一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102965499 A (43)申请公布日 2013.03.13 CN 102965499 A *CN102965499A* (21)申请号 201210430999.4 (22)申请日 2012.11.01 C22B 3/08(2006.01) C22B 3/44(2006.01) C22B 3/12(2006.01) C22B 19/30(2006.01) C22B 13/00(2006.01) C22B 30/04(2006.01) C22B 23/00(2006.01) C22B 15/00(2006.01) (71)申请人 湖南有色金属研究院 地址 4100。

2、15 湖南省长沙市芙蓉中路三段 396 号 (72)发明人 陈海清 谭令 温俊杰 (74)专利代理机构 长沙市融智专利事务所 43114 代理人 颜勇 (54) 发明名称 一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取 方法 (57) 摘要 一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取 方法， 是采用全湿法流程处理湿法炼锌砷盐净化 渣， 通过选择性浸锌， 氧化浸出铅、 中和沉砷、 沉淀 法回收钴、 镍 ； 中和沉砷得到的沉砷铜渣碱浸分 离铜、 砷。全湿法工艺。本发明充分利用了各元 素及化合物在特定条件下的性质， 实现了各元素 的高效分离， 可高效回收渣中 Zn、 Cu、 Co、 Ni 并实 现 As 的循环。

3、利用， 具有很高的经济效益和环保价 值， 过程中无 “三废” 排放 ； 是一种环境友好， 资源 利用率高， 能耗低的处理方法。适合高铜、 高砷及 高铅物料的处理， 解决了砷盐净化钴镍渣中有价 金属回收困难， 采用火法处理金属回收率低、 环境 污染等缺点。适于工业化应用。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取方法， 包括下述步骤 ： 第一步 ： 选择性浸锌 取粒度为 120-200 目的湿法。

4、炼锌砷盐净化渣加水搅拌浆化， 控制浆料的液固比 3-5:1 ； 常温下， 向浆料中加入硫酸浸锌， 控制浸出过程 pH 为 3-3.5， 浸出终点 pH 为 4.5， 浸出结束 后过滤， 滤液为富锌液 ； 滤渣浸锌后渣， 备用 ； 第二步 ： 氧化浸出铅 常温下， 向第一步所得的浸锌后渣中加入水、 硫酸， 控制混合溶液的液固比 =5-7 ： 1， 过 程 pH 0.5， 然后， 加入双氧水进行氧化浸出， 浸出结束， 过滤， 滤渣为富铅渣， 用于回收铅 ； 滤液为除铅后液， 备用 ； 其中， 硫酸加入量根据湿法炼锌砷盐净化渣中溶解可溶性金属离子 所需的酸的理论用量的 0.7-1.0 倍， 双氧水加。

5、入量根据湿法炼锌砷盐净化渣中 As 氧化为 As5+理论用量的 1.0-1.4 倍 ； 第三步 ： 中和沉砷 将第二步得到的除铅后液用碱和 / 或碱性盐调 pH 为 ： 3 pH 3.5， 控制终点 pH 为 3.5， 实现中和沉砷 ； 过滤， 滤渣为砷酸铜渣 ； 滤液为沉砷后液 ； 第四步 ： 沉淀法回收钴、 镍 向沉砷后液中加入沉淀剂实现的钴、 镍沉淀回收。 2. 根据权利要求 1 所述的一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取方法， 其特征在 于 ： 第一步中， 硫酸的浓度为 150-200g/L。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取方法， 其 特。

6、征在于 ： 第二步中， 浸出时间为 1-2 小时 ； 硫酸的质量百分浓度为 98%， 每 100g 浸锌后渣 的硫酸用量为 98-140.4g ； 双氧水质量百分浓度为 30%， 每 100g 浸锌后渣的双氧水用量为 80-100ml。 4. 根据权利要求 3 所述的一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取方法， 其特征在 于 ： 第三步中， 所述碱为 NaOH， 碱性盐为 Na2CO3。 5. 根据权利要求 3 所述的一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取方法， 其特征在 于 ： 第四步中， 沉淀剂选自 Na2S、 NaOH、 Na2CO3中的一种。 6. 根据权利要求 1-5 任意一项所述的。

7、一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取方 法， 其特征在于 ： 所述砷酸铜渣用氢氧化钠进行碱性浸出， 使铜和砷分别以氢氧化铜和砷酸 钠的形式回收， 砷酸钠返回沉砷过程循环利用 ； 工艺条件为 ： 碱浸温度为 60-80， 浸出 3-5 小时， 液固比 =8-10 ： 1 ； 氢氧化钠添加量为理论用量的 1.5-2.0 倍。 权 利 要 求 书 CN 102965499 A 2 1/4 页 3 一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取方法 技术领域 0001 本发明涉及一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取方法。属于资源利用技术领域。 背景技术 0002 湿法炼锌二段除钴镍工艺世界各国的锌冶炼厂根。

8、据各自的技术水平以及原料的 具体情况而采用不同的方法， 目前国内外主要采用锌粉锑盐净化法和锌粉砷盐净化法。这 两种方法都能满足溶液深度净化的要求， 是目前世界上硫酸锌溶液净化的主要方法与发展 趋势。对于湿法炼锌二段净化渣中有价元素的提取方法， 根据湿法炼锌采取的工艺不同湿 法炼锌渣中的成分也不相同， 故采用的提取方法也不相同。 0003 锌粉砷盐净化法由于成分复杂， 处理难度相对较大， 很多工厂都未做处理或仅仅 简单处理后回收渣中的部分金属， 造成了很大的资源浪费， 并且易引发环境污染。 0004 目前对砷盐净化渣的处理方式主要是送铜鼓风炉处理回收铜， 其它有价金属均未 进行综合回收。其中 A。

9、s 大部分进入了烟气中， 少部分进入了粗铜和渣中， 目前没有很好的 回收手段， 因此不仅造成了烟尘回收困难， 进入粗铜中的 As 也对铜电解造成了一定影响。 Co、 Ni、 Pb、 Zn 大部分进入渣中后被废弃在自然环境中， 造成严重的重金属污染和资源浪费 ； 同时 Co、 Ni、 Pb 也有少部分进入粗铜， 给电解净化带来了较大的负担。此外， 以上有害杂质 进入渣中， 也造成了渣量增大， 铜回收率下降， 粗铜返回铜冶炼的过程中， 铜冶炼的能耗也 进一步增加。 0005 资源再生 2010 年第 9 期对于锑盐除钴净化渣的处理提出了如下工艺 ： 采用酸性 浸出锌、 镉、 钴等有价金属使其进入溶。

10、液， 同时控制铜进入渣中 ； 浸出液经双氧水氧化除铁、 低温锌粉置换除铜后， 用 - 亚硝基 - 萘酚的碱性溶液进行沉钴 ； 沉钴渣经过酸洗除杂 后焙烧得到粗 Co3O4。该法的缺点是渣中的镍及锌没有得到充分回收。 0006 中南大学学报 2001 年第 32 卷第 4 期提出了氨 - 硫酸铵体系处理湿法炼锌锑盐 净化钴渣的工艺。该工艺首先用铵 - 氨水溶液浸出烘烤后的钴渣， 再用锌粉对浸出液净化 除杂并进行锌与镉、 钴、 铜及铜与钴的分离。在最佳技术条件下， 金属浸出率 ( 质量分数 ) 分别为 ： Zn 91.18%， Cu 96.98%， Cd 99.38%， Co 89.35% ； 净。

11、化所得的富钴渣含 Co 3.79%， 富 集比达 8.4， 从这种钴渣中可直接提取钴或钴盐 ； 而净化液可直接制取活性锌粉。但该工艺 采用铵 - 氨水溶液作浸出剂， 操作环境较为恶劣。 0007 锌加压浸出工艺与装备国产化及液态铅渣直接还原专题研讨会论文集 中文献 报导了砷盐净化工艺产出的钴镍渣中有价元素的火法及湿法联合提取工艺。 先对二段渣进 行选择性浸锌， 并对浸锌渣进行焙烧， 使砷开路， 同时使铜、 钴、 镍等有价金属转化成易经酸 浸出的氧化物。焙烧渣酸浸后， 采用铁粉置换除铜使铜与钴镍分离。但该工艺存在除铜后 液中铁过高的问题。 发明内容 0008 本发明的目的在于克服现有技术之不足而。

12、提供一种工艺设计合理、 可有效提高金 说 明 书 CN 102965499 A 3 2/4 页 4 属的综合回收率、 减少环境污染的全湿法工艺处理湿法炼锌砷盐净化渣的方法， 高效回收 湿法炼锌砷盐净化渣中 Zn、 Cu、 Co、 Ni 并实现 As 的循环利用， 。 0009 本发明一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取方法， 包括下述步骤 ： 0010 第一步 ： 选择性浸锌 0011 取粒度为 120-200 目的湿法炼锌砷盐净化渣加水搅拌浆化， 控制浆料的液固比 3-5:1 ； 常温下， 向浆料中加入硫酸浸锌， 控制浸出过程 pH 为 3-3.5， 浸出终点 pH 为 4.5， 浸 出结。

13、束后过滤， 滤液为富锌液 ； 滤渣浸锌后渣， 备用 ； 0012 第二步 ： 氧化浸出铅 0013 常温下， 向第一步所得的浸锌后渣中加入水、 硫酸， 控制混合溶液的液固比 =5-7 ： 1， 过程 pH 0.5， 然后， 加入双氧水进行氧化浸出， 浸出结束， 过滤， 滤渣为富铅渣， 用于回 收铅 ； 滤液为除铅后液， 备用 ； 其中， 硫酸加入量根据湿法炼锌砷盐净化渣中溶解可溶性金 属离子所需的酸的理论用量的0.7-1.0倍， 双氧水加入量根据湿法炼锌砷盐净化渣中As氧 化为 As5+理论用量的 1.0-1.4 倍 ； 0014 第三步 ： 中和沉砷 0015 将第二步得到的除铅后液用碱和 。

14、/ 或碱性盐调 pH 为 ： 3 pH 3.5， 控制终点 pH 为 3.5， 实现中和沉砷 ； 过滤， 滤渣为砷酸铜渣 ； 滤液为沉砷后液 ； 0016 第四步 ： 沉淀法回收钴、 镍 0017 向沉砷后液中加入沉淀剂实现的钴、 镍沉淀回收。 0018 本发明一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取方法， 第一步中硫酸的浓度为 150-200g/L。 0019 本发明一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取方法， 第二步中， 浸出时间为 1-2 小时 ； 硫酸的质量百分浓度为 98%， 每 100g 浸锌后渣的硫酸用量为 98-140.4g ； 双氧水 质量百分浓度为 30%， 每 100g 浸。

15、锌后渣的双氧水用量为 80-100ml。 0020 本发明一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取方法， 第三步中， 所述碱为 NaOH， 碱性盐为 Na2CO3。 0021 本发明一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取方法， 第四步中， 沉淀剂选自 Na2S、 NaOH、 Na2CO3中的一种。 0022 本发明一种湿法炼锌砷盐净化渣中有价元素的提取方法， 所述砷酸铜渣用氢氧化 钠进行碱性浸出， 使铜和砷分别以氢氧化铜和砷酸钠的形式回收， 砷酸钠返回沉砷过程循 环利用 ； 工艺条件为 ： 碱浸温度为 60-80， 浸出 3-5 小时， 液固比 =8-10 ： 1 ； 氢氧化钠添加 量为理论用量。

16、的 1.5-2.0 倍。 0023 本发明的机理及优点简述于下 ： 0024 本发明由于采用上述工艺路线， 充分利用了各元素及化合物在特定条件下的性 质， 实现了各元素的高效分离。利用全湿法流程处理湿法炼锌砷盐净化钴镍渣， 采用选择 性浸锌、 氧化浸出铅、 中和沉砷、 沉淀法回收钴、 镍以及碱性浸出砷、 铜， 实现渣中 Zn、 Pb、 As、 Cu、 Co 及 Ni 的分步回收， 是一条全新的工艺路线， 而且过程中无 “三废” 排放， 是一种环境 友好的处理方法， 具有资源利用率高， 能耗低等特点。与现有技术相比， 本发明具有以下优 点 ： 0025 1. 解决了湿法炼锌过程砷盐净化钴镍渣难处。

17、理的难题， Zn、 Cu、 As、 Co、 Ni 分离效 说 明 书 CN 102965499 A 4 3/4 页 5 果好， 回收率高 0026 2. 浸出过程主要在常温常压下进行， 对能源消耗少， 设备要求低 0027 3. 过程中将有价元素充分回收， 环境污染小。 0028 4. 适合处理含高 Cu、 As 的难处理物料。 0029 综上所述， 本发明工艺设计合理、 充分利用各元素及化合物在特定条件下的性质， 实现了各元素的高效分离， 可高效回收渣中 Zn、 Cu、 Co、 Ni 并实现 As 的循环利用， 具有很高 的经济效益和环保价值， 提高了金属的综合回收率、 减少环境污染， 适合。

18、高铜、 高砷及高铅 物料的处理。是一条全新的工艺路线， 而且过程中无 “三废” 排放， 环境友好。适于工业化 应用。 附图说明 0030 附图 1 为本发明的工艺流程图 具体实施方式 0031 以下通过具体实施例， 对本发明作进一步说明。 0032 实施例 1 0033 采用 120 目成分为 Zn 8.69%， Co 2.47%， Ni 0.96%， Cu 42.34%， As 11.65% 的新产 出砷盐净化渣提取有价元素 ； 砷盐净化渣质量为 ： 132g。 0034 第一步 ： 选择性浸锌 0035 将砷盐净化渣常温下浆化10min， 浆化液固比3:1 ； 向浆料中加入浓度为150g/。

19、L的 硫酸浸锌， 搅拌转速 200 转 /min， 控制浸出过程 pH 为 3-3.5， 浸出终点 pH 为 4.5， 浸出结束 后过滤， 滤液为富锌液 ； 滤渣浸锌后渣， 备用 ； 0036 第二步 ： 氧化浸出铅 0037 常温下， 取 100g 浸锌后渣， 向其中加入水、 浓度为 98% 的硫酸， 控制混合溶液的液 固比 =5 ： 1， 过程 pH 0.5， 然后， 加入双氧水进行氧化浸出 60min， 浸出结束， 过滤， 滤渣为 富铅渣， 用于回收铅 ； 滤液为除铅后液， 备用 ； 其中， 硫酸加入量为 98g ； ， 双氧水加入量为 80ml ； 0038 第三步 ： 中和沉砷 00。

20、39 除铅后液用 NaOH 调 pH 为 ： 3 pH 3.5， 在室温， 搅拌速度 300 转 / 分， 控制终点 pH 为 3.5， 实现中和沉砷 ； 过滤， 滤渣为砷酸铜渣 ； 滤液为沉砷后液 ； 0040 第四步 ： 沉淀法回收钴、 镍 0041 向沉砷后液中加入 Na2S， 得到 CoS、 NiS ； 实现的钴、 镍沉淀回收。 0042 以砷酸铜渣为原料， 添加 NaOH 进行碱浸， 得到砷酸钠溶液和氢氧化铜 ； 浸出时间 3h， 碱过量系数 1.5， 温度 60， 液固比 8:1。 0043 本实施例处理的砷盐净化渣， 采用化学方法分析各元素含量， ICP 分析微量元素、 XRD 。

21、分析物相， Zn、 Cu、 Co、 Ni 的回收率为 ： 91%、 99%、 99%、 99%。 0044 实施例 2 ： 0045 采用 120 目成分为 Zn 8.69%， Co 2.47%， Ni 0.96%， Cu 42.34%， As 11.65% 的新产 出砷盐净化渣提取有价元素 ； 砷盐净化渣质量为 ： 132g。 说 明 书 CN 102965499 A 5 4/4 页 6 0046 第一步 ： 选择性浸锌 0047 将砷盐净化渣常温下浆化10min， 浆化液固比3:1 ； 向浆料中加入浓度为150g/L的 硫酸浸锌， 搅拌转速 200 转 /min， 控制浸出过程 pH 为 。

22、3-3.5， 浸出终点 pH 为 4.5， 浸出结束 后过滤， 滤液为富锌液 ； 滤渣浸锌后渣， 备用 ； 0048 第二步 ： 氧化浸出铅 0049 常温下， ， 取 100g 浸锌后渣， 向其中加入水、 浓度为 98% 的硫酸， 控制混合溶液的 液固比 =5 ： 1， 过程 pH 0.5， 然后， 加入双氧水进行氧化浸出 60min， 浸出结束， 过滤， 滤渣 为富铅渣， 用于回收铅 ； 滤液为除铅后液， 备用 ； 其中， 硫酸加入量 112g ； 双氧水加入量为 90ml ； 0050 第三步 ： 中和沉砷 0051 除铅后液用 NaOH 调 pH 为 ： 3 pH 3.5， 在室温， 。

23、搅拌速度 300 转 / 分， 控制终点 pH 为 3.5， 实现中和沉砷 ； 过滤， 滤渣为砷酸铜渣 ； 滤液为沉砷后液 ； 0052 第四步 ： 沉淀法回收钴、 镍 0053 向沉砷后液中加入 Na2S， 得到 CoS、 NiS ； 实现的钴、 镍沉淀回收。 0054 以砷酸铜渣为原料， 添加 NaOH 进行碱浸， 得到砷酸钠溶液和氢氧化铜 ； 浸出时间 3h， 碱过量系数 1.5， 温度 60， 液固比 8:1。 0055 本实施例处理的砷盐净化渣， 采用化学方法分析各元素含量， ICP 分析微量元素、 XRD 分析物相， Zn、 Cu、 Co、 Ni 的回收率为 ： 91%、 99%、。

24、 99%、 99%。 0056 实施例 3 0057 采用 120 目成分为 Zn 8.69%， Co 2.47%， Ni 0.96%， Cu 42.34%， As 11.65% 的新产 出砷盐净化渣提取有价元素 ； 砷盐净化渣质量为 ： 132g。 0058 第一步 ： 选择性浸锌 0059 将砷盐净化渣常温下浆化10min， 浆化液固比3:1 ； 向浆料中加入浓度为150g/L的 硫酸浸锌， 搅拌转速 200 转 /min， 控制浸出过程 pH 为 3-3.5， 浸出终点 pH 为 4.5， 浸出结束 后过滤， 滤液为富锌液 ； 滤渣浸锌后渣， 备用 ； 0060 第二步 ： 氧化浸出铅 。

25、0061 常温下， 取 100g 浸锌后渣， 向其中加入水、 浓度为 98% 的硫酸， 控制混合溶液的液 固比 =5 ： 1， 过程 pH 0.5， 然后， 加入双氧水进行氧化浸出 60min， 浸出结束， 过滤， 滤渣为 富铅渣， 用于回收铅 ； 滤液为除铅后液， 备用 ； 其中， 硫酸加入量为 140.4g ； 双氧水加入量为 100ml ； 0062 第三步 ： 中和沉砷 0063 除铅后液用 NaOH 调 pH 为 ： 3 pH 3.5， 在室温， 搅拌速度 300 转 / 分， 控制终点 pH 为 3.5， 实现中和沉砷 ； 过滤， 滤渣为砷酸铜渣 ； 滤液为沉砷后液 ； 0064 。

26、第四步 ： 沉淀法回收钴、 镍 0065 向沉砷后液中加入 Na2S， 得到 CoS、 NiS ； 实现的钴、 镍沉淀回收。 0066 以砷酸铜渣为原料， 添加 NaOH 进行碱浸， 得到砷酸钠溶液和氢氧化铜 ； 浸出时间 3h， 碱过量系数 1.5， 温度 60， 液固比 8:1。 0067 本实施例处理的砷盐净化渣， 采用化学方法分析各元素含量， ICP 分析微量元素、 XRD 分析物相， Zn、 Cu、 Co、 Ni 的回收率为 ： 91%、 99%、 99%、 99%。 说 明 书 CN 102965499 A 6 1/1 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 102965499 A 7 。