一种废杂铜冶炼渣中锌的回收方法
阅读：268发布：2023-01-20
专利汇可以提供一种废杂铜冶炼渣中锌的回收方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种废杂 铜 冶炼 渣中锌的回收方法。本发明提供的回收方法中，先对废杂铜冶炼渣进行预处理，获得粒径小于0.074mm的物料占70wt％～90wt％的细磨冶炼渣，再利用 硫酸 水 溶液对预处理后的细磨冶炼渣进行 浸出 处理，然后再将浸出后得到的含锌溶液与锌粉反应，最后进行后处理，得到硫酸锌产品。上述方法能够有效提高锌回收率，且处理过程简单、条件温和，环境友好。，下面是一种废杂铜冶炼渣中锌的回收方法专利的具体信息内容。
1.一种废杂铜冶炼渣中锌的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)将废杂铜冶炼渣经过2mm筛分，筛分出的粒径小于2mm的冶炼渣进行摇床处理，分离出粒径小于2mm的金属态物料；分离后的剩余冶炼渣尾矿进行细磨，得到预处理冶炼渣；
所述预处理冶炼渣中粒径小于0.074mm的物料占70wt％～90wt％；
b)将所述预处理冶炼渣与硫酸的水溶液混合浸出、调节pH值为3.5～5.0，过滤，得到含锌溶液和除锌后的冶炼渣；
c)将所述含锌溶液与锌粉混合反应后，过滤，得到硫酸锌溶液；
d)将所述硫酸锌溶液蒸发浓缩、结晶，得到硫酸锌。
2.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述步骤b)中，所述硫酸的水溶液的浓度为100～120g/L。
3.根据权利要求1或2所述的回收方法，其特征在于，所述步骤b)中，所述硫酸的水溶液与预处理冶炼渣的液固比为(3～10)mL∶1g。
4.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述步骤b)中，所述浸出的温度为25～35℃，时间为30～360min。
5.根据权利要求1或4所述的回收方法，其特征在于，所述步骤b)中，所述浸出在搅拌条件下进行；
所述搅拌的速率为150～350rpm。
6.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述步骤c)中，所述反应的温度为25～50℃，时间为15～60min。
7.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述步骤c)中，所述锌粉与含锌溶液中杂质金属离子的摩尔比为(1.1～1.5)∶1。
8.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述步骤d)中，蒸发浓缩至溶液的饱和浓度。
9.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述步骤d)中，所述结晶的温度为12～18℃。
10.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述步骤a)中，在筛分之前，还进行洗涤处理；
所述洗涤处理包括：将废杂铜冶炼渣与水混合，至废杂铜冶炼渣的质量浓度为30％～
75％，置于洗矿机中洗涤5～20min；
所述步骤d)中，在所述结晶后，还包括离心脱水和干燥。
一种废杂铜冶炼渣中锌的回收方法
技术领域
[0001] 本发明涉及金属材料技术领域，特别涉及一种废杂铜冶炼渣中锌的回收方法。
背景技术
[0002] 在目前用途广泛的金属中，锌排第四位，仅次于铁、铝、铜。由于锌的防腐性能很好并可控，用于镀锌工业的锌大约有50％；其次锌可以与铜或其他金属以一定比例混合为合金如黄铜等，用于制造汽车、电气部件和家用电器；另外锌还用于生产氧化锌，用作橡胶的填充料和油漆的颜料，医药上用于制软膏、锌糊、橡皮膏等。2018年我国锌消费量为650万吨，预测在2022年～2025年，锌消费量将达到720万吨/年，年均增速大约2％。
[0003] 随着锌消费量的增长，直接开采的锌资源无法满足日常消费需求，二次锌资源的回收利用显得越来越重要。2018年，国内锌精矿产量284万吨，锌精矿进口量为297万吨。2018年我国锌产量568万吨，其中再生锌产量为60万吨，占锌产量比重为10.5％，表明国内企业对锌二次物料的利用水平不断提升。
[0004] 我国每年以废杂黄铜为主要原料的废杂铜冶炼再生规模在300万吨以上，冶炼过程中会产生30万吨以上的冶炼渣。废杂铜冶炼渣包括含铜物料(10％～20％)、含锌物料(15％～35％)、金属钛铁物料及其它灰渣组分等。目前，这种冶炼渣经过重选工艺处理，分离回收渣中的粗颗粒铜锌合金物料回炉使用。重选后冶炼渣中锌含量仍然高达10～30％，远高于天然矿石的工业品位，具有很高的回收价值。
[0005] 废杂铜冶炼渣中含有多种有价金属如锌、铅、铜、铁等，若是直接堆存处理，渣中的重金属流失到环境中，将产生严重的环境污染，同时也会造成资源浪费。若是直接返回熔炼系统，会造成熔炼炉炉况恶化、处理能力降低，而且炉料中有害杂质将会循环累积，进而影响最终产品的质量指标。
[0006] 目前废杂铜冶炼渣的处理方法以火法为主，使用回转窑、反射炉、电弧炉等设备，产出粗铜、粗铅、氧化锌烟尘等产品。然而此工艺的各种配料和熔炼设备需要较大的经费投入，且存在着产生二次污染，炉窑处理效率低，金属回收率不高等问题。因此，废杂铜冶炼渣的综合利用依然是一个行业性难题。
发明内容
[0007] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种废杂铜冶炼渣中锌的回收方法。本发明提供的回收方法能够提高锌回收率，而且反应温和、回收过程简单、环境友好。
[0008] 本发明提供了一种废杂铜冶炼渣中锌的回收方法，包括以下步骤：
[0009] a)将废杂铜冶炼渣经过2mm筛分，筛分出的粒径小于2mm的冶炼渣进行摇床处理，分离出粒径小于2mm的金属态物料；分离后的剩余冶炼渣尾矿进行细磨，得到预处理冶炼渣；
[0010] 所述预处理冶炼渣中粒径小于0.074mm的物料占70wt％～90wt％；
[0012] c)将所述含锌溶液与锌粉混合反应后，过滤，得到硫酸锌溶液；
[0014] 优选的，所述步骤b)中，所述硫酸的水溶液的浓度为100～120g/L。
[0015] 优选的，所述步骤b)中，所述硫酸的水溶液与预处理冶炼渣的液固比为(3～10)mL∶1g。
[0016] 优选的，所述步骤b)中，所述浸出的温度为25～35℃，时间为30～360min。
[0017] 优选的，所述步骤b)中，所述浸出在搅拌条件下进行；
[0018] 所述搅拌的速率为150～350rpm。
[0019] 优选的，所述步骤c)中，所述反应的温度为25～50℃，时间为15～60min。
[0020] 优选的，所述步骤c)中，所述锌粉与含锌溶液中杂质金属离子的摩尔比为(1.1～1.5)∶1。
[0021] 优选的，所述步骤d)中，蒸发浓缩至溶液的饱和浓度。
[0022] 优选的，所述步骤d)中，所述结晶的温度为12～18℃。
[0023] 优选的，所述步骤a)中，在筛分之前，还进行洗涤处理；
[0024] 所述洗涤处理包括：将废杂铜冶炼渣与水混合，至废杂铜冶炼渣的质量浓度为30％～75％，置于洗矿机中洗涤5～20min；
[0025] 所述步骤d)中，在所述结晶后，还包括离心脱水和干燥。
[0026] 本发明提供了一种废杂铜冶炼渣中锌的回收方法，包括以下步骤：a)将废杂铜冶炼渣经过2mm筛分，筛分出的粒径小于2mm的冶炼渣进行摇床处理，分离出粒径小于2mm的金属态物料；分离后的剩余冶炼渣尾矿进行细磨，得到预处理冶炼渣；所述预处理冶炼渣中粒径小于0.074mm的物料占70wt％～90wt％；b)将所述预处理冶炼渣与硫酸的水溶液混合浸出、调节pH值为3.5～5.0，,过滤，得到含锌溶液和除锌后的冶炼渣；c)将所述含锌溶液与锌粉混合反应后，过滤，得到硫酸锌溶液；d)将所述硫酸锌溶液蒸发浓缩、结晶，得到硫酸锌。本发明先对废杂铜冶炼渣进行预处理，获得粒径小于0.074mm的物料占70wt％～90wt％的细磨冶炼渣，再利用硫酸水溶液对预处理后的细磨冶炼渣进行浸出处理，然后再将浸出后得到的含锌溶液与锌粉反应，最后进行后处理，得到硫酸锌产品。上述方法能够有效提高锌回收率，且处理过程简单、条件温和，环境友好。
具体实施方式
[0027] 本发明提供了一种废杂铜冶炼渣中锌的回收方法，包括以下步骤：
[0028] a)将废杂铜冶炼渣经过2mm筛分，筛分出的粒径小于2mm的冶炼渣进行摇床处理，分离出粒径小于2mm的金属态物料；分离后的剩余冶炼渣尾矿进行细磨，得到预处理冶炼渣；
[0029] 所述预处理冶炼渣中粒径小于0.074mm的物料占70wt％～90wt％；
[0030] b)将所述预处理冶炼渣与硫酸的水溶液混合浸出、调节pH值为3.5～5.0，,过滤，得到含锌溶液和除锌后的冶炼渣；
[0031] c)将所述含锌溶液与锌粉混合反应后，过滤，得到硫酸锌溶液；
[0032] d)将所述硫酸锌溶液蒸发浓缩、结晶，得到硫酸锌。
[0033] 按照本发明，先将废杂铜冶炼渣经过2mm筛分，筛分出的粒径小于2mm的冶炼渣进行摇床处理，分离出粒径小于2mm的金属态物料；分离后的剩余冶炼渣尾矿进行细磨，得到预处理冶炼渣。
[0034] 本发明中，在筛分之前，优选先进行洗涤处理。本发明中，所述洗涤处理优选包括：将废杂铜冶炼渣与水混合，至废杂铜冶炼渣的质量浓度为50％～75％，置于洗矿机中洗涤5～20min。经洗涤后的冶炼渣排料后，进行后续处理。
[0035] 本发明中，在上述洗涤处理后，进行2mm筛分。本发明中，在筛分后优选还进行洗涤处理，经洗涤后，再分别对筛分出的不同粒径的物料进行单独处理。其中，粒径大于2mm的物料(铜锌合金、不锈钢和金属态铁等)进行回收；粒径小于2mm的冶炼渣进行摇床处理，分离出粒径小于2mm的金属态物料。在分离出粒径小于2mm的金属态物料后，将剩余冶炼渣尾矿进行细磨，直至粒径小于0.074mm的物料占70wt％～90wt％，完成预处理。当磨料细度达到小于0.074mm的占70％～90％，被灰渣组分包裹的微细粒铜锌合金物料可以充分解离，另外细磨后其它铜锌氧化物颗粒的表面积也急剧加大，渣中铜和锌的浸出率提高，反应速度加快，从而提高铜回收效率。在本发明的一些实施例中，细磨至小于0.074mm的物料占80wt％。
[0036] 按照本发明，在进行完上述预处理后，将所得预处理冶炼渣与硫酸的水溶液混合浸出、调节pH值为3.5～5.0，过滤，得到含锌溶液和除锌后的冶炼渣。
[0037] 本发明中，所述硫酸的水溶液的浓度优选为100～120g/L；在上述浓度范围下，有利于预处理冶炼渣中锌的浸出，提高锌回收率。在本发明的一些实施例中，所述硫酸的水溶液的浓度为110g/L。
[0038] 本发明中，所述硫酸的水溶液与预处理冶炼渣的液固比优选为(3～10)mL∶1g。在本发明的一些实施例中，所述液固比为4mL∶1g。
[0039] 本发明中，所述浸出的温度优选为25～35℃；在本发明的一些实施例中，浸出温度为30℃。所述浸出的时间优选为30～360min；在本发明的一些实施例中，浸出的时间为120min。
[0040] 本发明中，所述浸出优选在搅拌条件下进行。所述搅拌的速率优选为150～350rpm。在本发明的一些实施例中，所述搅拌的速率为300rpm。浸出过程中，主要是铜、锌、铁的化学反应，分别形成硫酸铜、硫酸锌和硫酸铁。
[0041] 本发明中，在上述浸出后，调节pH值至3.5～5.0；在本发明的一些实施例中，所述pH值为4.5。控制终点pH值在上述范围下，可反应的锌物料溶解完成，而溶解的铁在该条件下水解形成氢氧化铁沉淀，显著降低溶液中铁离子浓度，有利于锌的回收。若pH值过低，可采用氢氧化钠调节，若pH过高，可加硫酸调节，维持终点在上述pH值范围下即可。在调节pH后，进行过滤，得到含锌溶液和除锌后的冶炼渣。
[0042] 按照本发明，将所述含锌溶液与锌粉混合反应后，过滤，得到硫酸锌溶液。
[0043] 本发明中，所述锌粉与含锌溶液中杂质金属离子的摩尔比优选为(1.1～1.5)∶1；在本发明的一些实施例中，所述摩尔比为1.3∶1。所述杂质金属离子是指含锌溶液中，除锌离子之前的其它所有金属离子，包括铜、镉等，其含量可通过原子吸收光谱检测。本发明加入锌粉用于置换溶液中的铜和镉等，锌粉氧化成硫酸锌进入溶液，而溶液中的铜、镉等被还原成金属沉淀得以回收。
[0044] 本发明中，所述反应的温度优选为25～50℃；在本发明的一些实施例中，所述温度为30℃。所述反应的时间优选为15～60min；在本发明的一些实施例中，反应时间为30min。本发明中，所述反应优选在搅拌条件下进行。所述搅拌的速率优选为150～350rpm；在本发明的一些实施例中，搅拌的速率为300rpm。
[0045] 在上述反应后，进行过滤。本发明中，所述过滤优选借助真空过滤机进行，将沉淀滤除，得到硫酸锌溶液。
[0046] 按照本发明，在得到硫酸锌溶液后，将所述硫酸锌溶液蒸发浓缩、结晶，得到硫酸锌。
[0047] 本发明中，所述蒸发浓缩的温度优选80～120℃。所述蒸发浓缩的程度优选为达到所述硫酸锌溶液的饱和浓度，具体的，溶液密度为1.52g/cm3。实际操作中，外观上溶液表面出现鳞片时可停止加热，然后趁热将浓溶液注入结晶器中，进行结晶。
[0048] 本发明中，所述结晶的温度优选为12～18℃；在本发明的一些实施例中，结晶的温度为13℃。在上述温度范围下，能够高效得打七水硫酸锌晶体，若温度过低，则设备能耗大、成本高，若温度过高，则硫酸锌溶解度大，造成结晶出的七水硫酸锌产能降低。在结晶后，得到ZnSO4·7H2O晶体。
[0049] 本发明中，在上述结晶后，优选还进行离心脱水和干燥。所述干燥的温度优选为200～300℃。经干燥后，得到硫酸锌产品，符合工业硫酸锌优等品的要求。
[0051] 实施例1
[0052] S1、冶炼渣预处理
[0053] 废杂铜冶炼渣(锌含量为25wt％)与水混合，至冶炼渣浓度为60％，加入旋转的洗矿机中洗涤10min；洗涤后的冶炼渣排料后，经过2mm筛分和洗涤，其中，粒度大于2mm的铜锌合金、不锈钢和金属态铁进行回收；粒度小于2mm的冶炼渣采用摇床进行处理，分离回收粒度小于2mm的金属态物料，剩余的粒度小于2mm的冶炼渣尾矿球磨至粒度小于0.074mm占80％，得到预处理冶炼渣。
[0054] 通过预处理，冶炼渣中占比25.46wt％的锌以粗颗粒锌合金形态得到回收，小于2mm的冶炼渣尾矿中锌的品味为24.58％。
[0055] S2、搅拌浸出
[0056] 配制浓度为110g/L的H2SO4水溶液作为浸出剂，按照浸出剂∶预处理冶炼渣的液固比4mL∶1g，将预处理冶炼渣与浸出剂混匀，在反应温度30℃、搅拌速率300rpm下浸出120min，调节矿浆浸出终点pH值为4.5，过滤，得到硫酸锌溶液(锌离子浓度为56.05g/L)和除锌后的冶炼渣。锌的浸出率为91.22％。
[0057] S3、浸出液除杂
[0058] 将所得硫酸锌溶液注入容器中，在温度30℃、搅拌速率300rpm下，按照锌粉∶杂质金属离子摩尔比1.3加入锌粉，反应30min后，用真空过滤机过滤，得到除杂后的硫酸锌滤液。所得滤液中铜的含量＜1mg/L，镉的含量＜1.2mg/L。
[0059] S4、蒸发结晶
[0060] 将所得硫酸锌滤液注入蒸发器中，于100℃下加热蒸发至溶液密度为1.52g/cm3，趁热将溶液注入结晶器中，结晶温度为13℃，冷却结晶出ZnSO4·7H2O晶体。然后进行离心脱水，再放入烘箱中于120℃烘干，得到硫酸锌产品。其中，ZnSO4·7H2O的含量＞98％，符合工业硫酸锌优等品的要求。
[0061] 实施例2
[0062] S1、冶炼渣预处理
[0063] 废杂铜冶炼渣(锌含量为20wt％)与水混合，至冶炼渣浓度为60％，加入旋转的洗矿机中洗涤10min；洗涤后的冶炼渣排料后，经过2mm筛分和洗涤，其中，粒度大于2mm的铜锌合金、不锈钢和金属态铁进行回收；粒度小于2mm的冶炼渣采用摇床进行处理，分离回收粒度小于2mm的金属态物料，剩余的粒度小于2mm的冶炼渣尾矿球磨至粒度小于0.074mm占78.5％，得到预处理冶炼渣。
[0064] 通过预处理，冶炼渣中占比28.36wt％的锌以粗颗粒锌合金形态得到回收，小于2mm的冶炼渣尾矿中锌的品味为28.44％。
[0065] S2、搅拌浸出
[0066] 配制浓度为110g/L的H2SO4水溶液作为浸出剂，按照浸出剂∶预处理冶炼渣的液固比5mL∶1g，将预处理冶炼渣与浸出剂混匀，在反应温度30℃、搅拌速率300rpm下浸出120min，调节矿浆浸出终点pH值为4.5，过滤，得到硫酸锌溶液(锌离子浓度为58.21g/L)和除锌后的冶炼渣。锌的浸出率为91.34％。
[0067] S3、浸出液除杂
[0068] 将所得硫酸锌溶液注入容器中，在温度40℃、搅拌速率300rpm下，按照锌粉∶杂质金属离子摩尔比1.3加入锌粉，反应30min后，用真空过滤机过滤，得到除杂后的硫酸锌滤液。所得滤液中铜的含量＜1mg/L，镉的含量＜1.2mg/L。
[0069] S4、蒸发结晶
[0070] 将所得硫酸锌滤液注入蒸发器中，于100℃下加热蒸发至溶液密度为1.52g/cm3，趁热将溶液注入结晶器中，结晶温度为18℃，冷却结晶出ZnSO4·7H2O晶体。然后进行离心脱水，再放入烘箱中于120℃烘干，得到硫酸锌产品。其中，ZnSO4·7H2O的含量＞98％，符合工业硫酸锌优等品的要求。
[0071] 实施例3
[0072] S1、冶炼渣预处理
[0073] 废杂铜冶炼渣(锌含量为24wt％)与水混合，至冶炼渣浓度为40％，加入旋转的洗矿机中洗涤10min；洗涤后的冶炼渣排料后，经过2mm筛分和洗涤，其中，粒度大于2mm的铜锌合金、不锈钢和金属态铁进行回收；粒度小于2mm的冶炼渣采用摇床进行处理，分离回收粒度小于2mm的金属态物料，剩余的粒度小于2mm的冶炼渣尾矿球磨至粒度小于0.074mm占82％，得到预处理冶炼渣。
[0074] 通过预处理，冶炼渣中占比25.61wt％的锌以粗颗粒锌合金形态得到回收，小于2mm的冶炼渣尾矿中锌的品味为27.32％。
[0075] S2、搅拌浸出
[0076] 配制浓度为120g/L的H2SO4水溶液作为浸出剂，按照浸出剂∶预处理冶炼渣的液固比6mL∶1g，将预处理冶炼渣与浸出剂混匀，在反应温度30℃、搅拌速率300rpm下浸出200min，调节矿浆浸出终点pH值为3.5，过滤，得到硫酸锌溶液(锌离子浓度为60.14g/L)和除锌后的冶炼渣。锌的浸出率为93.57％。
[0077] S3、浸出液除杂
[0078] 将所得硫酸锌溶液注入容器中，在温度50℃、搅拌速率300rpm下，按照锌粉∶杂质金属离子摩尔比1.3加入锌粉，反应30min后，用真空过滤机过滤，得到除杂后的硫酸锌滤液。所得滤液中铜的含量＜1mg/L，镉的含量＜1.2mg/L。
[0079] S4、蒸发结晶
[0080] 将所得硫酸锌滤液注入蒸发器中，于100℃下加热蒸发至溶液密度为1.52g/cm3，趁热将溶液注入结晶器中，结晶温度为12℃，冷却结晶出ZnSO4·7H2O晶体。然后进行离心脱水，再放入烘箱中于120℃烘干，得到硫酸锌产品。其中，ZnSO4·7H2O的含量＞98％，符合工业硫酸锌优等品的要求。
[0081] 以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种恒温恒pH值的石煤提钒搅拌浸出槽 | 2020-09-07 | 4 |
| 一种焊锡阳极泥硝酸渣提取银和金的方法 | 2021-11-21 | 3 |
| 一种湿法处理低品位氧化锌矿的方法 | 2021-06-22 | 0 |
| 一种从碲化铜渣中提取铜和碲的方法 | 2021-12-29 | 3 |
| 采用浓酸熟化法从钒矿中浸出钒时减少酸用量的方法 | 2021-02-09 | 2 |
| 从复杂含锗镓的冶炼渣或矿石中选择性浸出锗镓的方法 | 2020-12-15 | 4 |
| 采用微波法碱液浸出钒矿石中钒的提取工艺 | 2020-09-09 | 4 |
| 一种从高氟氯次氧化锌粉制取电锌的方法 | 2021-09-17 | 1 |
| 一种从含铟物料中回收铟的方法 | 2021-09-23 | 3 |
| 湿法冶金浸出过程温度、pH值在线监测装置 | 2021-02-26 | 0 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
浸出热门专利
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈