本發(fā)明涉及濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域,尤其是一種從鋅電解陽極泥中提取zn、mn、pb、ag的方法。
背景技術(shù):
鋅電解陽極泥一般含mn30-40%、pb10-20%、ag幾百克/t到幾千克/t、znso415%以上,還含有少量硫酸及硫酸鈣等;其中mn主要為二氧化錳,pb主要為pbso4、pbo和鉛銀合金,ag主要是金屬ag和鉛銀合金;由于二氧化錳難溶于酸和堿,傳統(tǒng)處理方法是將該鋅電解陽極泥返回與鋅原料混合進行球磨硫酸浸出,該方法只有硫酸鋅和硫酸及少量mn進入浸出液,大部分二氧化錳隨pbso4、鉛銀合金進入浸出渣不能回收;為高效率回收mn、pb、ag,人們研究了將鋅電解陽極泥與還原煤混合進行還原焙燒,使二氧化錳還原為氧化錳,再用硫酸浸出得硫酸錳,pb、ag進入浸出渣與mn分離;由于還原煤的加入量為mn量的1.5倍以上,過量煤未參與還原反應(yīng),在浸出時也進入硫酸鉛渣中而降低鉛泥(硫酸鉛渣)的質(zhì)量,而且在還原焙燒時,排出的廢氣含大量的硫酸和二氧化硫,腐蝕焙燒設(shè)備和污染環(huán)境;于是有人又研究了硫酸還原浸出工藝,在硫酸浸出陽極泥時加入亞硫酸鹽(主要是亞硫酸鈉或亞硫酸鋅)或通入二氧化硫進行還原浸出,得到硫酸錳和鉛泥,二氧化錳的還原浸出率不高,約為50-70%,所得硫酸錳在使用亞硫酸鈉作還原劑時,含有大量鈉離子,必須結(jié)晶硫酸錳才有經(jīng)濟價值;而采用亞硫酸鋅作還原劑,由于沒有市場產(chǎn)品,需企業(yè)自制,因此其經(jīng)濟價值也不大,鉛泥中的pb、ag還需另外處理才能分離回收,因此還原浸出成本較高,廢水量大,回收的硫酸錳不能抵消生產(chǎn)成本,沒有經(jīng)濟效益;還有學者研究了采用浮選,重選的辦法來處理鋅電解陽極泥,盡管二氧化錳浮選精礦含量高達80%,但浮選率不高,大量浮選中礦和尾礦仍然不易處理,當鋅電解陽極泥進行還原熔煉鉛銀合金時,由于二氧化錳是氧化劑,要消耗大量的還原劑,mn進入熔煉渣不能回收。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種從鋅電解陽極泥中提取zn、mn、pb、ag的方法,包括以下步驟:
(1)用熱水洗滌陽極泥,得洗滌渣和硫酸鋅;
(2)將洗滌渣進行球磨;
(3)球磨后加入電解浸出液,轉(zhuǎn)入電解槽中進行電解攪拌浸出,并得到氯化錳浸出液和浸出渣,氯化錳浸出液經(jīng)濃縮后得氯化錳結(jié)晶;
(4)浸出渣加入高氯離子溶液,置于高溫條件中浸出,得到pbcl42-和agcl2﹣浸出液和硫酸鈣浸出渣;
(5)將含pbcl42-和agcl2﹣的浸出液采用海綿鉛置換出ag,再用鐵板或鋁板置換出pb;
(6)將步驟(5)中置換后的廢液經(jīng)處理得到氯化鐵或聚羥基氯化鋁結(jié)晶化工產(chǎn)品。
所述熱水的溫度為40~90℃。
所述步驟(3)電解浸出液為鹽酸和氯化鈣混合液,氯離子的質(zhì)量分數(shù)為100-150g/l,鹽酸的質(zhì)量百分濃度不低于10%。
所述步驟(3)電解攪拌浸出的槽壓為2.5-3v,電流密度為300-500a/m2,浸出時間4-5h。
所述步驟(3)電解攪拌浸出陽極為石墨板,陰極為不銹鋼板。
所述步驟(3)電解攪拌浸出為機械式和氣體混合攪拌。
所述機械攪拌的速度為200-400r/min,氣體速度為2-5m3/min。
所述氣體為so2或h2,速度為2~5m3/min。
所述步驟(4)中高氯離子溶液為含氯離子的質(zhì)量分數(shù)為250-300g/l的鹽酸和氯化鈣混合液,其中鹽酸的質(zhì)量濃度為7-10%。
所述步驟(4)中浸出溫度為90-95℃,浸出液固比為4-5,浸出時間為6-8h。
所述步驟1中用熱水洗滌陽極泥時,其液固比為(3-5):1。
本發(fā)明有益效果:
本發(fā)明通過電解鹽酸和氯化鈣的混合液,輔助通入二氧化硫和氫氣,使得二氧化錳的浸出率達到90%以上,同時所得氯化錳經(jīng)過濃縮結(jié)晶后其經(jīng)濟價值大于硫酸錳或二氧化錳。
本發(fā)明采用高氯離子溶液對浸出渣進行處理,使得pbcl2和agcl以pbcl42-和agcl2﹣的絡(luò)合離子狀態(tài)進入溶液,進而與硫酸鈣渣進行有效的分離。
將高氯離子溶液中的pbcl42-和agcl2﹣采用海綿鉛置換金屬ag,再用鐵板或鋁板置換pb,進而使pb、ag得到了有效的分離提取,同時提高電解鋅陽極泥處理的經(jīng)濟效益。
本發(fā)明將置換后廢液經(jīng)濃縮結(jié)晶得氯化鐵化工產(chǎn)品或聚羥基氯化鋁凈水劑進行回收,將廢液進行充分的利用,減少廢液對環(huán)境的污染。
本發(fā)明通過洗滌、球磨、電解、浸出、置換、廢液處理共六個步驟來完成從鋅電解陽極泥中提取鋅、錳、鉛、銀的過程,分離效果顯著、成本低、金屬回收率高、質(zhì)量好,并且整個過程中充分利用廢渣廢液,污染小。
具體實施方式
下面結(jié)合具體的實施方式來對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的限定,但要求保護的范圍不僅局限于所作的描述。
實施例1
將含mn31%、pb12%、ag2300g/t、zn5%的鋅電解陽極泥用80℃的熱水按液/固=3,洗滌時間1h洗滌兩次,一次洗水含zn18g/l,ph=1.5,二次洗水含zn2.5g/l,ph=4.8,然后將該陽極泥磨細調(diào)漿與含鹽酸10%,氯化鈣15%的含氯離子130g/l的混合液一起置入礦漿電解槽內(nèi),以石墨為陽極,316不銹鋼為陰極,控制電壓為2.5v,電流密度400a/m2,溫度50℃,浸出液/固=5,攪拌速度400r/min,進行5小時機械攪拌浸出,浸出結(jié)束后過濾的濾液含mn45.8g/l、pb160mg/l、ag8.5mg/l,ph=1。濾渣烘干后取樣化驗,mn5.8%、pb20.3%、ag4300g/t,mn浸出率86.9%
實施例2
用實施例1之鋅電解陽極泥進行兩次熱水洗滌后磨細調(diào)漿,用含鹽酸12%,氯化鈣15%的混合液,按液/固=4,槽壓3v,電流密度450a/m2,溫度60℃進行5小時電解浸出,獲得浸出液含mn52.3g/l、pb112mg/l、ag6.1mg/l,浸出渣含mn2.1%、pb22.5%、ag4800g/t,mn浸出率89.7%。
實施例3.
用實施例1之鋅電解陽極泥,在具有機械和氣體攪拌混合攪拌裝置的礦漿電解槽內(nèi)機械攪拌400r/min,氫氣攪拌3m3/min,其余條件按實施例2,進行電解浸出,獲得浸出液含mn56.3g/l,mn浸出率95.3%,浸出渣含mn0.62%、pb25.5%、ag5100g/t。
實施例4
用實施例3之浸出渣在含鹽酸7%,氯化鈣20%,總氯離子252g/l,溫度90℃,液/固=5的條件下進行常規(guī)氯化浸出5小時,獲得氯化浸出液含pb43.2g/l、ag3.8g/l,浸出渣含pb6.5%、ag1200g/t,鉛的浸出率85.4%,銀的浸出率78.2%。
實施例5
用實施例3之電解浸出渣在含鹽酸10%,氯化鈣25%,總氯離子300g/l,溫度95±2℃,液/固=5的條件下進行常規(guī)氯化浸出6小時。獲得氯化浸出液含pb48.5g/l、ag5.1g/l,鉛的浸出率93.2%,銀的浸出率88.6%。
實施例6.
用純鉛屑對實施例5之浸出液進行pb置換ag,40℃,攪拌速度200r/min,置換8小時,獲得置換后液含ag1.2g/l,含pb52.3g/l。獲得銀粉3.8g,然后用鐵板在置換ag后液中置換pb,溫度50℃,攪拌200r/min,時間8小時,獲得海綿鉛壓團后重41.2g,含鉛98.5%。
實施例7
用mn40.5%、pb18.6%、ag3500g/t、zn4.2%的鋅電解陽極泥先用80℃的熱水洗滌兩次,再按實施例3、實施例5和6之條件進行mn、pb、ag的提取分離,獲得電解浸出液含mn78.2g/l,mn浸出率96.8%.常規(guī)浸出液含pb62.7g/l,ag7.2g/l,鉛的浸出率98.6%,銀的浸出率89.5%,獲得海綿鉛壓團62g,銀粉5.3g。
實施例8
用實施例7之電解浸出液進行氯化錳濃縮結(jié)晶,當濃縮到含mn150g/l時,氯化錳開始結(jié)晶,濃縮到含mn200g/l以上時,產(chǎn)生大量氯化錳結(jié)晶,取氯化錳結(jié)晶產(chǎn)物進行脫水,得到含氯化錳達94.8%,含氯化鉛0.5%,氯化鈣2.5%,水2.2%的結(jié)晶產(chǎn)物。
在此有必要指出的是,以上實施例僅限于對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的闡述和說明,并不是對本發(fā)明的技術(shù)方案的進一步限制。