專利名稱：鋅冶煉凈化產(chǎn)鎳鈷渣鋅鈷分離新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬冶煉綜合回收利用領(lǐng)域，具體地說涉及一種對濕法煉鋅凈化工序 中產(chǎn)生的鎳鈷渣的綜合回收利用的工藝技術(shù)。
背景技術(shù)：
濕法煉鋅流程為鋅精礦焙燒，產(chǎn)生的焙砂浸出鋅，鋅浸出液凈化除雜，鋅凈化液電 積沉鋅。鋅浸出液凈化除雜工序會產(chǎn)生一種含鋅、鈷、鎘等金屬的渣料，俗稱鎳鈷渣。目前濕法鋅冶煉企業(yè)對產(chǎn)生的鎳鈷渣只進行簡單酸洗，專業(yè)術(shù)語選擇性浸出。由 于鎳鈷渣中的鈷、鎘等金屬也容易被酸溶解，因此，酸洗只能加少量的酸，將鎳鈷渣中的金 屬鋅浸出一小部分，回收其中一小部分鋅，酸洗渣則堆存或低價出售，出售部分大部分被 規(guī)模小的鋅鹽制備企業(yè)收購，由于規(guī)模小，環(huán)保設(shè)施不齊全，在處理鎳鈷渣時對環(huán)境造成 嚴重污染(近幾年鎘污染事件都與這種渣轉(zhuǎn)移處理有密切關(guān)系，如湖南湘潭、廣東韶關(guān))。 有專利采用加壓氧化酸浸法浸取鋅濕法冶金凈化廢渣中有價重金屬(中國專利，申請?zhí)?200810103261. 0)，該技術(shù)只是對凈化廢渣中有價金屬的浸出研究，但沒有提出鎳鈷渣浸出 后溶液中鋅、鈷、鎘的分離技術(shù)，鎘采用鋅粉置換容易從浸出液中置換出來，鈷則不容易被 鋅粉置換出來，需要消耗大量的鋅粉，同時該技術(shù)未見工業(yè)化應用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種鋅冶煉凈化產(chǎn)鎳鈷渣鋅鈷分離 新工藝，該工藝用鈷活化無機聚凝法把鈷從鎳鈷渣浸出液中分離出來并使鈷富集，使鈷得 到回收，除鈷后的浸出液采用常規(guī)的鋅粉置換法將鎘除去得到海綿金屬鎘，送入鋅冶煉銅 鎘處理工序回收金屬鎘，除鈷除鎘后的浸出液返回鋅冶煉主系統(tǒng)中的浸出工序加以回收， 這樣鎳鈷渣中的鋅、鈷、鎘等金屬得到綜合回收。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為一種鋅冶煉凈化產(chǎn)鎳鈷渣鋅鈷分離 新工藝，其特征是步驟為(1) 一段浸出將鎳鈷渣用水漿化后加入到浸出槽中，然后加入硫酸，攪拌，反應 液硫酸起始濃度控制在110 135g/L，反應液質(zhì)量液固比為3 4比1，加熱溫度70 80°C，反應時間1 2小時，然后過濾，得到一段浸出液和一段浸出渣；(2) 二段浸出將一段浸出渣用水漿化后加入到浸出槽中，然后加入硫酸，攪拌， 反應液硫酸起始濃度控制在190 200g/L，反應液質(zhì)量液固比為3 4比1，加熱溫度70 80°C，反應時間1 2小時，然后過濾，得到二段浸出液和二段浸出渣，二段浸出液返回到下 一批次的一段浸出工序；(3)活化無機聚凝除鈷將一段浸出液送到除鈷槽，加熱到70 95°C，然后加入 鈷活化劑與無機聚凝劑，鈷活化劑與無機聚凝劑同時分批加入，鈷活化劑加入量按每噸鎳 鈷渣加入40 60公斤，無機聚凝劑加入量按每噸鎳鈷渣加入30 50公斤，分3 6次加 完，每次間隔13-20分鐘，反應2 4小時，然后過濾，得到除鈷后液和高鈷渣。
所述的鋅冶煉凈化產(chǎn)鎳鈷渣鋅鈷分離新工藝，還包括步驟(4)置換除鎘將除鈷 后液送到除鎘槽，控制起始酸度為PH4. 0，溫度40 50°C，加入鋅粉，鋅粉加入量為溶液中 鎘的理論量的1. 1 1. 2倍，反應0. 5 1小時，然后過濾，得到海綿金屬鎘和除鈷除鎘后 液，海綿金屬鎘可以送鎘回收系統(tǒng)，除鈷除鎘后液可送鋅系統(tǒng)。所述的活化劑按重量百分比由下列組分組成ZnO 25 38%Na202 21 45%Na2S04 25 42%活化劑采用一般方法均勻混合而成。所述的無機聚凝劑，按重量百分比由下列組分組成ZnC03 2Zn (OH) 2 H20 40 70 %NaOH30 60%無機聚凝劑采用一般方法均勻混合而成。本發(fā)明的原理是是用硫酸浸出鎳鈷渣，使有價金屬溶解在溶液中，壓濾得到含有 Zn、Co、Cd等的濾液，采用鈷離子活化劑將鈷活化，然后加入無機聚凝劑將鈷從溶液中除去， 壓濾得到高鈷渣和含Zn、Cd的濾液，再用鋅粉置換將鎘沉淀，壓濾得到海綿金屬鎘和含鋅 濾液，將凈化后的含鋅溶液返回到濕法煉鋅系統(tǒng)回收鋅。主要化學方程式如下Zn+H2S04 = ZnS04+H2 個Co+H2S04 = COS04+H2 個Cd+H2S04 = CdS04+H2 個
H20 ^ H++0H"Co3++30r = Co (OH) 3 ICd2++Zn = Zn2++Cd I本發(fā)明的有益效果是綜合回收了鎳鈷渣中的鋅、鈷、鎘等金屬，過程中產(chǎn)生的二 段浸出渣主要成分為鉛，可銷售到鉛冶煉廠作為煉鉛原料搭配使用；高鈷渣中鈷含量大于 8%，可作為制取鈷的原料；高鎘渣中鎘含量大于40%，送到鎘工段制取鎘。由于作為鋅冶 煉主系統(tǒng)的輔助系統(tǒng)，過程中不產(chǎn)生廢水廢氣及需要長期堆存的廢渣，消除了鋅行業(yè)內(nèi)對 該渣長期堆存對環(huán)境污染的影響以及不定期外賣轉(zhuǎn)移鎘等重金屬污染物的風險，實現(xiàn)了該 渣循環(huán)利用閉路運行，達到清潔生產(chǎn)要求，解決了行業(yè)難題。


圖1是本發(fā)明流程圖
具體實施例方式以下對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限 定本發(fā)明的范圍。實施例1 見圖1，一種鋅冶煉凈化產(chǎn)鎳鈷渣鋅鈷分離新工藝，步驟為
(1) 一段浸出將鎳鈷渣用水漿化后加入到浸出槽中，浸出槽設(shè)置自然排風管，然 后加入硫酸，反應液硫酸起始濃度控制在120 130g/L，反應液質(zhì)量液固比為3/1，攪拌，加 熱溫度70 75°C，反應時間110分鐘，然后過濾，得到一段浸出液和一段浸出渣；(2) 二段浸出將一段浸出渣用水漿化后加入到浸出槽中，浸出槽設(shè)置自然排風 管，然后加入硫酸，反應液硫酸起始濃度控制在195 200g/L，反應液質(zhì)量液固比為3/1，攪 拌，加熱溫度70 75°C，反應時間110分鐘，然后過濾，得到二段浸出液和二段浸出渣，二段 浸出液返回到下一批次的一段浸出工序；(3)活化無機聚凝除鈷將一段浸出液送到除鈷槽，加熱到75 85°C，然后加入鈷 活化劑與無機聚凝劑，鈷活化劑與無機聚凝劑同時分批加入，每噸鎳鈷渣加入活化劑50公 斤，每噸鎳鈷渣加入無機聚凝劑40公斤，4次加完，每次間隔18分鐘，反應3. 5小時，然后過 濾，得到除鈷后液和高鈷渣。所述的活化劑，按重量百分比由下列組分組成ZnO 25%Na202 45%Na2S04 30%活化劑采用一般方法均勻混合而成。所述的無機聚凝劑，按重量百分比由下列組分組成ZnC03 2Zn (OH) 2 H20 45%NaOH55%無機聚凝劑采用一般方法均勻混合而成。實施例2 見圖1，一種鋅冶煉凈化產(chǎn)鎳鈷渣鋅鈷分離新工藝，步驟為(1) 一段浸出將鎳鈷渣用水漿化后加入到浸出槽中，浸出槽設(shè)置自然排風管，然 后加入硫酸，反應液硫酸起始濃度控制在130 135g/L，反應液質(zhì)量液固比為4/1，攪拌，加 熱溫度75 80°C，反應時間90分鐘，然后過濾，得到一段浸出液和一段浸出渣；(2) 二段浸出將一段浸出渣用水漿化后加入到浸出槽中，浸出槽設(shè)置自然排風 管，然后加入硫酸，反應液硫酸起始濃度控制在195 200g/L，反應液質(zhì)量液固比為4/1，攪 拌，加熱溫度70 80°C，反應時間90分鐘，然后過濾，得到二段浸出液和二段浸出渣，二段 浸出液返回到下一批次的一段浸出工序；(3)活化無機聚凝除鈷將一段浸出液送到除鈷槽，加熱到80 90°C，然后加入鈷 活化劑與無機聚凝劑，鈷活化劑與無機聚凝劑同時分批加入，每噸鎳鈷渣加入活化劑55公 斤，每噸鎳鈷渣加入無機聚凝劑45公斤，5次加完，每次間隔15分鐘，反應3小時，然后過 濾，得到除鈷后液和高鈷渣；(4)置換除鎘將除鈷后液送到除鎘槽，控制起始酸度為pH4. 0，溫度40 50°C， 加入鋅粉，鋅粉加入量為溶液中鎘的理論量的1. 1倍，反應1小時，然后過濾，得到海綿金屬 鎘和除鈷除鎘后液，除鈷除鎘后液主要成份為硫酸鋅，海綿金屬鎘可以送鎘回收系統(tǒng)，除鈷 除鎘后液可送鋅系統(tǒng)。所述的活化劑，按重量百分比由下列組分組成ZnO 35%Na202 40%
Na2S04 25%活化劑采用一般方法均勻混合而成。所述的無機聚凝劑，按重量百分比由下列組分組成ZnC03 2Zn(OH)2 H20 55%NaOH45%無機聚凝劑采用一般方法均勻混合而成。實施例3 見圖1，步驟同實施例2，只是所述的活化劑按重量百分比由下列組分組 成ZnO 33%, Na202 32%, Na2S04 35%。所述的無機聚凝劑按重量百分比由下列組分組成ZnC03 2Zn(0H)2 H2060%, NaOH 40%。實施例4 步驟同實施例2，只是所述的活化劑按重量百分比由下列組分組成ZnO 30%, Na202 35%, Na2S04 35%。所述的無機聚凝劑按重量百分比由下列組分組成ZnC03 2Zn(0H)2 H2065%, NaOH 35%。實施例5 步驟同實施例2，只是所述的活化劑按重量百分比由下列組分組成Zn0 38%, Na202 22%, Na2S04 40%。所述的無機聚凝劑按重量百分比由下列組分組成ZnC03 2Zn(0H)2 H20 70%, NaOH 30%。實施例6 步驟同實施例2，只是所述的活化劑按重量百分比由下列組分組成Zn0 37%, Na202 21 %, Na2S04 42%。所述的無機聚凝劑按重量百分比由下列組分組成ZnC03 2Zn(0H)2 H2040%, NaOH 60%。實施例7:甘肅建新寶徽集團鋅冶煉系統(tǒng)，該廠鎳鈷渣成分為Zn 52%, Co 0. 43%,Cd 2. 58%,Ni 0. 05%，每年約產(chǎn)生2100t鎳鈷渣。按照實施例2的步驟處理后，得 到的除鈷除鎘后液含鋅130 150g/L，Co ( 10mg/L,Cd ( 10mg/L，該溶液返回鋅冶煉主系 統(tǒng)中浸出車間的混合液罐，高鈷渣含鈷8 10%，海綿金屬鎘含鎘40%。鎳鈷渣中鋅回收率92%。鎳鈷渣的綜合回收每年為企業(yè)多產(chǎn)了 1000噸電鋅，回收 含鈷金屬量9噸，回收金屬鎘51噸，每年為企業(yè)增加利潤600多萬元。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種鋅冶煉凈化產(chǎn)鎳鈷渣鋅鈷分離新工藝，其特征是步驟為(1)一段浸出將鎳鈷渣用水漿化后加入到浸出槽中，然后加入硫酸，攪拌，反應液硫酸起始濃度控制在110～135g/L，反應液質(zhì)量液固比為3～4比1，加熱溫度70～80℃，反應時間1～2小時，然后過濾，得到一段浸出液和一段浸出渣；(2)二段浸出將一段浸出渣用水漿化后加入到浸出槽中，然后加入硫酸，攪拌，反應液硫酸起始濃度控制在190～200g/L，反應液質(zhì)量液固比為3～4比1，加熱溫度70～80℃，反應時間1～2小時，然后過濾，得到二段浸出液和二段浸出渣，二段浸出液返回到下一批次的一段浸出工序；(3)活化無機聚凝除鈷將一段浸出液送到除鈷槽，加熱到70～95℃，然后加入鈷活化劑與無機聚凝劑，鈷活化劑與無機聚凝劑同時分批加入，鈷活化劑加入量按每噸鎳鈷渣加入40～60公斤，無機聚凝劑加入量按每噸鎳鈷渣加入30～50公斤，分3～6次加完，每次間隔13 20分鐘，反應2～4小時，然后過濾，得到除鈷后液和高鈷渣。
2.如權(quán)利要求1所述的鋅冶煉凈化產(chǎn)鎳鈷渣鋅鈷分離新工藝，其特征在于還包括步驟 (4)置換除鎘將除鈷后液送到除鎘槽，控制起始酸度為pH4. 0，溫度40 50°C，加入鋅粉， 鋅粉加入量為溶液中鎘的理論量的1. 1 1. 2倍，反應0. 5 1小時，然后過濾，得到海綿 金屬鎘和除鈷除鎘后液，海綿金屬鎘可以送鎘回收系統(tǒng)，除鈷除鎘后液可送鋅系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求1所述的鋅冶煉凈化產(chǎn)鎳鈷渣鋅鈷分離新工藝，其特征在于所述的活化 劑按重量百分比由下列組分組成ZnO25 ‘ 38%Na2O221 )45%Na2SO425 ‘ 42%。
4.如權(quán)利要求1所述的鋅冶煉凈化產(chǎn)鎳鈷渣鋅鈷分離新工藝，其特征在于所述的無機 聚凝劑按重量百分比由下列組分組成 ZnCO3 · 2Zn (OH) 2 · H2O 40 70 % NaOH30 60%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋅冶煉凈化產(chǎn)鎳鈷渣鋅鈷分離新工藝，該工藝用鈷活化無機聚凝法把鈷從鎳鈷渣浸出液中分離出來并富集，使鈷得到回收，除鈷后的浸出液采用常規(guī)的鋅粉置換法將鎘除去得到海綿金屬鎘，送入鋅冶煉銅鎘處理工序回收金屬鎘。除鈷、鎘后液返回鋅冶煉主系統(tǒng)中的浸出工序加以回收，這樣鎳鈷渣中的鋅、鈷、鎘等金屬得到綜合回收，同時消除了鋅行業(yè)內(nèi)對該渣長期堆存對環(huán)境污染的影響以及不定期外賣轉(zhuǎn)移鎘等重金屬污染物的風險，實現(xiàn)了該渣循環(huán)利用閉路運行，無廢水廢氣外排，綜合回收有價金屬，達到清潔生產(chǎn)要求，解決了行業(yè)難題。
文檔編號C22B19/00GK101994008SQ201010543700
公開日2011年3月30日 申請日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者何國才, 易超, 李俞良, 李玉, 程亮, 胡雙麗, 貢大雷, 郭昇, 馬紹華, 馬進 申請人:西北礦冶研究院