[发明专利]一种含锌粉尘脱铅提纯的方法

说明书

本发明公开了一种含锌粉尘脱铅提纯的方法，包括以下步骤：(1)将含锌粉尘进行水洗、过滤、烘干、研磨，得到水洗粉尘样品；(2)将水洗粉尘样品加入到氯化胆碱‑尿素低共熔溶剂中，加热搅拌至溶液澄清透明，加入锌粒，继续加热搅拌，静置；(3)取上层无色澄清溶液，加入到水中水解、过滤、烘干、焙烧得到最终产物。该方法能够将含锌粉尘中的铅脱除，提纯含锌粉尘，其铅脱除率接近100％；锌粒置换脱铅及水解后的剩余锌粒及溶液，能够通过处理进一步循环利用，原料利用率高，在不需要添加表面活性剂的情况下进行杂质去除，原料价格便宜，无毒，易生物降解，环境友好。

技术领域

本发明涉及一种粉尘脱铅提纯的方法，更具体地，涉及一种含锌粉尘脱铅提纯的方法。

背景技术

钢铁企业是能源和资源消耗大户，同时也是污染物排放大户。钢铁生产过程中不可避免地会产生粉尘等固体废弃物，大部分粉尘含有Zn、Pb等有害金属，如果处理不当，会造成严重的环境污染，导致粉尘中金属资源的浪费，也会给企业带来一定的经济负担。目前，钢铁厂粉尘的处理方法主要为转底炉法，然而，转底炉法在钢铁厂含锌粉尘的回收处理方面有着显著成效，但钢铁厂转底炉含锌粉尘一般都以直接出售的方法处理，忽略了转底炉含锌粉尘高附加值。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能够提纯含锌粉尘、去除杂质、提高含锌粉尘高附加值、绿色无毒的含锌粉尘脱铅提纯的方法。

技术方案：本发明所述的含锌粉尘脱铅提纯的方法，包括以下步骤：

(1)将含锌粉尘进行水洗、过滤、烘干、研磨，得到水洗粉尘样品；

(2)将水洗粉尘样品加入到氯化胆碱-尿素低共熔溶剂中，加热搅拌至溶液澄清透明，加入锌粒，继续加热搅拌，静置；

(3)取上层无色澄清溶液，加入到水中水解、过滤、烘干、焙烧得到最终产物。

其中，步骤1中水洗温度为40～80℃，水洗时间为5～10min，烘干温度为95～105℃，烘干时间为2～4h；步骤2中氯化胆碱-尿素低共熔溶剂中氯化胆碱和尿素的摩尔比为2：3～7，加热搅拌温度为70～80℃，时间为24～36h，加入锌粒与水洗粉尘的质量比1～2：1，加入锌粒后加热搅拌温度为70～80℃，搅拌时间为2～3h，步骤2中静置温度为70～80℃，静置时间为12～15h；步骤3中水解温度为70～80℃，水解时间为1～2h，焙烧温度为400～500℃，焙烧时间为110～160min。

反应原理：氯化胆碱与尿素在80℃下混合加热至透明溶液可以得到熔点为12℃的氯化胆碱-尿素ChCl-urea低共熔溶剂，氯化胆碱-尿素ChCl-urea低共熔溶剂能够选择性溶解金属氧化物，对有价金属氧化物ZnO、Cu₂O和PbO₂具有良好的溶解性能，但对Al₂O₃、SiO₂、MgO、CaO、Fe₂O₃等基本不溶解。ChCl-urea是一种提纯含锌粉尘的理想溶剂，氧化锌及氧化铅在氯化胆碱-尿素ChCl-urea低共熔溶剂中发声如下反应：

ZnO+urea+Cl^-→[ZnClO·urea]^-

PbO₂+2urea+2Cl^-→[Pb(ClO·urea)₂]^2-

锌与铅活泼性差异较大，加入锌粒会产生如下置换反应：

[Pb(ClO·urea)₂]^-2+2Zn→Pb↓+2[ZnClO·urea]^-