一种从含砷炼铅氧气底吹炉烟灰中回收镉的方法技术

一种从含砷炼铅氧气底吹炉烟灰中回收镉的方法，包括以下步骤：（1）将含砷炼铅氧气底吹炉烟灰加水浸出，过滤，得浸出液；（2）加入氧化剂，氧化10～30min后，再加入水溶性正三价铁盐溶液，反应10～60min，再调pH值至3.8～5.5，反应10～60min，过滤，得除去砷、铜的浸出液；（3）调pH值至6～7，搅拌10～30min，过滤，得除去砷、铜、锌的浸出液；（4）调pH值至1～5，加入活泼金属粉末，反应10～120min，过滤，得海绵镉。本发明专利技术方法除杂率高，所得海绵镉品位高达99.55%；节能环保，避免了砷、铜的累积，减少二次资源浪费；成本低，环境友好，便于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种从含砷炼铅氧气底吹炉烟灰中回收镉的方法
本专利技术涉及一种从烟灰中回收镉的方法，具体涉及一种从含砷炼铅氧气底吹炉烟灰中回收镉的方法。
技术介绍
镉是一种十分重要的有色金属，并具有良好的抗腐蚀性和耐磨性，能与多种金属形成合金，具有特异的功能。同时，镉又是一种有害物质，是国家环保部门严格监控的有害物质之一。现在传统的工业化生产镉是用真空蒸馏或电解法工艺，其流程是用锌粉置换硫酸镉溶液得到粗镉，之后还须进行熔炼铸锭，再将镉锭进行电解精炼，得到产品镉；或者是将锌粉置换得到的粗镉烤干后，进行真空蒸馏。这些方法的缺点是流程长，能耗高，容易污染环境。CN102851509A公开了一种底吹炉烟灰中回收镉的方法，是将底吹炉烟灰通过加水浸出得到浸出液和浸出渣；浸出渣返回底吹炉回收Pb；浸出液加锌块置换得到镉绵与置换液；置换液可以继续加入底吹炉烟灰浸出底吹炉烟灰中的镉，具体步骤如下：（1）在底吹炉烟灰中加水，用10～60℃水浸出CdSO4，控制液固比为1:1到4:1之间，浸出时间为1～4小时，用锌置换；（2）用于置换的锌为锌块或锌板；（3）液固比最佳为3:1，浸出时间最佳为2小时。此方法虽可回收烟灰中的铅、镉，但其镉的浸出率不高，最优条件下镉的浸出率仅为88.31%，回收得到的海绵镉品位较低，且含锌较高，最优条件下所得海绵镉的品位仅为94.79%并含锌1.45%，需进一步进行锌镉分离；且由于该专利技术方法采用锌板置换海绵镉，反应时间大大增加，随反应时间增加，反应难度增大。CN101255502A公开了一种铅系统烟灰综合回收铟、镉、铊、锌工艺，包括以下步骤：1）铅冶炼系统铜浮渣反射炉产出的烟灰通过硫酸浸出、萃取、反萃、置换等单元操作，使其中的铟以海绵铟形态析出，使铟得到回收；浸出后中和终点酸度控制在10～20g/L，使烟灰中的铅及大部分铜、铁、砷、锑留在浸出渣中，铟、锌、镉进入溶液，浸出渣返回铅冶炼系统；萃取时，溶液中大部分锌、镉及杂质留在萃余液中；置换铟产生的置换后液包含浓度较高的氯化锌溶液，该置换后液用来回收氯化锌；2）用铟回收过程中产生的萃余液配硫酸和水浸出铅冶炼系统的电收尘烟灰，浸出液始酸酸度控制在10～20g/L，终点pH值控制在5.0，使电尘中的Cd、Zn、Tl进入溶液，而Pb及大部分Cu、Fe、As留在浸出渣中，浸出渣返回铅冶炼系统；3）含镉浸出液用锌粉进行一次置换，一次置换的锌粉用量为把溶液中全部镉置换出来需要锌粉量的80～90%，置换完成后大部分镉以海绵镉形态析出而铊仍留在溶液中，海绵镉经过压团、熔铸得到粗镉；4）镉系统产出的一次置换后液再用锌粉进行二次置换，二次置换的锌粉用量为把溶液中全部镉置换出来需要锌粉量的120%，置换过程中剩余的镉及铊被置换出来，进入二次置换渣，二次置换后液包含硫酸锌，用来制取纳米氧化锌；5）镉系统产出的二次置换渣包含锌、镉、铊，经堆存氧化，锌、镉、铊生成对应氧化物；6）用NaOH和Na2CO3混合液浸出堆存氧化后的镉系统产出的二次置换渣，条件：温度90℃左右、时间3小时，液固比为4:1，控制pH值9～10；铊以TlOH或Tl2CO3的形式进入溶液，而锌和镉留在浸出渣中，浸出渣返回镉浸出；7）铊浸出液加入硫酸调整pH值0.5～1，然后用锌板置换得到海绵铊，海绵铊经过加碱熔铸得到铊锭，置换后液返回镉浸出。此法虽可有效的回收铟、镉、铊、锌，但其在高温下（90℃）长时间（4小时）高酸（硫酸初始酸度为300～350g/L）下进行浸出，增加了投入成本的同时还对车间环境造成了严重的危害；浸出反应完成后加水稀释到终酸70～80g/L，大大的增加了水的投入量；过程中采用有机相为P204加磺化煤油，增加了反应工序；回收镉时，NaOH和Na2CO3混合液浸出堆存氧化后的镉系统产出的二次置换渣，浸出条件为温度90℃左右，时间3小时，液固比为4:1，控制pH值9～10，再次增加了投入成本，并严重污染车间工作环境。因此，此法过程繁琐，经济投入较高，环境污染大，不利于长期工业化生产。CN103572061A公开了一种从铅冶炼底吹炉烟灰中回收镉的方法，包括以下步骤：a、将从底吹炉电除尘器内收集的冶炼烟灰采用热水进行溶解浸出；b、铅冶炼底吹炉烟灰进行浸出后用板框压滤机进行压滤，从而实现固液分离；c、将过滤后滤液用硫化钠进行置换反应，硫化钠的加入量是置换反应理论需要量的1.2～1.3倍，置换沉淀出溶液中的镉，产生硫化镉，最后固液分离得到硫化镉产品，具体步骤如下：步骤a中所述浸出液体为热水，温度为75～85℃，浸出液固比为1:4～5，浸出压力为常压，浸出时间3～4h；（2）步骤b所述固液分离方法为板框压滤机压滤，压滤压力为0.6MPa；（3）步骤c中所述从滤液中回收镉的方法为用硫化钠沉淀反应；所述硫化钠的加入量是置换反应理论需要量的1.2倍。此法虽可有效回收铅冶炼底吹炉烟灰中的镉，但因浸出液呈弱酸性，过量的硫化钠的加入会对环境造成危害，并且所得产品为硫化镉，想得到单质镉，还需要进行进一步的处理。CN103740945A公开了一种从铅冶炼系统中富集回收镉的方法，包括以下步骤：步骤1）、镉富集：将铅精矿搭配辅料、低镉烟尘，加入底部配置有氧枪的底吹炉内，通过氧枪吹入氧气和氮气搅拌熔池，在1050～1250℃下，进行底吹脱硫熔炼产出高铅渣、粗铅和高温SO2烟气尘，高温SO2烟气尘依次经补氧、余热锅炉降温和电除尘器收尘后，SO2烟气送去制酸，在电收尘烟灰中镉以硫酸镉形式富集回收，并密闭返回原料配料后循环入炉，使镉在铅冶炼系统中密闭循环富集；步骤2）、镉浸出：当电收尘烟灰含镉达到5～28%时，用水或稀硫酸浸出含镉电收尘烟灰，烟灰中的Cd、Zn进入浸出液，Pb及大部分Cu、Fe、As留在浸出渣中返回步骤1）铅冶炼系统回收铅；步骤3）、镉置换：将步骤2）中得到的含镉浸出液用理论量80～90%的锌粉进行欠量置换，得到欠量置换液和海绵镉，海绵镉经过压团、熔铸得到粗镉；欠量置换液返回第二步镉浸出，循环2～7次后，最后一次欠量置换液送至过量置换槽，用理论量120%的锌粉进行过量置换，产出镉绵渣和置换后液，镉绵渣氧化后返回步骤2）进行镉浸出；步骤4）、回收锌：将步骤3）中得到的置换后液送去制取纳米氧化锌、一水硫酸锌、七水硫酸锌等产品。此法虽可有效的回收炼铅氧气底吹炉烟灰中的镉和铅等金属，但其回收镉所采用的锌粉增加了投入成本，且得到的海绵镉品位仅80%，使得进一步得到的粗镉品位仅为95%。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种可工业化生产处理，成本低廉，环境友好，镉的浸出率高，最终所得海绵镉品位高的从含砷炼铅氧气底吹炉烟灰中回收镉的方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种从含砷炼铅氧气底吹炉烟灰中回收镉的方法，包括以下步骤：（1）将含砷炼铅氧气底吹炉烟灰置于反应器中，加水浸出，过滤，得浸出液；（2）在步骤（1）所得浸出液中以浸出液中砷与氧化剂的摩尔比为1:1.0～2.1的比例加入氧化剂，在25～50℃下，氧化10～30min后，再以浸出液中砷与水溶性铁盐溶液中Fe3+的摩尔比为1:0.9～1.6的比例加入水溶性正三价铁盐溶液，反应10～60min，再调节pH值至3.8～5.5后，继续搅拌本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从含砷炼铅氧气底吹炉烟灰中回收镉的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将含砷炼铅氧气底吹炉烟灰置于反应器中，加水浸出，过滤，得浸出液；（2）在步骤（1）所得浸出液中以浸出液中砷与氧化剂的摩尔比为1:1.0～2.1的比例加入氧化剂，在25～50℃下，氧化10～30min后，再以浸出液中砷与水溶性铁盐溶液中Fe3+的摩尔比为1:0.9～1.6的比例加入水溶性正三价铁盐溶液，反应10～60min，再调节pH值至3.8～5.5后，继续搅拌反应10～60min，过滤，得除去砷、铜的浸出液；（3）将步骤（2）所得除去砷、铜的浸出液的pH值调节至6～7，搅拌10～30min，过滤，得除去砷、铜、锌的浸出液；（4）将步骤（3）所得除去砷、铜、锌的浸出液的pH值调节至1～5，再以除去砷、铜、锌的浸出液中的镉与活泼金属粉末的摩尔比为1:0.4～1.6的比例加入活泼金属粉末，反应10～120min，过滤，得海绵镉。

【技术特征摘要】
1.一种从含砷炼铅氧气底吹炉烟灰中回收镉的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将含砷炼铅氧气底吹炉烟灰置于反应器中，加水浸出，过滤，得浸出液；（2）在步骤（1）所得浸出液中以浸出液中砷与氧化剂的摩尔比为1:1.0～2.1的比例加入氧化剂，在25～50℃下，氧化10～30min后，再以浸出液中砷与水溶性铁盐溶液中Fe3+的摩尔比为1:0.9～1.6的比例加入水溶性正三价铁盐溶液，反应10～60min，再调节pH值至3.8～5.5后，继续搅拌反应10～60min，过滤，得除去砷、铜的浸出液；所述水溶性铁盐溶液为Fe3+摩尔浓度0.125～0.375mol/L的聚合硫酸铁、水合硫酸铁或水合氯化铁溶液；（3）将步骤（2）所得除去砷、铜的浸出液的pH值调节至6～7，搅拌10～30min，过滤，得除去砷、铜、锌的浸出液；（4）将步骤（3）所得除去砷、铜、锌的浸出液的pH值调节至1～5，再以除去砷、铜、锌的浸出液中的镉与锰粉的摩尔比为1:0.4～1.6的比例加入锰粉，反应10～120min，过滤，得海绵镉。2.根据权利要求1所述从含砷炼铅氧气底吹炉烟灰中回收镉的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述含砷炼铅氧气底吹炉烟灰中主要元素的质量含量为：镉23～28%，铅25～30%，砷0.5～0.9%，铜0.1～0.5%，锌0.1～0.4%。3.根据权利要求1或2所述从含砷炼铅氧气底吹炉烟灰中回收镉的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述浸出的液固比为1～5:1，浸出的温度为25～60℃，浸出的时间为1～5h。4.根据权利要求1或2所述从含砷炼铅氧气底吹炉烟灰中回收镉的方法，其特征在于：步骤（2）中，所述氧化剂为双氧水。5.根据权利要求3所述从含砷炼铅氧气底吹炉烟灰中回收镉的方法，其特征在于：步骤（2）中，所述氧化剂为双氧水。6.根据权利要求1或2所述从含砷炼铅氧气底吹炉烟灰中回收镉的方法，其特征在于：步骤（2）、（3）中，用0.8～1.2mol/L的NaOH溶液调节pH值。7.根据权利要求3所述从含砷炼铅氧气底吹炉烟灰中回收镉的方法，其特征在于：步骤（2）、（3）中，用0.8～1.2mol/L的NaOH溶液调节pH值。8.根据权利要求4所述从含砷炼铅氧气底吹炉烟灰中回收镉的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：楚广，刘益，张宝，唐晓威，高腾飞，王攀，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43