铜冶炼电尘灰综合回收处理工艺研究

发布时间：2020-11-17 10:49

　　 铜冶炼电尘灰来源于复杂金铜精矿熔炼过程中产生的冶炼烟气,铜冶炼电尘灰若直接返回熔炼炉,会造成杂质元素累积,对最终产品造成重大影响;若直接堆积存放,会造成严重的环境污染。因此,急需一种铜冶炼电尘灰综合回收处理工艺。以铜冶炼电尘灰为试验研究对象,在80℃和酸度为80 g/L下,对铜冶炼电尘灰进行酸浸2 h,Cu、Zn和As的浸出率分别达到95.6%、97.8%和94.5%。按照摩尔比为1.2∶1(Zn∶Cu)加入锌粉,得到含Cu量为90%以上的海绵铜。用氧化锌粉调节置换后,溶液pH=2.5,按照摩尔比为1.1∶1(Fe∶As)加入硫酸铁进行除As,除As后溶液的含As量小于30 mg/L。除As后往溶液内鼓入空气,并加入氧化锌粉调节pH=4.5,得到含Fe量低于20 mg/L的硫酸锌溶液,以硫酸锌溶液作为原料,经电积后可得到金属Zn。
【部分图文】：

试验工艺流程如图1所示。主要包括5个步骤:①酸浸:电尘灰加水浆化,加入硫酸,电尘灰与水的固液比为1∶3,加热温度为80 ℃,酸浸时间为2 h,反应后固液分离,浸出渣用于火法炼铅配矿,酸浸液备用;②置换:酸浸液按Cu的量加入锌粉,置换温度为室温,置换时间为1 h,反应后固液分离,置换渣为海绵铜,液体为置换液备用;③沉砷:置换液加氧化锌粉调节适宜pH,按As的量加入硫酸铁,沉砷温度为80 ℃,沉砷时间为2 h,反应后固液分离,沉砷渣为砷酸铁,液体为沉砷液备用;④除铁:往沉砷液中通入空气,加入氧化锌粉搅拌调节pH值,使液体中的Fe沉淀,反应后固液分离,沉铁渣为氢氧化铁,液体为沉铁液备用;⑤电积锌:沉铁液排入电积锌车间,以Pb-Ag为主要成分的多元素合金板为阳极,纯Al压延板为阴极,析出周期为24 h,槽电压为3.1～3.4 V,车间温度控制在38～40 ℃,电流密度为400～550 A/m2。1.3 检测方法

将铜冶炼电尘灰加水浆化(电尘灰与水的固液比为1∶3),加入硫酸,加热浆液至一定温度,酸浸时间设为2 h,反应后将固液分离,对液体和固体进行取样分析。设置加热温度为80 ℃,浆液初始酸度分别为0、40、60、80、100 g/L,得到Cu、Zn和As的浸出率如图2(a)所示。按照80 g/L酸度加入硫酸,反应温度分别为30、50、60、70、80、90 ℃,得到Cu、Zn和As的浸出率如图2(b)所示。由图2(a)可知:在酸度为0～80 g/L时,随着酸度的增大,电尘灰中Cu、As、Zn的浸出率随之增加;继续增大初始酸度后,Cu、As、Zn的浸出率无明显变化,因此80 g/L的酸度为最佳酸度。由图2(b)可知,铜冶炼电尘灰在反应温度为30～80 ℃的范围内,随着反应温度的升高,电尘灰的Cu、Zn和As浸出率随之增大;继续升高反应温度后,铜冶炼电尘灰中Cu、Zn和As的浸出率无明显增大,说明反应温度为80 ℃是最佳反应温度。分析原因认为:电尘灰中Cu、Zn和As的物相主要以金属氧化物的形式存在(表2),增加酸度和增大反应温度有利于Cu、Zn和As浸出。

按置换液含As量往溶液中加入硫酸铁,设置As和Fe的摩尔比分别为1∶0.9、1∶1、1∶1.1、1∶1.2和1∶1.3,反应过程中加入氧化锌粉调节溶液的pH=2.5,沉砷温度为80 ℃,沉砷时间为2 h,反应后将固液分离,对滤渣和滤液进行取样分析,结果如图4(a)所示。由图4(a)可知,在加入硫酸铁的Fe和As的摩尔比为0.9～1.1的范围内,后液中As的质量浓度随着加入硫酸铁量的增加而降低,说明在此范围内,增加硫酸铁有利于溶液中的As转化为砷酸铁。在加入硫酸铁后,在Fe和As的摩尔比在1.1～1.3的范围内,后液中As的质量浓度无明显降低,说明硫酸铁在最佳加入量时,Fe和As的摩尔比为1.1∶1。按置换液As的质量浓度加入硫酸铁,加入硫酸铁的Fe和As的摩尔比为1∶1.1,反应过程中加入氧化锌粉分别调节溶液pH=1.5、2.0、2.5、3.0,沉砷温度为80 ℃,沉砷时间为2 h,反应后固液分离,对滤渣和滤液进行取样分析,结果如图4(b)所示。由图4(b)可知:随着往溶液中加入氧化锌粉后,调节溶液的pH值越高,后液中As2+的质量浓度越低,最佳条件下溶液的pH值为2.5。
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 王雷;;铜冶炼电收尘灰浸出液与硫化砷渣综合处理工艺研究[J];硫酸工业;2020年01期

2 陈浩林;谢克强;黄海艺;纪文涛;;水浸法富集黄磷电尘灰中镓的预处理研究[J];昆明理工大学学报(自然科学版);2020年02期

3 伍炜;胡传龙;江涌浩;张洪;;铁前除尘灰全过程绿色环保运输——清洁物流新探索[J];冶金动力;2020年05期

4 王维;;除尘灰综合利用技术的开发和应用探究[J];冶金管理;2019年01期

5 刘宪超;宋娜;;固体废弃物除尘灰综合治理现状[J];广州化工;2019年19期

6 郭玉华;马忠民;王东锋;卜素维;周永平;;烧结除尘灰资源化利用新进展[J];烧结球团;2014年01期

7 刘德军;郝博;马光宇;;炼铁除尘灰再利用方法研究[J];鞍钢技术;2012年02期

8 ;太钢冶金除尘灰资源化装置正式投产[J];中国资源综合利用;2011年07期

9 ;国内首套全功能冶金除尘灰资源化装置在太钢建成投产[J];钢铁;2011年09期

10 ;国内首套全功能冶金除尘灰资源化装置在太钢建成投产[J];炼钢;2011年05期

相关博士学位论文 前1条

1 蒋克旭;钼冶炼二次资源中钼与铼提取研究[D];东北大学;2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 李静;济钢烧结除尘灰制浆及炼钢炼铁污泥综合利用[D];西安建筑科技大学;2006年

2 段月;烧结机头除尘灰用于铁水预处理过程的实验研究[D];辽宁科技大学;2015年

3 喻荣高;涟钢烧结除尘灰资源化利用关键技术研究[D];武汉科技大学;2011年

4 江剑;除尘灰使用对烧结过程及节能降耗的影响研究[D];武汉科技大学;2013年

5 郑银珠;水钢除尘灰造小球掺入烧结试验及工艺配置研究[D];武汉科技大学;2010年

6 刘宪超;硅锰合金除尘灰制备球团矿实验研究[D];贵州大学;2016年

7 郝菲;转炉尘灰制备高固体分防腐涂料的研究[D];河北联合大学;2014年

8 杨逢时;锰铁冶炼烟尘灰锰锌的浸出分离实验研究[D];昆明理工大学;2014年

9 黄晓梅;炼铁烧结烟尘灰中氯化钾和银的提取研究[D];昆明理工大学;2015年

10 王思鼎;钢铁行业除尘灰脱除模拟烟气中的二氧化硫及制备聚合硫酸铁的研究[D];昆明理工大学;2019年

本文编号：2887414