[发明专利]一种顶吹熔炼炉炼铅烟尘镉湿法开路的方法

说明书

技术领域

本发明涉及危废物有效处置的技术领域，更具体的说，是涉及一种从铅行业顶吹熔炼炉系统烟尘中回收镉的方法。

背景技术

镉是国民经济所需的重要有色金属之一，也是一种剧毒物质，主要赋存于铜、铅、锌矿石中。镉在浮选时主要进入精矿，在冶炼、焙烧时主要富集于烟尘或炉渣中。

在铅冶炼过程中，原料中80～90％的镉富集在熔炼的烟尘中，处理方法主要有：(1)作为提镉原料在弱氧化气氛中和SiO₂溶剂一起熔炼挥发镉，得到的烟尘用硫酸直接浸出回收镉；(2)将烟尘和浓硫酸混合冷制粒，通过硫酸化沸腾焙烧得到硫酸镉，再通过浸出回收镉；(3)通过萃取法和吸附法处理含镉铅烟尘。这些方法均能达到烟尘中镉开路的目的，但能耗和成本相对较高。在顶吹熔炼炉熔炼过程中，由于得到的烟尘含有大量的铅，且铅主要以PbO和PbSO₄形式存在，因此烟尘一般返回配料使用，镉未曾开路，在系统中不断富集，恶性循环。当烟尘含镉在20％以上时将对熔炼造成一定影响，生产过程环保压力大。

近年来，各铅锌冶炼企业处理的含镉高的原料不断增加，随原料进入生产系统的镉量也不断增加，镉的开路成了各铅冶炼企业的一块“心病”。因此，迫切需要一种方法对铅冶炼顶吹熔炼炉含镉烟尘进行处理。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明旨在解决长期以来铅冶炼系统镉金属无开路的问题，开发出一种成本低、环保、有效的顶吹熔炼炉炼铅烟尘镉湿法开路的方法，处理后溶液能全部回用于铅锌冶炼流程中，不产生二次污染。

为了达到上述目的，本发明提出如下技术方案：

一种顶吹熔炼炉炼铅烟尘镉湿法开路的方法，包括下列各步骤：

(1)中浸：按固液比1:3～5向酸性溶液中加入顶吹熔炼炉炼铅烟尘，然后加入氧化剂和高铁溶液，在中速搅拌强度，温度50～70℃下进行镉的浸出；向料浆中继续加入碱液中和，调pH至5.0～5.2，反应3h，然后进行自然沉降得到中上清(Cd：15～25g/L，As<5mg/L)和底流；

(2)置换：将步骤(1)的中上清倒出，向中上清中加入锌粉置换镉，过滤得到海绵镉和置换后液；

(3)酸浸：将步骤(2)置换后液返到步骤(1)的底流中，补入硫酸到终点pH，控制温度60～75℃，反应时间2h，液固分离得到酸浸液和渣，其中，渣搭配铅精矿进铅熔炼系统处理，酸浸液返回中浸。

所述步骤(1)中所取酸性浸出液可以为酸性浸出酸上清返回液、稀硫酸溶液；氧化剂可以为高锰酸钾、锰粉、空气中的一种或几种；高铁溶液为含三价铁离子溶液，如硫酸铁溶液，按Fe/As＝2～3:1加入高铁溶液；碱液可以为NaOH溶液、石灰乳等。

本发明中，步骤(1)中性浸出过程中，通过加入氧化剂，可使烟尘中低价As氧化成高价As，从而大大降低脱砷难度，大大降低该工艺的Fe/As比，终点时，Fe³⁺水解沉淀，吸附砷等杂质进入渣中。经多次试验，Fe/As只需控制在2～3，就可将中上清含As控制在5mg/L以内，大大降低了高铁耗量，且渣量小。

本发明中，步骤(3)酸性浸出目的是尽量降低渣中Cd含量(目标：Cd＜2％)，入渣的As在此步有极少部分(浸出率＜5％)被浸出，使酸浸液返回中浸，不会造成As的富集，整个工艺流程的安全性可得到保证。

本发明中，在步骤(2)锌粉置换沉镉过程中，加入醋酸铅沉Tl，将Tl沉入海绵镉中，多组试验证明：均能将溶液中的Tl脱除到0.8mg/L以下，从而避免流程溶液中Tl的富集。

本发明中的技术方案可根据生产需要改两段浸出为一段浸出，即只保留中浸步骤，也可达到镉湿法开路目的。

本发明的有益效果是：

(1)通过选择合理的工艺流程，可实现顶吹熔炼炉烟尘中镉与砷的有效分离，实现顶吹熔炼炉烟尘的镉湿法开路；

(2)该流程工序少、流程短，实现溶液闭路循环，只产生一次渣，无中间渣料需另行处理；

(3)该流程通过浸出过程中氧化砷，可大大降低沉砷难度，降低沉砷过程中的Fe/As比，减少高铁的补入量，降低渣量；

(4)该流程工艺短，所需设备少，不需对现行工艺做大的改动，即可实现；

(5)该流程耗酸少，即不改变烟尘中主体金属的物相，便于后续处理。

(6)流程灵活，可根据生产需要改两段浸出为一段浸出。

附图说明

图1为本发明方法的工艺流程图；

具体实施方式