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1、(10)申请公布号 CN 103088214 A (43)申请公布日 2013.05.08 CN 103088214 A *CN103088214A* (21)申请号 201310016779.1 (22)申请日 2013.01.17 C22B 3/12(2006.01) C22B 1/00(2006.01) C25C 1/18(2006.01) (71)申请人 湖南有色金属研究院 地址 410015 湖南省长沙市芙蓉南路 281 号 申请人 常宁市华兴冶化实业有限责任公司 (72)发明人 吴海国 刘亮 杨文 何辉 刘景槐 谭得友 李婕 王智友 肖超 姚金江 (74)专利代理机构 长沙正奇专利。
2、事务所有限责 任公司 43113 代理人 马强 (54) 发明名称 一种全湿法从铅渣中提取铅的工艺 (57) 摘要 本发明属于金属冶金领域， 提供了全湿法从 铅渣中提取铅的工艺， 具体为 ： 用Na2CO3将铅渣中 PbSO4转变为 PbCO3， PbCO3物料经 NaOH 浸出， 浸出 液经电积生产电铅， 电铅经酸洗回收 ZnSO4H2O， 同时提高电铅质量 ； 电积后液蒸发浓缩产出 Na2CO3结晶， Na2CO3结晶经熟石灰苛化回收 NaOH， 蒸发母液和苛化后液返回到碱浸。该方法适应性 强， 针对不同成分、 不同品位的铅渣均可， 生产成 本比火法工艺低， 且铅直收率可达 90% 以上。。
3、 (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 (10)申请公布号 CN 103088214 A CN 103088214 A *CN103088214A* 1/1 页 2 1. 一种全湿法从铅渣中提取铅的工艺， 其特征是， 具体步骤为 ： （1） 转型 ： 将铅渣与Na2CO3和水混合， 搅拌转型并控制pH大于7， 得混合物 ； 将混合物过 滤， 得硫酸钠溶液和滤料 ； 硫酸钠溶液经蒸发浓缩得硫酸钠产品， 滤料经水洗得PbCO3物料 ； 所述 Na2CO3的摩尔加入量。
4、为铅渣中硫酸铅摩尔量的 1.6-1.8 倍， 水的加入量以控制混合物 的液固质量比为 3-5:1 为准， 转型温度为 40 -90， 转型时间为 110-130 分钟 ； （2）碱浸 ： 将所述 PbCO3物料作为碱浸原料， 以 NaOH 溶液作为浸出剂， 其中 NaOH 浓 度为 200 gL-1 -240 gL-1， 控制碱浸的液固质量比大于或等于 10:1， 控制碱浸温度 80 -90， 碱浸时间为 2-3 小时， 过滤， 得含铅浸出液和浸出渣 ； 浸出渣含有锌、 铟和银， 经 水洗、 过滤后外售 ； （3）电 积 ： 将 所 述 含 铅 浸 出 液 作 为 电 积 液，使 得 电 积 。
5、液 的 含 铅 浓 度 在 30gL-1-60gL-1， 控制电积温度为 30 -50， 电流密度为 350Am-2-450Am-2， 极距为 3cm-5cm， 电积液中 NaOH 的浓度为 5 molL-1-6molL-1， 电积液循环速度为 1Lmin-1-1.8 Lmin-1； 电积处理得到电铅和电积后液， 电积后液的含铅浓度控制在 12gL-1-16gL-1， 电铅经水洗、 酸洗和真空干燥得硫酸锌溶液和铅产品 ； （4） 苛化 ： 所述电积后液经蒸发浓缩， 得蒸发母液和碳酸钠结晶 ； 碳酸钠结晶经水和氧 化钙苛化处理、 过滤， 得苛化后液和苛化渣 ； 苛化渣经水洗、 煅烧得氧化钙， 氧。
6、化钙返回至所 述苛化处理环节中回用 ； 所述蒸发母液、 苛化后液和苛化渣水洗后的洗水一起作为循环碱 液返回碱浸步骤回用 ； 所述苛化中氧化钙的摩尔用量为碳酸钠摩尔量的 1.4-1.6 倍， 苛化 温度为 80 90， 苛化时间为 1.5 h -2h。 2. 根据权利要求 1 所述一种全湿法从铅渣中提取铅的工艺， 其特征是， 步骤 （1） 所述铅 渣是指用次氧化锌生产硫酸锌后的含有硫酸铅的下角料。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述一种全湿法从铅渣中提取铅的工艺， 其特征是， 步骤 （1） 所 述 Na2CO3的摩尔加入量为铅渣中硫酸铅摩尔量的 1.6 倍， 水的加入量以控制混合物的液固 质量。
7、比为 4:1 为准， 转型温度为 60， 转型时间为 120 分钟。 4. 根据权利要求 1 或 2 所述一种全湿法从铅渣中提取铅的工艺， 其特征是， 步骤 （1） 所 述转型中硫酸铅脱硫率大于 90%。 5. 根据权利要求 1 或 2 所述一种全湿法从铅渣中提取铅的工艺， 其特征是， 步骤 （2） 所 述 NaOH 浓度为 240 gL-1， 控制碱浸的液固质量比为 10:1， 控制碱浸温度 90， 碱浸时间 为 3 小时。 6. 根据权利要求 1 或 2 所述一种全湿法从铅渣中提取铅的工艺， 其特征是， 步骤 （2） 所 述碱浸中铅浸出率大于 91%。 7. 根据权利要求 1 或 2 所述。
8、一种全湿法从铅渣中提取铅的工艺， 其特征是， 步骤 （3） 所 述电积温度为30， 电流密度为400Am-2， 极距为4cm， 电积液中NaOH的浓度为5molL-1， 电积液循环速度为 1.2Lmin-1； 电积后液的含铅浓度控制在 15gL-1。 8. 根据权利要求 1 或 2 所述一种全湿法从铅渣中提取铅的工艺， 其特征是， 步骤 （3） 所 述酸洗是指用 0.1 molL-1的硫酸清洗。 9. 根据权利要求 1 或 2 所述一种全湿法从铅渣中提取铅的工艺， 其特征是， 步骤 （3） 所 述电积的阴极材料和阳极材料为不锈钢板。 权 利 要 求 书 CN 103088214 A 2 1/4。
9、 页 3 一种全湿法从铅渣中提取铅的工艺 技术领域 0001 本发明属于金属冶金领域， 具体的是全湿法从铅渣中提取铅的工艺。 背景技术 0002 铅渣属于危险固废， 处理不当易污染环境。目前， 我国主要采用火法处理这类铅 渣， 这一流程技术成熟， 产品质量基本稳定。 但此工艺的特点是流程长、 能耗高、 环境污染问 题突出、 投资大、 生产成本高。根据国务院关于节能减排 “十二五” 规划的通知要求， 相关部 门制定了企业清洁生产和综合回收政策， 鼓励企业自主创新的背景下， 提出全湿法从铅渣 中提取铅的工艺， 该工艺的社会效益、 经济效益、 环境效益是以前火法工艺无可比拟的， 满 足当前社会、 经。
10、济、 环境发展的需求。 发明内容 0003 本发明旨在提供一条全湿法从铅渣中提取铅的新工艺， 以取代目前的火法处理铅 渣工艺。 本发明的湿法炼铅工艺较火法冶炼工艺能耗大幅降低， 减少 “三废” 排放量， 有效地 提高渣中锌、 铟、 银含量， 有利于金属下一步的提取， 同时为炼镉厂解决了废碱渣的处理问 题， 避免废碱渣遗弃造成的污染和浪费 ； 提高生产过程的自动化程度， 降低设备投资成本， 优化生产操作车间环境， 降低生产成本。该方法适应性强， 针对不同成分、 不同品位的铅渣 均可， 且铅直收率可达 90% 以上。 0004 为实现上述目的， 本发明的技术方案是 ： 一种全湿法从铅渣中提取铅的工。
11、艺， 具体步骤为 ： （1） 转型 ： 将铅渣与Na2CO3和水混合， 搅拌转型并控制pH大于7， 得混合物 ； 将混合物过 滤， 得硫酸钠溶液和滤料 ； 硫酸钠溶液经蒸发浓缩得硫酸钠产品， 滤料经水洗得PbCO3物料 ； 所述 Na2CO3的摩尔加入量为铅渣中硫酸铅摩尔量的 1.6-1.8 倍， 水的加入量以控制混合物 的液固质量比为 3-5:1 为准， 转型温度为 40 -90， 转型时间为 110-130 分钟 ； （2）碱浸 ： 将所述 PbCO3物料作为碱浸原料， 以 NaOH 溶液作为浸出剂， 其中 NaOH 浓 度为 200 gL-1 -240 gL-1， 控制碱浸的液固质量比大。
12、于或等于 10:1， 控制碱浸温度 80 -90， 碱浸时间为 2-3 小时， 过滤， 得含铅浸出液和浸出渣 ； 浸出渣含有锌、 铟和银， 经 水洗、 过滤后外售 ； （3）电 积 ： 将 所 述 含 铅 浸 出 液 作 为 电 积 液，使 得 电 积 液 的 含 铅 浓 度 在 30gL-1-60gL-1， 控制电积温度为 30 -50， 电流密度为 350Am-2-450Am-2， 极距为 3cm-5cm， 电积液中 NaOH 的浓度为 5 molL-1-6molL-1， 电积液循环速度为 1Lmin-1-1.8 Lmin-1； 电积处理得到电铅和电积后液， 电积后液的含铅浓度控制在 12。
13、gL-1-16gL-1， 电铅经水洗、 酸洗和真空干燥得硫酸锌溶液和铅产品 ； （4） 苛化 ： 所述电积后液经蒸发浓缩， 得蒸发母液和碳酸钠结晶 ； 碳酸钠结晶经水和氧 化钙苛化处理、 过滤， 得苛化后液和苛化渣 ； 苛化渣经水洗、 煅烧得氧化钙， 氧化钙返回至所 述苛化处理环节中回用 ； 所述蒸发母液、 苛化后液和苛化渣水洗后的洗水一起作为循环碱 说 明 书 CN 103088214 A 3 2/4 页 4 液返回碱浸步骤回用 ； 所述苛化中氧化钙的摩尔用量为碳酸钠摩尔量的 1.4-1.6 倍， 苛化 温度为 80 90， 苛化时间为 1.5 h -2h。 0005 步骤 （1） 所述铅渣。
14、是指用次氧化锌生产硫酸锌后的含有硫酸铅的下角料 , 所述 Na2CO3来自炼镉厂的废碱渣。 0006 步骤 （1） 所述 Na2CO3的摩尔加入量优选为铅渣中硫酸铅摩尔量的 1.6 倍， 水的加 入量优选以控制混合物的液固质量比为 4:1 为准， 转型温度优选为 60， 转型时间优选为 120 分钟。 0007 步骤 （1） 所述转型中硫酸铅脱硫率大于 90%。 0008 步骤 （2） 所述 NaOH 浓度优选为 240gL-1， 控制碱浸的液固质量比优选为 10:1， 控 制碱浸温度优选 90， 碱浸时间优选为 3 小时。 0009 步骤 （2） 所述碱浸中铅浸出率大于 91%。 0010 。
15、步骤 （3） 所述电积温度优选为 30， 电流密度优选为 400Am-2， 极距优选为 4cm， 电积液中 NaOH 的浓度优选为 5 molL-1， 电积液循环速度为优选 1.2Lmin-1； 电积后液的 含铅浓度优选控制在 15gL-1。 0011 步骤 （3） 所述酸洗优选是指用 0.1 molL-1的硫酸清洗。 0012 步骤 （3） 所述电积的阴极材料和阳极材料优选为不锈钢板。 0013 下面对本发明做进一步的解释和说明 ： 本发明的用全湿法从铅渣中提取铅的工艺的反应原理及方程式如下 ： （1） 铅渣转型原理 ： 利用 PbCO3溶度积比 PbSO4更小的原理， 主要反应如下所示。 。
16、0014 PbSO4+Na2CO3= PbCO3+Na2SO4 （2） 碱浸原理 ： PbCO3在碱性溶液易被离解， 其中铅与 OH-生成络合离子， 络合离子主要有 Pb(OH)+ 、 ， 主要反应式如下所示。 0015 Pb2+OH-=Pb(OH)+ Pb2+2OH-=Pb(OH)2 Pb2+3OH-= 溶液中总铅的浓度为 ： PbT=Pb2+Pb(OH)+Pb(OH)2+ 在强碱溶液中， 铅主要以的形式存在。 0016 （3） 铅碱性电积原理 ： 铅碱性浸出液体系中存在大量的 OH-， 阳极反应主要为析氧反应 ： 同时还存在在阳极氧化的副反应 ： 说 明 书 CN 103088214 A 。
17、4 3/4 页 5 阴极反应为 ： 电积过程总反应 ： 与现有技术相比， 本发明的优势在于 ： （1） 本发明的吨铅能耗较火法冶炼回收铅渣中的有价金属明显降低， 生产成本大幅下 降。 0017 （2） 本发明的整个工艺过程在碱性体系进行， 克服了设备投资大， 使用周期短， 操 作困难等缺点， 大幅度降低了设备投资， 并使操作过程易实现自动化。 0018 （3） 本发明的工艺过程中基本无废气产生， 转型废水经蒸发浓缩回收的硫酸钠达 到 GB/T6009-2003 类标准， 其他废水可循环利用， 浸出渣回收稀贵金属， 为炼镉厂解决了 废碱渣的处理问题， 避免废渣堆存造成的污染和浪费，“三废” 基本。
18、做到零排放， 满足清洁生 产的要求。 0019 （4） 该方法适应性强， 针对不同成分、 不同品位的铅渣均可， 且铅直收率可达 90% 以上。 附图说明 0020 图 1 是本发明实施例中用全湿法从铅渣中提取铅的工艺的工艺流程图。 具体实施方式 0021 下面结合实施例和附图对本发明做进一步的说明， 实施例所述百分含量均指质量 百分含量。 0022 用本发明的方法从铅渣中提取铅， 以衡阳某厂的铅渣为例， 该厂铅渣组成 （wt%） 如 下 ： 表 1 铅渣的主要化学元素分析结果 废碱为某镉厂的镉精炼后的覆盖剂， 经吸水、 碳化而成， 其中 Na2CO3 68.99%、 Zn 16.26% ； 一。
19、种全湿法从铅渣中提取铅的工艺， 如图 1 所示， 具体步骤为 ： （1）转型 ： 将铅渣与上述废碱和水混合， 控制 pH 大于 7 并搅拌转型， 得混合物 ； 将 混合物过滤， 得硫酸钠溶液和滤料 ； 硫酸钠溶液经蒸发浓缩得硫酸钠产品 （达到 GB/ T6009-2003 类标准） ， 滤料经水洗得 PbCO3物料 ； 所述 Na2CO3的摩尔加入量为铅渣中硫酸 说 明 书 CN 103088214 A 5 4/4 页 6 铅摩尔量的 1.6 倍， 水的加入量以控制混合物的质量比为 4:1 为准， 转型温度为 60， 转型 时间为 120 分钟 ； 转型脱硫率为 91.47%。 0023 （2。
20、） 碱浸 ： 将所述 PbCO3物料作为碱浸原料， 加入 NaOH 溶液作为浸出剂， 其中 NaOH 浓度为 240 gL-1， 控制碱浸的液固质量比为 10:1， 控制碱浸温度 90， 碱浸时间为 3 小 时， 过滤， 得含铅浸出液和浸出渣 ； 浸出渣含有锌、 铟和银， 经水洗、 过滤后外售 ； 铅浸出率 为 93.42%。 0024 （3）电积 ： 将所述含铅浸出液稀释作为电积液， 使得电积液的含铅浓度在 30gL-1， 控制电积温度为 30， 电流密度为 400Am-2， 极距为 4cm， 电积液中 NaOH 的浓度 为 5molL-1， 电积液循环速度为 1.2Lmin-1； 然后将电。
21、积液过滤得电积后液和电铅， 电铅 经水洗、 酸洗和真空干燥得硫酸锌产品和铅产品 ； 电积后液铅浓度保持在 15gL-1以上， 铅电积电流效率 92.68%， 电能消耗 515.08 kwht-1， 电积生产电铅， 电铅经酸洗回收 ZnSO4H2O， 稀硫酸洗涤后铅产品含铅 98.50% ； （4） 苛化 ： 所述电积后液经蒸发浓缩， 得蒸发母液和碳酸钠结晶 ； 碳酸钠结晶经水和氧 化钙苛化， 过滤， 得苛化后液和苛化渣 ； 苛化渣经水洗、 煅烧得氧化钙， 氧化钙返回至苛化步 骤中回用 ； 所述蒸发母液、 苛化后液和苛化渣水洗后的洗水一起作为循环碱液返回碱浸步 骤回用 ； 所述苛化中氧化钙的摩尔。
22、用量为碳酸钠摩尔量的 1.5 倍为准， 苛化温度为 90， 苛 化时间为 2h。苛化后液 Na2CO3浓度为 9.68gL-1， 苛化率为 88.01% ； 将蒸发母液和苛化后液返回到碱浸段在液固质量比为 14:1， NaOH 浓度为 6molL-1， 温 度为 90， 反应时间为 3h， 铅浸出率为 92.87%。 0025 吨铅生产成本为 11965.97 元， 低于火法处理成本。同时废碳酸钠作为铅渣转型剂 不影响转型效果， 其水溶后的滤渣含 Zn 55.25%， 可返到一水硫酸锌车间浸出 ； 整个工艺流 程铅直收率大于 90%， 铅产品含铅大于 98% ； 无废气产生， 废水经蒸发浓缩回收无水 Na2SO4， 废渣含 Ag、 In 等稀贵金属， 价值高， 出售处理。 说 明 书 CN 103088214 A 6 1/1 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 103088214 A 7 。