【doc】硫酸浸出处理铜锌废渣生产氧化锌

【doc】硫酸浸出处理铜锌废渣生产氧化锌 硫酸浸出处理铜锌废渣生产氧化锌 ?科技园?一暑奠墓越物资再生1997AS:?科技园?L/一暑奠墓越物资再生}: 弗磐每謦:锋. 一曩曩0i嘴糠?lll.:::.. 0誊:毒:;;? 金属资源的日益缺乏.追使人们重视其『二 次资源的回收利用铜加工厂产出的黄铜铸造 渣.含铜,锌,硅,铝和钙等,是一种较难处理而 授有回收价值的铜锌废料.常用的有硫酸 浸出或氨浸锌粉置换锌液净化氧 化锌制取.作者曾针对这类废料含铜发碱 性脉石较高的特点提出用氨水碳铵浸出 沸腾蒸氨酸溶电积电解脱铜 蒸发结晶的新工艺直接产出电铜及硫酸 锌J.铜,锌的提出率分别为86.9,90.9%. 结果偏低,经一这可能是因为废料中含有部 SiO等相对稳定的化台物.难浸出.所以.作者 进一步试验了传统的硫酸浸出法. 一 ,试验原料和方法 1原料 铜锌废渣系产于广东南海市一些中小型铜 加工厂的黄铜铸造渣和熔炼渣一经过人工水淘 洗选出粗铜粒后得到的废渣,含铜6,10,锌 20,40及硅,铝,钙等脉石.l列出了一种 典型铜锌废渣的含量分析一其中cu,zn系容量 分析.其他元素为半定量光谱分析. 表1废渣铜锌含量分析() 元素CuZnAISiCaMgFeMnNiCo 含量96938.66551030.060,050030.01 试验用的硫酸,锌粉为工业级,其他试剂为 化学纯. 2.工艺流程 硫酸浸出法对含铜锌氧化物的物料浸出率 商.浸出速度快其缺点是铁,铝,钙等杂质大量 进人溶液.浸出液净化工作量大.尤其是物料中 含硅商时一若浸出酸度较高.硅部分转人溶液一 易形成凝胶团.使固液分离困难.后序作业不能 正常进行.从表1所列原料成份分析.Cu,Zn含 量合计48.35.物相分析表明.原料中铜有 2640以金属(或合金)状态存在,大部分以易 溶于硫酸的氧化物存在.这说明在加人一定量 氧化剂时可以在较低酸度下浸出,从而减小硅 酸进入溶液的可能性.使固液分离易于进行.原 料中钙,镁含量不是很高.尤其是影响最大的杂 质铁含量较低,这也为酸浸提供了较好条件.所 以一本文研究的铜锌废料采用硫酸浸出也是可 行的.关键是寻找合适的浸出条件保证高的浸 出率而浸出渣有良好的过滤洗涤性能工艺流 程如图l流程中采用二段浸出,二段置换,氧 ? 23? r?, ?科技园? 化中和除铁锰,碳酸盐沉锌等分离和净化工序. 制取海绵铜和氧化锌, 一 次浸出实际上是用废料中和调整二次浸 出液的pH值和电位.一方面充分利用二次酸 浸液中过量的酸与废料中的氧化物反应.浸出 部分铜锌.pH值调整到1.5,1.8;另一方面二 次浸出中加入的过量氧化剂以及溶液中溶解的 氧与废料中以金属状态存在的铜锌反应.降低. 电位.这两方面的反应都有利于下一步锌粉置 换产出海绵铜.二次浸出是在适当的酸度,氧化 剂用量等工艺条件下完全浸出废料中的铜锌. 铜锌废料 l预处理l 保证高的浸出率. 一 次置换.用锌粉置换溶液中的铜.实现铜 锌分离.在这一步关键是控制置换前液的pH 值在1.5,1.8之间.才能保证产出的海绵铜疏 松.易于过滤.锌粉的耗量也较低 置换分离铜后.必需深度净化硫酸锌溶液 除Fe,Mn",AI",(u,Cd",NiCo", Pb等杂质才能产出合格的氧化锌.采用 KMnO氧化中和除Fe,Mn,AI.二次锌 粉置换除cu"_,cd,Ni,c0抖,Pb"+等. 锌粉 硪酸钠蓬擅 图1硫酸浸出处理铜锌废料工艺流程图 二,结果与讨论的回收率及固液分离性能的好坏.影响提出的 1.酸性浸出因素很多.主要有浸出剂硫酸浓度,液固比,氧 酸性浸出是本流程的关键工序.决定铜锌化剂用量,温度,时问.因为原料中铜,锌大 部分 ? 24? ?科技园?《中国物资再生l强7鬻7 以氧化物存在.浸出速度很快.探索性试验也证 叫了这一点一20h即能浸出完全.采用L(3) 止文表安排试验.铜锌浸出率为指标考察另 表2L(3)正交试验素水平表 外四个因素.因素水平安排见表2..其中氧化 制用量系废料中金属铜氧化所需?氧化锰的 化学计量为基数一取其倍数. 试验结果表明.锌易经出.在试验条件下浸 出率均大于93.而铜的浸出较困难.浸出率 受浸出条件影响很大.故选用铜浸出率为指标 进行极差分析.分析表明.各因素对铜浸出率影 响程度的次序是:液固比>氧化剂用量>硫酸 浓度>温度;各因索的最优水平是液固比7t 1,氧化剂用量2.0倍,硫酸浓度300g/c.温度 8.0C结台经济指标考虑确定最佳酸性浸出条 件是液固比为7:l,氧化剂用量为化学计量的 1.3倍.硫酸浓度225g/1.温度为25?即室温. 在最佳条件下进行了4次验证试验,每次 投料200,250g.平均铜锌浸出率分别为98 表3中和浸出试验结果 99,99.0,渣率35.5,且过滤性能较好, 铜锌浸出率接近了正交试验的最优水平g9. 52,996O.说明确定的浸出条件可行 2.中和浸出 酸性浸出的浸出液含游离酸浓度较高,不 适合直接进行锌粉置换铜.流程中采用废料原 矿作中和剂来调整酸性浸出液的pH值和电 位.利于下一步锌粉置换对4次验证试验的 酸性浸出液进行了中和浸出试验.在搅拌下加 人原矿中和至pH值到一定值.停止加矿,继续 搅拌30分钟,测终点pH值.结果见表3. 结果表明,终点pH值过高.有Fe,A 水解沉淀形成胶体沉淀物Fe(()H)s,AI(0H). 过滤性能差.对置换也不利;终点pH值在1.6O , 1.65时.Fe,Al"不会水解沉淀.过滤性能 好.在一次置换理想的pH值范围.是本工序控 制的要点.操作过程中.要注意原矿的加人量和 速度.否则终点pH值极易过高.一般在pH值 剑1.u时.停止加矿.再搅拌30分钟.pH值升 至1.6左右 3.一次置换生产海绵铜 中和调酸后溶液含铜22.6g锌90.9g/l. 分离铜锌最简单而有效的方法是置换.可用锌, 铁作置换剂因锌是主金属之一.为更有效提取 锌.减小别的金属离子的干扰.采用锌粉作置换 剂,理论分析表明.锌粉置换铜非常彻底.但实 际反应中锌粉用量要过量较多.置换才能完全. 实际用量理论用量的倍数计算,根据资料报 道.置换温度为50"C,时问lh,溶液pH值1. ? 25? ?科技园?11一删嚆蔫1997/07 6条件下主要确定锌粉用量.试验结果如表4 表4一次置换锌粉用量 结果表明.锌粉最佳用量为理论量的l 倍,置换后液含铜很低.海绵铜品位5. 4.kMnO氧化中和除铁锰 7使Fe"氧化成Fe.Mn氧化成Mn",分别 以Fe(OH)3和MnO2沉淀形式除去.KMnO 被还原成MnO.. 一 次置换后液含锌125g/[左右.杂质有 Fe,Mn,A,Ctt,Cd",Pb,Ni,Co. 等.必需深度净化.才能产出合格氧化锌.根据 水解净化的理论分析].Fe,Mn,Cd, Pb2,N,c0等金属离子形成氢氧化物沉淀 的标准pH值大于zn的pH.作为杂质离子. 浓度较低.实际沉淀的平衡oH值更大.不可能 水解除去;Cu可能会部分水解;Fe,A1将 肜成氢氧化物被彻底除去Mn"必需氧化成 Mn.形成MnO沉淀才能除去.所选用 KMnO作氧化剂.控制溶液oH值在5左右 表5KMnO用量试验 置换后液oH值约为4.D.用碳酸钠溶液调 oH至5.D-温度控制在85"C.加人适量的KM- nO.搅拌反应1.5h.静置数小时.过滤分离铁 锰渣.试验主要确定KMnO用量.除铁,锰后 液制取氧化锌时.二次置换锌粉过量较大.碳酸 锌在650?煅烧.试验结果见表5. 试验结果表明.氧化所需的KMnO耗量 较大,氧化剂量不够时.Fe,Mn未能全部氧 化成Fe",Mn"除去,使产品颜色较深.随氧化 剂量增加,铁锰残余量越来越低.产品颜色变 浅.最终为纯白色 5,二次置换 净化除铁,锰后的溶液.还含有Ctt", Pb",cd,Ni,c0"等.必须用过量锌粉二次 ? 26? 置换以深度净化.温度控制在80?.pH值4.5 , 5.O.搅拌1.5小时采用lo0,120目锌粉. 单因素考察锌粉用量.结果见表6. ?科技园?.7),, 《中国物资再生曲一.窘7|,钾 表6二次置换锌粉用量 6?氧化锌制取 在40?时.搅拌之下往净化后的纯硫酸锌 溶液中均匀加入2OBe碳酸钠溶液至pH=7. 停止加液.升温至70?.搅拌1小时.过滤,洗 表7产品氧化锌分析结果 涤.碳酸锌沉淀在120,150?下干燥.650?下 煅烧成氧化锌.产品氧化锌达到二级标准.分析 结果如表7. 三,结语 1.采用硫酸提出,中和,置换,净化,氧化锌 制取的流程处理铜锌含量较高的黄铜铸造渣产 出海绵铜和氧化锌是可行的.各工序的液固分 离性能良好,铜,锌提出率分别为9899,99. 5u?回收率均大于97.产品氧化锌达到二 级标准 2.由于采用酸性浸出-杂质进入溶液较多. 净化过程试剂消耗量较大.应就整个流程的技 术指标和经济指标综台考察确定最佳工艺体 积 参考文献 铜辞渣中回收铜锌.有色金属(冶炼部分).93. (2):3234 [2]蒋镜宇,李乐林.从黄铜熔炼渣中回收 铜辞.有色金属(冶炼部分7.92.(373132. [3]秦念华,张胜.用低品位湿法炼锌铜渣 制取海绵铜并回收辞镉.有色金属(冶炼部分7. 93.(47:2526,24, [4李明建,陈庆邦.氨水,碳铵浸出处理 铜锌废瀣.中国物资再生,97.(1):1315 _ - 53钟竹前,梅光贵.湿法冶金过程.中南工 业大学出版社(1988). (作者单位:广东工业大学7 [1:扬新生,许秀莲?碱性氨浸法从低品位(责任编辑/荆小旦) ?科技文摘?…薹…鬣鞲?__li.? 7一利用苹果残渣制保健食品 Et本日鹿公司利用苹果果汁生产过程中剩下的残渣,开发生产出具有保健作用的 苹果纤维素 果残渣这本来要扔掉的东西.现在可进一步利用.同时也改善了环境. 该公司生产的苹果汁在日本市场占有率约l3.每年处理苹果30000吨,约产6000 吨苹果残 渣.此前只有其中一部分被用作增粘剂.而大部分被扔掉 使用残渣可生产出苹果纤维这种干苹果纤维素中含有80以上的食物纤维.有效成分是不 溶性食物纤维和水溶性食物纤维的果胶.临床试验.它对降低糖尿病患者的胆固醇鼓改善血糖 和增加排便有作用.因而具有保健功能.(张肇富摘译)