及其中有价金属回收的方法。

背景技术

重金属固体废物是重金属污染环境的主要形态之一。随着有色金属的采选冶、化工等生产活动的日渐频繁，产生的重金属固体废物不论是从数量上还是从种类上都大大增加。重金属废物的排放和堆存，不仅占用了大量的土地，而且其中常含有砷、镉、汞、铅和锑等有毒重金属，对环境构成极大的污染和威胁。另一方面，我国目前矿产资源紧缺，形势严峻。铅、锌、钨、锡、锑、稀土矿资源比较丰富，但富矿多数已开发利用；铅、锌、铜等矿物大量依赖进口。重金属固体废物中含有铜、铅、锌、镉等多种有价金属，日益成为一种具有开发利用价值的二次资源。

目前，常规的回收工艺主要有湿法浸出和火法冶炼两种方法。但是，对于湿法浸出技术而言，由于重金属废渣杂质多，成分复杂，导致浸出液除杂工艺复杂，回收率低。如化学浸出、细菌浸出等可以用于废物中有价金属的回收，但由于回收效率、技术经济性以及二次污染等方面存在问题，难以进行商业应用；而火法冶炼的工艺能耗大，成本高，也难以推广应用。重金属废渣中的金属大多以氧化物、氢氧化物等简单或复杂的含氧化合物存在，利用硫化技术将重金属废渣变为人造硫化矿，然后通过浮选的方式得到硫化精矿，从而使得金属资源得以回收利用。同时该技术也兼顾重金属的稳定化处理，由于生成的硫化物溶解度小，化学性质稳定，因此硫化后的废渣可以直接进行填埋处理。

国内外采用硫化浮选回收固体废物中的有价金属技术研究尚处于起步阶段，现有技术大多采用硫化钠溶液法进行硫化处理，但是该工艺其硫化时间长，对一些重金属的硫化率较低，同时由于硫化钠成本较高，处理过程会产生硫化氢及强碱性废水等二次污染问题，阻碍了该技术的推广使用。

发明内容

本发明的目的是提供了一种重金属废物的硫化处理及其中有价金属回收的方法。该方法硫化时间短，对重金属的硫化率较高，成本低，处理过程废水污染小，且不会产生废气，没有二次污染问题。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

本发明重金属废物的硫化处理及其中有价金属回收的方法，包括以下步骤，

1)机械活化处理

重金属废物破碎至粒径不大于5mm，加入硫化剂，保证Me∶S＝1∶1.2～2，其中Me指干基重金属废物中的重金属的总物质的量，S代表硫化剂中硫单质的物质的量，所述的硫化剂包含硫磺粉末、硫磺粒、含有硫磺的工业废弃物；随后加入硫化促进剂、酸碱调节剂以及水：添加硫化促进剂量为干基重金属废物总质量的1％～10％；添加酸碱调节剂的量应保证pH值为9～12之间；添加水量应保证液固比M_水∶M_{(硫化剂+干基废物)}＝5∶1，其中M_水表示包括所加水质量和重金属废物中原有的含水质量，M_{(硫化剂+干基废渣)}表示硫化剂和干基重金属废物质量之和；然后进行湿式球磨，球料质量比10～25∶1；球磨0.5～4小时后，物料转移进入高压反应釜中；

2)水热硫化反应

将高压反应釜封闭，开始加温搅拌，搅拌速度150-250r/min，反应时间为1.5～4.5小时，温度为160～240℃，反应压力为1.8-2.2Mpa；反应结束后采用水冷或者自然冷却的方式；固液分离，固体即为含有可回收物质的人造硫化矿。

所述的重金属废物为冶金、化工，电镀行业产生的固体废弃物或半流体状物质，包括冶炼废渣、含重金属粉尘、重金属污泥及沉积物、浮选尾矿和尾砂。所述的重金属废物包括含有Zn，Pb，Cu，Cd，Cr，Hg，Ag重金属的固体废弃物，其重金属是以氧化物，氢氧化物，硫酸盐或更为复杂的含氧化合物如碳酸盐、硅酸盐、铁酸盐等形态存在。

所述的重金属废物无需烘干，但需要保证其直径不大于5mm。

所述的干基重金属废物是指除去含水量的重金属废物。

所述的湿式球磨的转速为400-600r/min。

所述的硫化促进剂包括黄铁矿、硫化钠、氢氧化钠，铁粉中的一种或几种的组合。

所述酸碱调节剂为石灰乳，调节pH值为9～12之间。