一种铜熔炼炉烟灰的资源化处理方法技术

本发明专利技术提出的一种铜熔炼炉烟灰的处理方法，它包括以下步骤：(1)酸溶解，将烟灰与酸溶液按照固液比1:3-10混合，在50-99℃下反应1-5小时；(2)沉淀锡，将酸溶解后的滤液加入碱溶液回调pH1.0-2.5，在70-99℃下反应2-6小时后过滤，滤渣即为高品位锡渣；(3)置换铜粉，沉淀锡后的溶液按照铜摩尔比的1.1-1.5倍加入锌粉，在70-99℃下反应2-6小时，并维持反应的pH1.0-2.5，得到铜含量大于98％以上的铜粉经过熔炼后电解精炼得到电解铜；(4)浓缩结晶，将置换铜之后的滤液经过浓缩蒸发结晶得到锌盐晶体。本方法处理铜熔炼炉烟灰，能够实现金属的综合利用且回收率高，工艺简单，成本低，适合产业化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及废弃物资源化处理领域，具体涉及一种铜熔炼炉烟灰的资源化处理方法。
技术介绍
铜冶金工业尤其是铜火法冶金工业资源消耗大，二次资源综合利用率较低，有相当大部分可利用资源变成污染物。铜转炉烟灰是铜冶金工业中排放量较大，至今没有充分利用的二次资源。从铜转炉烟灰中回收铜、锌、铅等有价元素，进行资源综合利用，具有重要的理论意义和现实意义。虽然国内湿法提取铜近几十年得到长足的发展，但用火法冶金技术提取的铜仍占了铜产量的大多数。在火法冶炼系统中，锌、锡等易挥发元素随少量铜一起进入收尘系统，形成铜熔炼炉烟灰。这部分烟灰每隔一段时间要清理出来一次，一般这部分烟灰需要单独处理。处理这部分烟灰不仅能够减少固体废弃物，同时由于其中含有锡、铜、锌等有价金属，也能够带来一定的利润。铜熔炼炉烟灰回收研究现状。合理处理铜转炉烟灰不仅是环保治理的要求，同时也具有经济和社会的双重效益。世界各国铜熔炼炉烟灰的冶金，大致都经历了一个由火法为主到以湿法为主的发展过程。这一发展过程，一方面是受环境保护要求日益严格的制约，另一方面是为了改革工艺，以提高生产效率和经济效益。在我国60年代，开始了铜熔炼炉烟灰中回收铜锌铅的研究，完全采用传统的火法流程，且处理铜转炉烟灰的目的只是为了回收其中的锌和铅，其中还有大部分的有价金属没有综合回收利用。其处理的主要方法有加入苏打、硝石、萤石、石英等在反射炉中进行氧化熔炼的直接熔炼法。进入八十年代后，随着国家对环保的重视，湿法和选矿法相继运用到对铜熔炼炉烟灰的处理当中。国内目前主要有以下几种处理方法：1.鼓风炉熔炼法。2.选冶联合法。3.火法-湿法联合法。但均存在以下缺点：火法熔炼熔炼不可避免会产生二次污染，回收产物的纯度没有达到预期效果，且有价金属的回收率不高。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种处理铜熔炼炉烟灰的方法，本方法为全湿法流程，避免了火法熔炼熔炼带来的二次污染，针对铜熔炼炉烟灰金属的存在形态，采用酸溶提取铜、锡、锌等金属离子，保证有价金属最大程度的被浸出，根据Sn4+水解的pH远低于铜、锌等离子，加入液碱在较低的pH下沉淀分离锡，得到高品位的锡原料从而回收锡，锡渣中锡的品味可达到65％以上，可作为高品位锡原料，利用锌的活泼性远高于铜，采用锌粉置换铜得到铜粉，铜的回收率可达98％以上，铜粉的纯度可达99％，剩余的为含锌盐的溶液，经过浓缩蒸发结晶得到锌盐晶体。本专利技术采用的技术方案如下：1.酸溶解，将烟灰与酸溶液按照固液比1:3-10混合，在50-99℃下反应1-5小时；2.沉淀锡，将酸溶解后的滤液加入碱溶液回调pH1.0-2.5，在70-99℃下反应2-6小时后过滤，滤渣即为锡渣；3.置换铜粉，沉淀锡后的溶液按照铜摩尔比的1.1-1.5倍加入锌粉，在70-99℃下反应2-6小时，并维持反应的pH1.0-2.5，得到铜粉；4.浓缩结晶，将置换铜之后的滤液经过浓缩蒸发结晶得到锌盐晶体。所述的步骤1酸溶液为硫酸、盐酸、硝酸、醋酸、高氯酸、磷酸中的至少一种，所述的酸溶液的浓度为1.5-6mol/l。所述的步骤2碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氨水中的至少一种，所述的碱溶液的浓度为1-5mol/l。所述的步骤3锌粉的粒度为过100-250目，所述的锌粉纯度要求大于99％。所述的步骤4将置换后的滤液浓缩蒸发至婆美度为40-55之间，冷却结晶时间为8-12小时，冷却降温速率为3-6℃/h。其主要原理如下：在铜熔炼炉烟灰中，各种金属主要以氧化物、硫酸盐的形式存在，这些物质在高浓度酸的作用下被溶解出，以盐酸为例，其发生的化学反应如下：MO+2HCl＝MCl2+H2O(M为Cu、Zn)SnO2+4HCl＝SnCl4+2H2O得到含有锡、铜、锌的溶液加入碱溶液，由于锡离子水解的pH比铜锌离子低的多，所以可通过回调pH的方式使得锡优先水解沉淀从而回收锡并与铜锌离子分离。得到的氢氧化锡渣锡含量可高达65％以上。分离锡离子后的溶液中主要含有铜、锌离子，由于锌的活泼性远高于铜，可采用锌粉来置换铜，得到的铜粉可直接出售。其发生的化学反应方程式如下：Zn+Cu2+——Zn2++Cu最终溶液中主要含有锌离子，可采用浓缩蒸发结晶得到锌盐晶体。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术能够能够实现金属的综合利用且回收率高，全湿法处理流程避免了火法带来的二次污染，工艺简单，成本低，适合产业化。具体实施方式以下所述是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本专利技术的保护范围。实施例一1.酸溶解，将烟灰与3mol/l盐酸溶液按照固液比1:5混合，在80℃下反应3小时；2.沉淀锡，将盐酸溶解后的滤液加入3mol/l氢氧化钠溶液回调pH2.0，在85℃下反应4小时后过滤，滤渣即为锡渣；3.置换铜粉，沉淀锡后的溶液按照铜摩尔比的1.25倍加入200目锌粉，锌粉纯度为99.2％，在85℃下反应4小时，并维持反应的pH1.5，得到铜粉；4.浓缩结晶，将置换铜之后的滤液经过浓缩蒸发至婆美度为42，然后降温冷却，降温速率为4℃/h，冷却结晶10小时，结晶得到氯化锌晶体。最终锡、铜、锌的回收率分别为99％、97.5％、98％。锡渣中锡的含量为68.9％，铜粉的纯度为99.3％，氯化锌晶体的纯度为99.1％。实施例二1.酸溶解，将烟灰与4mol/l盐酸溶液按照固液比1:5混合，在80℃下反应3小时；2.沉淀锡，将盐酸溶解后的滤液加入3mol/l氢氧化钠溶液回调pH2.5，在85℃下反应4小时后过滤，滤渣即为锡渣；3.置换铜粉，沉淀锡后的溶液按照铜摩尔比的1.25倍加入200目锌粉，锌粉纯度为99.2％，在85℃下反应4小时，并维持反应的pH1.5，得到铜粉；4.浓缩结晶，将置换铜之后的滤液经过浓缩蒸发至婆美度为42，然后降温冷却，降温速率为4℃/h，冷却结晶8小时，结晶得到氯化锌晶体。最终锡、铜、锌的回收率分别为99％、98％、98％。锡渣中锡的含量为69％，铜粉的纯度为99.1％，氯化锌晶体的纯度为99.1％。实施例三...

【技术保护点】
一种铜熔炼炉烟灰的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)酸溶解，将烟灰与酸溶液按照固液比1:3‑10混合，在50‑99℃下反应1‑5小时；(2)沉淀锡，将酸溶解后的滤液加入碱溶液回调pH1.0‑2.5，在70‑99℃下反应2‑6小时后过滤，滤渣即为锡渣；(3)置换铜粉，沉淀锡后的溶液按照铜摩尔比的1.1‑1.5倍加入锌粉，在70‑99℃下反应2‑6小时，并维持反应的pH1.0‑2.5，得到铜粉；(4)浓缩结晶，将置换铜之后的滤液经过浓缩蒸发结晶得到锌盐晶体。

【技术特征摘要】
1.一种铜熔炼炉烟灰的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)酸溶解，将烟灰与酸溶液按照固液比1:3-10混合，在50-99℃
下反应1-5小时；
(2)沉淀锡，将酸溶解后的滤液加入碱溶液回调pH1.0-2.5，在
70-99℃下反应2-6小时后过滤，滤渣即为锡渣；
(3)置换铜粉，沉淀锡后的溶液按照铜摩尔比的1.1-1.5倍加入锌
粉，在70-99℃下反应2-6小时，并维持反应的pH1.0-2.5，得到铜
粉；
(4)浓缩结晶，将置换铜之后的滤液经过浓缩蒸发结晶得到锌盐晶
体。
2.根据权利要求1所述的所述的方法，其特征在于，所述的步
骤1酸溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄雪秋，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西;45