一种电弧法混合铁渣制取铁锭联产硫酸镉和硫酸铜的方法 技术领域 本发明涉及无机化工立德粉制造废铅渣的综合利用技术领域,尤其是一种电弧 法混合铁渣制取铁锭联产硫酸镉和硫酸铜的方法。
技术背景 立德粉是白色高级颜料锌钡白的俗称,其主要的生产原料为二氧化锌、硫酸、 重晶石和无烟煤。 是由硫化钡与硫化锌进行复分解反应而制得。 在立德粉生产的过程中 产生多种重金属废渣,如铅渣、锌渣、镉渣、钡渣、煤渣等固废,每年产生积累约有上 千吨左右,不仅污染农田、环境,危害农作物生长,而且还造成了废渣中铅、镐、铜、 锌以及锗、稼、锢、铭等数种金属元素的浪费。 目前这种废渣大多露天堆放或者填空、 铺路,这样不仅浪费资源,而且污染环境。 为此人们进行了大量的研究,1973 年 01 期的 《精细化工中间体》 中对用立德粉废渣生产多种产品进行了研究, 《湖南化工》 1992 年 第 22 卷第 1 期也报道了 《从立德粉酸浸废渣制取硫酸铅的研究》,但是文中都还只是处 于理论研究,还没有比较实际的处理和利用方法,目前也没有电弧法混合铁渣制取铁锭 联产硫酸镉和硫酸铜的方法的相关报道。
发明内容 本发明提供了一种不仅能干干净净的吞掉重金属废渣,又能制得有价值物品的 电弧法混合铁渣制取铁锭联产硫酸镉和硫酸铜的方法。
为了达到上述的目的,本发明的技术方案为 :
电弧法混合铁渣制取铁锭联产硫酸镉和硫酸铜的方法,包括如下制备步骤 :
步骤 A、将电弧法混合铁渣放进反射炉里,缓缓加热使温度上升到 1600 ℃~ 1700℃ ;铁渣及其铁的化合物融化成为融融状态的铁水流淌出来,铁水用于制取铁锭, 里面残存的一氧化碳和二氧化碳气体随反射炉内温度的升高挥发出来 ;剩下的废渣排出 来冷却到下一道工序进行深加工提取稀有金属盐 ;
步骤 B、将步骤 A 中高温处理剩下的废渣,先用粉碎机粉碎成 80 ~ 120 目的粗 粉,然后转移到第一耐腐蚀反应器里,以纯质量比 1 ∶ 0.91 与盐酸进行反应 ;
步骤 C、将步骤 B 所得反应产物用第一过滤器进行过滤,得到夹带的氯化物的滤 饼杂质和澄清的氯化铜、氯化镉滤液,滤饼杂质转移到另一工序进行深加工 ;
步骤 D、将步骤 C 中过滤得到的滤液送入第二耐腐蚀反应器,与硫酸以纯质量 比 1 ∶ 0.23 ~ 0.63 进行化学反应 ;反应生成硫酸镉、硫酸铜及盐酸的混合溶液 ;
步骤 E、步骤 D 中所得反应产物用第二过滤器进行过滤,得到的滤饼杂质焚烧、 深埋 ;
步骤 F、步骤 E 中所得的滤液依次经过减压蒸馏器和冷却塔,进行减压蒸馏和冷 却,先后得到硫酸镉产品和硫酸铜产品。
其中,所述步骤 A 中的缓缓加热是以每分钟升温 2℃~ 5℃的速度缓缓加热。
所述步骤 F 中,蒸馏剩下的盐酸返回步骤 A 中所述的第一耐腐蚀反应器中循环使用。 本发明主要是运用了电弧炉的技术来提取立德粉废渣里的重金属,将废渣依次 经过高温处理、酸处理和蒸馏处理工序,从而制得单质铁、铜、镉元素及其、有价值的 化合物,本发明既能干干净净的吞掉重金属废渣,减轻重金属对环境的污染 ;又能制得 有价值的产品,具有显著的社会效益和经济效益 ;尤其工艺及生产设备简单,是一种比 较实际的处理和利用方法。
本发明的反应原理为 :
CuO+2HCl ==== CuCl2+H2O
CdO+2HCl ==== CdCl2+H2O
CuCl2+H2SO4 ==== CuSO4+2HCl
CdCl2+H2SO4 ==== CdSO4+2HCl
附图说明
图 1 是电弧法混合铁渣制取铁锭联产硫酸镉和硫酸铜的方法的工艺流程图 ;其中 :
1- 反射炉,2- 铁锭,3- 粉碎机,4- 第一耐腐蚀反应器,5- 第一过滤器,6- 第 二耐腐蚀反应器,7- 第二过滤器,8- 减压蒸馏器,9- 冷却塔,10- 硫酸镉产品,11- 硫酸 铜产品。
具体的实施方式
实施例 1
电弧法混合铁渣制取铁锭联产硫酸镉和硫酸铜的方法,包括如下制备步骤 :
步骤 A、将电弧法混合铁渣放进反射炉 1 里,缓缓加热 ( 每分钟升温 2℃的速度 缓缓加热 ) 使温度上升到 1600℃ ;此时铁渣及其铁的化合物已经融化成为融融状态的铁 水流淌出来,铁水用于制取铁锭 2 ;里面部分残存的一氧化碳和二氧化碳气体也随反射 炉 1 内温度的上升挥发出来,剩下的废渣排出来冷却到下一道工序进行深加工提取稀有 金属盐 ;
步骤 B、将步骤 A 中高温处理剩下的废渣 ( 以 500kg 纯氧化铜和 200kg 纯氧化镉 计 ),先用粉碎机 3 粉碎成 80 目的粗粉,然后转移到第一耐腐蚀反应器 4 里,以纯质量比 1 ∶ 0.91 与盐酸进行反应 ;
步骤 C、将步骤 B 所得反应产物用第一过滤器 5 进行过滤,得到夹带氯化物的滤 饼杂质和澄清的 839.72kg 氯化铜、686.84kg 氯化镉滤液,滤饼杂质转移到另一工序进行 深加工 ;
步骤 D、将步骤 C 中过滤得到的滤液 ( 以氯化镉计 ) 送入第二耐腐蚀反应器 6, 与硫酸以纯质量比 1 ∶ 0.23 进行化学反应 ;反应生成 223.97kg 硫酸镉、314.24kg 硫酸铜 及盐酸的混合溶液 ;
步骤 E、步骤 D 中所得反应产物用第二过滤器 7 进行过滤,得到的滤饼杂质焚 烧、深埋 ;
步骤 F、步骤 E 中所得的滤液依次经过减压蒸馏器 8 和冷却塔 9,进行减压蒸馏和冷却,先后得到 377.62kg 硫酸镉产品 10 和 491.61kg 硫酸铜产品 11 ;蒸馏剩下的盐酸 返回步骤 A 中所述的第一耐腐蚀反应器 4 中循环使用。
实施例 2
电弧法混合铁渣制取铁锭联产硫酸镉和硫酸铜的方法,包括如下制备步骤 :
步骤 A、将电弧法混合铁渣放进反射炉 1 里,缓缓加热 ( 每分钟升温 4℃的速度 缓缓加热 ) 使温度上升到 1650℃ ;此时铁渣及其铁的化合物已经融化成为融融状态的铁 水流淌出来,铁水用于制取铁锭 2 ;里面部分残存的一氧化碳和二氧化碳气体也随反射 炉 1 内温度的上升挥发出来,剩下的废渣排出来冷却到下一道工序进行深加工提取稀有 金属盐 ;
步骤 B、将步骤 A 中高温处理剩下的废渣 ( 以 500kg 纯氧化铜和 200kg 纯氧化镉 计 ),先用粉碎机 3 粉碎成 100 目的粗粉,然后转移到第一耐腐蚀反应器 4 里,以纯质量 比 1 ∶ 0.91 与盐酸进行反应 ;
步骤 C、将步骤 B 所得反应产物用第一过滤器 5 进行过滤,得到夹带氯化物的滤 饼杂质和澄清的 839.72kg 氯化铜、686.84kg 氯化镉滤液,滤饼杂质转移到另一工序进行 深加工 ;
步骤 D、将步骤 C 中过滤得到的滤液 ( 以氯化镉计 ) 送入第二耐腐蚀反应器 6, 与硫酸以纯质量比 1 ∶ 0.43 进行化学反应 ;反应生成 418.72kg 硫酸镉、587.49kg 硫酸铜 及盐酸的混合溶液 ;
步骤 E、步骤 D 中所得反应产物用第二过滤器 7 进行过滤,得到的滤饼杂质焚 烧、深埋 ;
步骤 F、步骤 E 中所得的滤液依次经过减压蒸馏器 8 和冷却塔 9,进行减压蒸馏 和冷却,先后得到 707.53kg 硫酸镉产品 10 和 919.09kg 硫酸铜产品 11 ;蒸馏剩下的盐酸 返回步骤 A 中所述的第一耐腐蚀反应器 4 中循环使用。
实施例 3
电弧法混合铁渣制取铁锭联产硫酸镉和硫酸铜的方法,包括如下制备步骤 :
步骤 A、将电弧法混合铁渣放进反射炉 1 里,缓缓加热 ( 每分钟升温 5℃的速度 缓缓加热 ) 使温度上升到 1700℃ ;此时铁渣及其铁的化合物已经融化成为融融状态的铁 水流淌出来,铁水用于制取铁锭 2 ;里面部分残存的一氧化碳和二氧化碳气体也随反射 炉 1 内温度的上升挥发出来,剩下的废渣排出来冷却到下一道工序进行深加工提取稀有 金属盐 ;
步骤 B、将步骤 A 中高温处理剩下的废渣 ( 以 500kg 纯氧化铜和 200kg 纯氧化镉 计 ),先用粉碎机 3 粉碎成 120 目的粗粉,然后转移到第一耐腐蚀反应器 4 里,以纯质量 比 1 ∶ 0.91 与盐酸进行反应 ;
步骤 C、将步骤 B 所得反应产物用第一过滤器 5 进行过滤,得到夹带氯化物的滤 饼杂质和澄清的 839.72kg 氯化铜、686.84kg 氯化镉滤液,滤饼杂质转移到另一工序进行 深加工 ;
步骤 D、将步骤 C 中过滤得到的滤液 ( 以氯化镉计 ) 送入第二耐腐蚀反应器 6, 与硫酸以纯质量比 1 ∶ 0.63 进行化学反应 ;反应生成 613.47kg 硫酸镉、860.74kg 硫酸铜 及盐酸的混合溶液 ;步骤 E、步骤 D 中所得反应产物用第二过滤器 7 进行过滤,得到的滤饼杂质焚 烧、深埋 ;
步骤 F、步骤 E 中所得的滤液依次经过减压蒸馏器 8 和冷却塔 9,进行减压蒸馏 和冷却,先后得到 1037.34kg 硫酸镉产品 10 和 1346.58kg 硫酸铜产品 11 ;蒸馏剩下的盐 酸返回步骤 A 中所述的第一耐腐蚀反应器 4 中循环使用。
上述实施例,只是本发明的较佳实施例,并非用来限制本发明实施范围,故凡 以本发明权利要求所述的特征及原理所做的等效变化或修饰,均应包括在本发明权利要 求范围之内。