CN101994008A

CN101994008A - 锌冶炼净化产镍钴渣锌钴分离新工艺

Info

Publication number: CN101994008A
Application number: CN2010105437007A
Authority: CN
Inventors: 何国才; 程亮; 马绍华; 马进; 郭昇; 贡大雷; 李玉; 胡双丽; 易超; 李俞良
Original assignee: Northwest Research Institute of Mining and Metallurgy
Current assignee: Northwest Research Institute of Mining and Metallurgy
Priority date: 2010-11-11
Filing date: 2010-11-11
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2030-11-11
Also published as: CN101994008B

Abstract

本发明涉及一种锌冶炼净化产镍钴渣锌钴分离新工艺，该工艺用钴活化无机聚凝法把钴从镍钴渣浸出液中分离出来并富集，使钴得到回收，除钴后的浸出液采用常规的锌粉置换法将镉除去得到海绵金属镉，送入锌冶炼铜镉处理工序回收金属镉。除钴、镉后液返回锌冶炼主系统中的浸出工序加以回收，这样镍钴渣中的锌、钴、镉等金属得到综合回收，同时消除了锌行业内对该渣长期堆存对环境污染的影响以及不定期外卖转移镉等重金属污染物的风险，实现了该渣循环利用闭路运行，无废水废气外排，综合回收有价金属，达到清洁生产要求，解决了行业难题。

Description

锌冶炼净化产镍钴渣锌钴分离新工艺

技术领域

本发明属于金属冶炼综合回收利用领域，具体地说涉及一种对湿法炼锌净化工序中产生的镍钴渣的综合回收利用的工艺技术。

背景技术

湿法炼锌流程为锌精矿焙烧，产生的焙砂浸出锌，锌浸出液净化除杂，锌净化液电积沉锌。锌浸出液净化除杂工序会产生一种含锌、钴、镉等金属的渣料，俗称镍钴渣。

目前湿法锌冶炼企业对产生的镍钴渣只进行简单酸洗，专业术语选择性浸出。由于镍钴渣中的钴、镉等金属也容易被酸溶解，因此，酸洗只能加少量的酸，将镍钴渣中的金属锌浸出一小部分，回收其中一小部分锌，酸洗渣则堆存或低价出售，出售部分大部分被规模小的锌盐制备企业收购，由于规模小，环保设施不齐全，在处理镍钴渣时对环境造成严重污染(近几年镉污染事件都与这种渣转移处理有密切关系，如湖南湘潭、广东韶关)。有专利采用加压氧化酸浸法浸取锌湿法冶金净化废渣中有价重金属(中国专利，申请号200810103261.0)，该技术只是对净化废渣中有价金属的浸出研究，但没有提出镍钴渣浸出后溶液中锌、钴、镉的分离技术，镉采用锌粉置换容易从浸出液中置换出来，钴则不容易被锌粉置换出来，需要消耗大量的锌粉，同时该技术未见工业化应用。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足提供一种锌冶炼净化产镍钴渣锌钴分离新工艺，该工艺用钴活化无机聚凝法把钴从镍钴渣浸出液中分离出来并使钴富集，使钴得到回收，除钴后的浸出液采用常规的锌粉置换法将镉除去得到海绵金属镉，送入锌冶炼铜镉处理工序回收金属镉，除钴除镉后的浸出液返回锌冶炼主系统中的浸出工序加以回收，这样镍钴渣中的锌、钴、镉等金属得到综合回收。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种锌冶炼净化产镍钴渣锌钴分离新工艺，其特征是：步骤为：

(1)一段浸出：将镍钴渣用水浆化后加入到浸出槽中，然后加入硫酸，搅拌，反应液硫酸起始浓度控制在110～135g/L，反应液质量液固比为3～4比1，加热温度70～80℃，反应时间1～2小时，然后过滤，得到一段浸出液和一段浸出渣；

(2)二段浸出：将一段浸出渣用水浆化后加入到浸出槽中，然后加入硫酸，搅拌，反应液硫酸起始浓度控制在190～200g/L，反应液质量液固比为3～4比1，加热温度70～80℃，反应时间1～2小时，然后过滤，得到二段浸出液和二段浸出渣，二段浸出液返回到下一批次的一段浸出工序；

(3)活化无机聚凝除钴：将一段浸出液送到除钴槽，加热到70～95℃，然后加入钴活化剂与无机聚凝剂，钴活化剂与无机聚凝剂同时分批加入，钴活化剂加入量按每吨镍钴渣加入40～60公斤，无机聚凝剂加入量按每吨镍钴渣加入30～50公斤，分3～6次加完，每次间隔13-20分钟，反应2～4小时，然后过滤，得到除钴后液和高钴渣。

所述的锌冶炼净化产镍钴渣锌钴分离新工艺，还包括步骤(4)置换除镉：将除钴后液送到除镉槽，控制起始酸度为pH4.0，温度40～50℃，加入锌粉，锌粉加入量为溶液中镉的理论量的1.1～1.2倍，反应0.5～1小时，然后过滤，得到海绵金属镉和除钴除镉后液，海绵金属镉可以送镉回收系统，除钴除镉后液可送锌系统。

所述的活化剂按重量百分比由下列组分组成：

ZnO 25～38％

Na₂O₂ 21～45％

Na₂SO₄ 25～42％

活化剂采用一般方法均匀混合而成。

所述的无机聚凝剂，按重量百分比由下列组分组成：

ZnCO₃·2Zn(OH)₂·H₂O 40～70％

NaOH 30～60％

无机聚凝剂采用一般方法均匀混合而成。

本发明的原理是：是用硫酸浸出镍钴渣，使有价金属溶解在溶液中，压滤得到含有Zn、Co、Cd等的滤液，采用钴离子活化剂将钴活化，然后加入无机聚凝剂将钴从溶液中除去，压滤得到高钴渣和含Zn、Cd的滤液，再用锌粉置换将镉沉淀，压滤得到海绵金属镉和含锌滤液，将净化后的含锌溶液返回到湿法炼锌系统回收锌。

主要化学方程式如下：

Zn+H₂SO₄＝ZnSO₄+H₂↑

Co+H₂SO₄＝CoSO₄+H₂↑

Cd+H₂SO₄＝CdSO₄+H₂↑

Co³⁺+3OH^-＝Co(OH)₃↓

Cd²⁺+Zn＝Zn²⁺+Cd↓

本发明的有益效果是：综合回收了镍钴渣中的锌、钴、镉等金属，过程中产生的二段浸出渣主要成分为铅，可销售到铅冶炼厂作为炼铅原料搭配使用；高钴渣中钴含量大于8％，可作为制取钴的原料；高镉渣中镉含量大于40％，送到镉工段制取镉。由于作为锌冶炼主系统的辅助系统，过程中不产生废水废气及需要长期堆存的废渣，消除了锌行业内对该渣长期堆存对环境污染的影响以及不定期外卖转移镉等重金属污染物的风险，实现了该渣循环利用闭路运行，达到清洁生产要求，解决了行业难题。

附图说明

图1是本发明流程图

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1：见图1，一种锌冶炼净化产镍钴渣锌钴分离新工艺，步骤为：

(1)一段浸出：将镍钴渣用水浆化后加入到浸出槽中，浸出槽设置自然排风管，然后加入硫酸，反应液硫酸起始浓度控制在120～130g/L，反应液质量液固比为3/1，搅拌，加热温度70～75℃，反应时间110分钟，然后过滤，得到一段浸出液和一段浸出渣；

(2)二段浸出：将一段浸出渣用水浆化后加入到浸出槽中，浸出槽设置自然排风管，然后加入硫酸，反应液硫酸起始浓度控制在195～200g/L，反应液质量液固比为3/1，搅拌，加热温度70～75℃，反应时间110分钟，然后过滤，得到二段浸出液和二段浸出渣，二段浸出液返回到下一批次的一段浸出工序；

(3)活化无机聚凝除钴：将一段浸出液送到除钴槽，加热到75～85℃，然后加入钴活化剂与无机聚凝剂，钴活化剂与无机聚凝剂同时分批加入，每吨镍钴渣加入活化剂50公斤，每吨镍钴渣加入无机聚凝剂40公斤，4次加完，每次间隔18分钟，反应3.5小时，然后过滤，得到除钴后液和高钴渣。

所述的活化剂，按重量百分比由下列组分组成：

ZnO 25％

Na₂O₂ 45％

Na₂SO₄ 30％

活化剂采用一般方法均匀混合而成。

所述的无机聚凝剂，按重量百分比由下列组分组成：

ZnCO₃·2Zn(OH)₂·H₂O 45％

NaOH 55％

无机聚凝剂采用一般方法均匀混合而成。

实施例2：见图1，一种锌冶炼净化产镍钴渣锌钴分离新工艺，步骤为：

(1)一段浸出：将镍钴渣用水浆化后加入到浸出槽中，浸出槽设置自然排风管，然后加入硫酸，反应液硫酸起始浓度控制在130～135g/L，反应液质量液固比为4/1，搅拌，加热温度75～80℃，反应时间90分钟，然后过滤，得到一段浸出液和一段浸出渣；

(2)二段浸出：将一段浸出渣用水浆化后加入到浸出槽中，浸出槽设置自然排风管，然后加入硫酸，反应液硫酸起始浓度控制在195～200g/L，反应液质量液固比为4/1，搅拌，加热温度70～80℃，反应时间90分钟，然后过滤，得到二段浸出液和二段浸出渣，二段浸出液返回到下一批次的一段浸出工序；

(3)活化无机聚凝除钴：将一段浸出液送到除钴槽，加热到80～90℃，然后加入钴活化剂与无机聚凝剂，钴活化剂与无机聚凝剂同时分批加入，每吨镍钴渣加入活化剂55公斤，每吨镍钴渣加入无机聚凝剂45公斤，5次加完，每次间隔15分钟，反应3小时，然后过滤，得到除钴后液和高钴渣；

(4)置换除镉：将除钴后液送到除镉槽，控制起始酸度为pH4.0，温度40～50℃，加入锌粉，锌粉加入量为溶液中镉的理论量的1.1倍，反应1小时，然后过滤，得到海绵金属镉和除钴除镉后液，除钴除镉后液主要成份为硫酸锌，海绵金属镉可以送镉回收系统，除钴除镉后液可送锌系统。

所述的活化剂，按重量百分比由下列组分组成：

ZnO 35％

Na₂O₂ 40％

Na₂SO₄ 25％

活化剂采用一般方法均匀混合而成。

所述的无机聚凝剂，按重量百分比由下列组分组成：

ZnCO₃·2Zn(OH)₂·H₂O 55％

NaOH 45％

无机聚凝剂采用一般方法均匀混合而成。

实施例3：见图1，步骤同实施例2，只是所述的活化剂按重量百分比由下列组分组成：ZnO 33％，Na₂O₂ 32％，Na₂SO₄ 35％。

所述的无机聚凝剂按重量百分比由下列组分组成：ZnCO₃·2Zn(OH)₂·H₂O60％，NaOH 40％。

实施例4：步骤同实施例2，只是所述的活化剂按重量百分比由下列组分组成：ZnO 30％，Na₂O₂ 35％，Na₂SO₄ 35％。

所述的无机聚凝剂按重量百分比由下列组分组成：ZnCO₃·2Zn(OH)₂·H₂O65％，NaOH 35％。

实施例5：步骤同实施例2，只是所述的活化剂按重量百分比由下列组分组成：ZnO 38％，Na₂O₂ 22％，Na₂SO₄ 40％。

所述的无机聚凝剂按重量百分比由下列组分组成：ZnCO₃·2Zn(OH)₂·H₂O 70％，NaOH 30％。

实施例6：步骤同实施例2，只是所述的活化剂按重量百分比由下列组分组成：ZnO 37％，Na₂O₂ 21％，Na₂SO₄ 42％。

所述的无机聚凝剂按重量百分比由下列组分组成：ZnCO₃·2Zn(OH)₂·H₂O40％，NaOH 60％。

实施例7：甘肃建新宝徽集团锌冶炼系统，该厂镍钴渣成分为：Zn 52％，Co 0.43％，Cd 2.58％，Ni 0.05％，每年约产生2100t镍钴渣。按照实施例2的步骤处理后，得到的除钴除镉后液含锌130～150g/L，Co≤10mg/L，Cd≤10mg/L，该溶液返回锌冶炼主系统中浸出车间的混合液罐，高钴渣含钴8～10％，海绵金属镉含镉40％。

镍钴渣中锌回收率92％。镍钴渣的综合回收每年为企业多产了1000吨电锌，回收含钴金属量9吨，回收金属镉51吨，每年为企业增加利润600多万元。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种锌冶炼净化产镍钴渣锌钴分离新工艺，其特征是：步骤为：

2.如权利要求1所述的锌冶炼净化产镍钴渣锌钴分离新工艺，其特征在于还包括步骤(4)置换除镉：将除钴后液送到除镉槽，控制起始酸度为pH4.0，温度40～50℃，加入锌粉，锌粉加入量为溶液中镉的理论量的1.1～1.2倍，反应0.5～1小时，然后过滤，得到海绵金属镉和除钴除镉后液，海绵金属镉可以送镉回收系统，除钴除镉后液可送锌系统。

3.如权利要求1所述的锌冶炼净化产镍钴渣锌钴分离新工艺，其特征在于所述的活化剂按重量百分比由下列组分组成：

ZnO 25～38％

Na₂O₂ 21～45％

Na₂SO₄ 25～42％。

4.如权利要求1所述的锌冶炼净化产镍钴渣锌钴分离新工艺，其特征在于所述的无机聚凝剂按重量百分比由下列组分组成：

ZnCO₃·2Zn(OH)₂·H₂O 40～70％

NaOH 30～60％。