本发明涉及一种从烟灰、炉渣中提取金属元素的化学方法。 烟灰放入大气中,由于污染空气严重,80年代人们采用了静电吸引等方法把烟尘回收起来,但作为垃圾抛掉了。近几年,人们发现烟尘或炉渣中含有多种有益元素,试图把它们回收起来,利用了冶炼和水浸的方法。例如:招远烟灰厂采用水浸、自然沉降、铁粉还原的方法回收烟尘中的部分铜,但质量和回收率均很低,且对其他元素无法回收。由于烟灰中含铅量高,湖北大冶采用传统的冶炼方法从中回收铅,其他元素也是无法回收武汉钢铁公司对炼钢烟灰采用酸除杂质、筛选、分选、滤干、烘干、高温煅烧、粉碎、细磨的方法得到了质量较高的氧化铁红。天津新建化工厂用炼钢炉烟灰经过8个工艺过程,生产氧化铁黑,以上提取金属的方法均工艺复杂,设备繁多,成本高。
本发明的目的就在于克服已有技术的不足,而提供一种综合利用工业废物资源,工艺设备简单,成本低,质量和回收率高,无污染的从含有金、银、铜、铅、锌、镉、铁、铋、铂族元素的烟灰、炉渣中提取金属元素的方法。
本发明的目的可以通过如下措施来达到:取一定量的烟灰或粉碎的炉渣,烟灰和粉碎的炉渣粒度小于0.088mm,在50-100℃的条件下用1∶4王水溶解、搅拌,分离得残渣a和滤液b,滤液b中金以氯金酸的形式存在于溶液中,让滤液b首先通过活性炭吸附塔,金被活性炭吸附,活性炭经灰化、灼烧、熔融得纯金。经活性炭吸附塔滤过地滤液为c。
滤液c中银以氯化银络离子的形式进入溶液中,先用碳酸盐中和后用水稀释,使PH=2.5-3.0,得铋和银的碳酸盐混合沉淀,过滤得滤液d和沉淀,混合沉淀用盐酸溶解,再用蒸馏水稀释至PH=0.5-1.0,此时,氯化银沉淀生成,过滤,得滤液e备用,沉淀洗涤、烘干得产品氯化银。残渣a中,银以AgCL沉淀形式存在,按残渣与盐酸1∶2用量溶解残渣a(盐酸为1∶1的工业盐酸),过滤得氯化银络离子溶液,加入5-7倍蒸馏水稀释,银成氯化银沉淀,过滤、洗涤、烘干,得产品氯化银。
将滤液e用液体饱和碳酸盐调节PH=2.6-3.2,此时,出现铋的碳酸盐沉淀,过滤、洗涤、烘干、灼烧得产品三氧化二铋。
将滤液d用液体饱和碳酸盐调节PH=3.0-4.5,此时,铁生成铁的碳酸盐,过滤,滤液f备用,沉淀洗涤、烘干,灼烧得铁红。
将滤液f用经去杂质的固体碳酸盐调节PH=4.5-6.2,此时大量铜的碳酸盐生成,过滤,滤液g备用,沉淀洗涤、烘干得CuCO3。
将滤液g用经去杂质的固体碳酸盐调节PH=6.2-7.5,此时锌的碳酸盐生成,过滤,得滤液h和沉淀,沉淀洗涤、烘干、灼烧得ZnO。
将滤液h用液体饱和碳酸盐调节PH=7.5-10,此时镉的碳酸盐沉淀生成,过滤得滤液i和沉淀,沉淀洗涤、烘干、提纯得CdCO3。
将滤液i用硫脲做组沉淀剂,加入硫脲饱和溶液,铂族元素与硫脲生成沉淀,沉淀经过滤、洗涤、按传统的方法分离所含的各种铂族元素。
残渣a中铅以PbCL2留在其中,按固液比1∶40~80加入30℃-100℃热水浸取残渣a后,过滤,然后用经去杂质的碳酸盐调节PH=7.5-10,此时PbCO3沉淀生成,过滤、烘干得PbCO3,PbCO3经过灼烧得黄丹。
以上所调PH用的碳酸盐指的是NaHCO3、KHCO3、Na2CO3、K2CO3等。
本发明与已有技术相比,具有如下优点:由于采用了化学法提取烟灰、炉渣中各有益元素,因而其工艺简单,成本低廉,没有污染,系统性强,能依次提取烟灰和炉渣中所有的金属元素,而且提出的金属元素回收率高,产品质量的各项技术指标均达到要求。下面是一个从烟灰中提出系列金属元素的实验数据:
附图说明:见说明书附图。该图为从烟灰和炉渣中提取金属元素的工艺流程图。
下面给出两个实施例,详细说明本发明。
实施例1:取100公斤烟灰或粉碎的炉渣用1∶4王水411.2公斤充分溶解,过滤得残渣a和滤液b。
金的提取方法:滤液b中,金以氯金酸的形式存在于溶液中,经过滤分离残渣后的滤液第一步先通过活性炭吸附塔,金被活性炭吸附。根据烟灰中金的含量和吸附塔中活性炭的量,待活性炭吸附的金量接近饱和时,即取下更换新的活性炭纸浆层。经过吸附塔的滤液c备用。将取下接近饱和的含金活性炭纸浆层,在电炉上灰化后,转入800~850℃马弗炉中灼烧至无炭质,取出冷却。加浓王水溶解,待彻底溶解后,以8~10倍的蒸馏水稀释。此时,出现氯化银沉淀,经沉降过滤,沉淀用蒸馏水洗涤。然后向溶液里加水合联胺,将三价金还原为单体海绵金,海绵金再用1∶1的硝酸提纯,经提纯后的海绵金放入坩埚中在1200℃~1300℃的高温炉内熔融,将熔融的金液倒入模型中铸锭,即得纯度大于99.50%的纯金。
银的提取方法:将上述滤液c用碳酸盐中和后用水稀释至PH=3.0,得到铋和银的碳酸盐混合沉淀和滤液d,混合沉淀加盐酸直到沉淀溶解,再用蒸馏水稀释PH=1.0,此时,氯化银沉淀生成,过滤,得滤液e和沉淀,沉淀洗涤,烘干得产品氯化银。
取50公斤残渣a加入1∶1工业盐酸100公斤进一步溶解,得氯化银络离子溶液,加入7倍的蒸馏水稀释,银成氯化银沉淀,过滤、洗涤、烘干,得产品氯化银。
铋的提取方法:将上述滤液e用液体饱和碳酸盐调至PH=3.2,此时,出现铋的碳酸盐沉淀,过滤、沉淀洗涤、烘干、提纯、灼烧得产品三氧化二铋。
铁的提取方法:将分离银和铋后的滤液d用液体饱和碳酸盐调至PH=4.5,此时,生成铁的碳酸盐沉淀,过滤得滤液f备用,沉淀洗涤、烘干,灼烧得铁红。
铜的提取方法:将滤液f用经去杂质的固体碳酸盐调至PH=6.2,此时,大量的碳酸铜生成,过滤得滤液g和沉淀,沉淀洗涤、烘干得CuCO3。
锌的提取方法:将滤液g用经去杂质的固体碳酸盐调PH=7.5,此时,锌以ZnCO3形式沉淀,过滤得滤液h备用,沉淀洗涤、烘干、灼烧得ZnO。
镉的提取方法:将滤液h用液体饱和碳酸盐调PH=10,此时,镉的碳酸盐生成,过滤得滤液i和沉淀,沉淀洗涤、烘干、提纯得CdCO3。
铂族元素提取方法:将滤液i用硫脲做组沉淀剂,加入硫脲饱和溶液,铂族元素与硫脲生成沉淀,沉淀经过滤、洗涤后,按传统的方法提取铂族各元素。关于铂族元素的分离提取在龚心若编著的《铂族金属分析》一书中第三章“铂族元素的分离”有详细的叙述。
铅的提取方法:取残渣a10公斤,加入800公斤水浸取(水的温度为30℃-100℃),过滤,滤液用经去杂质的碳酸钠调节PH=10,此时PbCO3沉淀生成,过滤、烘干,得到PbCO3,PbCO3经灼烧得黄丹。
实施例2:取100公斤烟灰或粉碎的炉渣用1∶4王水411.2公斤充分溶解,过滤得残渣a和滤液b。
金的提取方法:滤液b中,金以氯金酸的形式存在于溶液中,经过滤分离残渣后的滤液第一步先通过活性炭吸附塔,金被活性炭吸附。根据烟灰中金的含量和吸附塔中活性炭的量,待活性炭吸附的金量接近饱和时,即取下更换新的活性炭纸浆层。经过吸附塔的滤液c备用。将取下接近饱和的含金活性炭纸浆层,在电炉上灰化后,转入800~850℃马弗炉中灼烧至无炭质,取出冷却。加浓王水溶解,待彻底溶解后,以8~10倍的蒸馏水稀释。此时,出现氯化银沉淀,经沉降过滤,沉淀用蒸馏水洗涤。然后向溶液里加水合联胺,将三价金还原为单体海绵金,海绵金再用1∶1的硝酸提纯,经提纯后的海绵金放入坩埚中在1200℃~1300℃的高温炉内熔融,将熔融的金液倒入模型中铸锭,即得纯度大于99.50%的纯金。
银的提取方法:将上述滤液c用碳酸盐中和后用水稀释至PH=2.5,得到铋和银的碳酸盐混合沉淀和滤液d,混合沉淀加盐酸直到沉淀溶解,再用蒸馏水稀释PH=0.5,此时,氯化银沉淀生成,过滤,得滤液e和沉淀,沉淀洗涤,烘干得产品氯化银。
取50公斤残渣a加入1∶1工业盐酸100公斤进一步溶解,得氯化银络离子溶液,加入5倍的蒸馏水稀释,银成氯化银沉淀,过滤、洗涤、烘干,得产品氯化银。
铋的提取方法:将上述滤液e用液体饱和碳酸盐调至PH=2.6,此时,出现铋的碳酸盐沉淀,过滤、沉淀洗涤、烘干、提纯、灼烧得产品三氧化二铋。
铁的提取方法:将分离银和铋后的滤液d用液体饱和碳酸盐调至PH=3.0,此时,生成铁的碳酸盐沉淀,过滤得滤液f备用,沉淀洗涤、烘干,灼烧得铁红。
铜的提取方法:将滤液f用经去杂质的固体碳酸盐调至PH=4.5,此时,大量的碳酸铜生成,过滤得滤液g和沉淀,沉淀洗涤、烘干得CuCO3。
锌的提取方法:将滤液g用经去杂质的固体碳酸盐调PH=6.2,此时,锌以ZnCO3形式沉淀,过滤得滤液h备用,沉淀洗涤、烘干、灼烧得ZnO。
镉的提取方法:将滤液h用液体饱和碳酸盐调PH=7.5,此时,镉的碳酸盐生成,过滤得滤液i和沉淀,沉淀洗涤、烘干、提纯得CdCO3。
铂族元素提取方法:将滤液i用硫脲做组沉淀剂,加入硫脲饱和溶液,铂族元素与硫脲生成沉淀,沉淀经过滤、洗涤后,按传统的方法提取铂族各元素。关于铂族元素的分离提取在龚心若编著的《铂族金属分析》一书中第三章“铂族元素的分离”有详细的叙述。
铅的提取方法:取残渣a10公斤,加入400公斤水浸取(水的温度为30℃-100℃),过滤,滤液用经去杂质的碳酸钠调节PH=7.5,此时PbCO3沉淀生成,过滤、烘干,得到PbCO3,PbCO3经灼烧得黄丹。