[发明专利]一种有色金属炼锌飞灰的资源高效转化方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护领域的资源回收及再利用技术，尤其是涉及一种有色金属炼锌飞灰的资源高效转化方法。

背景技术

近年来，我国有色金属产量持续增加，特别是锌、铅等十种重金属的产量已经连续十余年位居世界第一位，为我国国民经济的发展作出了重要贡献。然而，有色金属大量开采和冶炼也带来了非常严重的环境问题，其中有色金属冶炼行业中锌灰(其主要成分为次氧化锌)的回收资源化问题尤为突出。

目前针对有色冶炼行业锌灰的回收方法主要是酸法浸提技术，即利用酸性溶液将锌灰中的锌溶解然后进行抽提。如专利CN102776384A的方法是将含次氧化锌的烟尘与水混合，加入浓硫酸进行浸泡，经洗涤、压滤得到浸出液，并在浸出液中加入氢氧化钠溶液进行沉锌，得到粗氢氧化锌产品。然而，酸法浸提技术存在以下不足：首先、来源于有色冶炼行业的锌灰成分较为复杂，若采用酸法浸提，会导致其它组分(如铅、铁、砷等)等一起进入浸提液，给后续提纯加工处理带来困难；其次、酸浸法还会造成其中的铟、银等有价金属以稀散形式浸出，造成其回收困难。第三、浸提产生的废酸回收和综合利用较困难，酸的消耗量大，而且还存在二次污染等诸多问题。因此，有必要开发一种高效、简便及环境友好处理方法。

此外，利用回收的氧化锌进行烟气脱硫是其一个重要的再利用途径。如果利用含有大量杂质的氧化锌原料进行脱硫时，由于大量不溶物的存在及脱硫过程中pH范围所限，导致原料中的氧化锌浸出率不高，且杂质含量过高等问题，这直接影响了其脱硫产物(硫酸锌)的后续加工利用。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能高效且有选择性地回收有色金属冶炼中锌灰中的锌资源，并能利用其进行烟气脱硫再利用的资源高效转化方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种有色金属炼锌飞灰的资源高效转化方法，该方法包括以下步骤：

(1)将炼锌飞灰与硫酸铵溶液置入锌提取罐中，搅拌混合均匀，然后再加入氨水，得到锌氨混合溶液；

(2)将步骤(1)中得到的锌氨混合溶液通过固液分离单元进行固液分离，其中，不溶性的灰渣作为贵金属冶炼原料回收利用，可溶性的锌氨络合溶液通入加热蒸氨单元；

(3)在加热蒸氨单元中采用蒸汽气提法脱除锌氨络合溶液中过量的氨气，其中，含氨蒸汽洗涤回收后得到氨水，提纯后返回步骤(1)进行循环利用，脱氨后的锌氨络合物进入锌提取液槽中；

(4)锌提取液槽中锌氨络合物一部分(10～50wt％)直接通入锌回收罐，另一部分(剩余部分全部)作为脱硫浆液进入烟气脱硫塔；

(5)通入锌回收罐的锌氨络合物用碳酸氢铵进行处理，得到碱式碳酸锌与硫酸铵，碱式碳酸锌进行分离、纯化后作为产品销售，硫酸铵提纯后则返回步骤(1)进行循环利用；

(6)脱硫浆液在烟气脱硫塔中对烟气进行脱硫处理后，排入脱硫浆液槽，再向脱硫浆液槽中添加碳酸氢铵进行处理，得到碱式碳酸锌与硫酸铵，碱式碳酸锌进行分离、纯化后作为产品销售，硫酸铵提纯后则返回步骤(1)进行循环利用。

步骤(1)中炼锌飞灰与硫酸铵溶液的体积比为1:10～100，炼锌飞灰中的氧化锌与硫酸铵溶液中的硫酸铵的摩尔比为1:1～100。

步骤(1)中氨水的浓度为0.1～5mol/L，氨水与硫酸铵溶液的体积比为1:1～10，氨水与炼锌飞灰中氧化锌的摩尔比为1～100:1。

步骤(2)中可溶性的锌氨络合溶液的浓度为0.1～5mol/L。

步骤(2)中所述的固液分离单元为离心分离装置或沉降分离装置。

步骤(3)中所述的蒸汽气提法中采用的蒸汽的温度为100℃。

锌提取液和脱硫浆液均采用碳酸氢铵溶液进行回收处理，碳酸氢铵的浓度为1.0～10.0mol/L，其中，步骤(5)中锌提取液与碳酸氢铵溶液的溶质的摩尔比为1:1～1:2；步骤(6)中脱硫浆液中锌离子与碳酸氢铵溶液溶质的摩尔比为1:1～1:2。

步骤(6)中进行脱硫处理的烟气的温度为30～60℃。

本发明所首先将炼锌飞灰与过量的氨水及硫酸铵溶液混合，并发生反应，其反应过程如下：

ZnO+(NH₄)₂SO₄→ZnSO₄+2NH₃H₂O