一種硫酸鉛濕法煉鉛工藝制造技術(shù)

一種硫酸鉛濕法煉鉛工藝。本發(fā)明專利技術(shù)屬于濕法冶金工藝技術(shù)，涉及對(duì)濕法煉鋅附產(chǎn)的硫酸鉛渣或鉛蓄電池鉛泥采用全濕法冶金工藝生產(chǎn)鉛的技術(shù)。本工藝方法以CaCl2+NaCl為浸出溶劑，對(duì)含有硫酸鉛的濕法煉鋅的高浸渣、含鉛氧化鋅浸出鋅后的鉛渣或鉛酸蓄電池拆解后的鉛泥浸出，浸后液用鋅置換鉛，置換后液回收鋅，回收的鋅返回置換鉛工序，回收的鋅后的含Cl-液循環(huán)到硫酸鉛氯鹽浸出工序。本發(fā)明專利技術(shù)的工藝具有低能耗、低成本、易于推廣應(yīng)用的特點(diǎn)，徹底消除了鉛煙氣、鉛塵和SO2等煙氣污染。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于濕法冶金工藝技術(shù)，涉及對(duì)濕法煉鋅附產(chǎn)的硫酸鉛渣或鉛蓄電池鉛泥采用全濕法冶金工藝生產(chǎn)鉛的技術(shù)。
技術(shù)介紹
濕法煉鋅原料中含I 4%鉛，鋅焙砂采用高酸浸出針鐵礦法沉鐵或鐵礬法沉鐵工藝時(shí)，在鋅浸出過(guò)程中，鉛富集在高浸渣中，其中的鉛的形態(tài)幾乎都是Pbso4。采用火法處理浸出渣時(shí)，鉛和鋅同時(shí)揮發(fā)進(jìn)入煙塵，進(jìn)一步處理煙塵浸出鋅后，鉛集中于浸出渣，其形態(tài)均為PbSO4。其它含鋅物料如鋼鐵廠煙塵、煉銅廠煙塵等經(jīng)火法還原揮發(fā)處理后的氧化鋅同樣含有鉛，進(jìn)一步處理浸出鋅后，鉛也集中在浸出渣中，其形態(tài)均為PbS04。上述各種含PbSO4渣物料含鉛量一般為10 40%，為了從上述物料中回收鉛，通常采用火法熔煉，不但能耗高，冶煉過(guò)程產(chǎn)生的煙氣同時(shí)伴隨著鉛塵、鉛煙氣、SO2煙氣、二惡英等氣相污染。廢舊鉛蓄電池回收時(shí)，鉛蓄電池經(jīng)過(guò)拆解、破碎，分選出的鉛泥，主要成分為PbSO4和PbO，目前世界各國(guó)處理鉛泥回收鉛以火法冶煉為主，同樣存在能耗高和空氣環(huán)境污染問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外學(xué)者也研究了鉛蓄電池鉛泥的濕法處理工藝，普遍采用轉(zhuǎn)化法將PbS04、PbO轉(zhuǎn)化為PbCO3或PbCl2。碳酸鹽轉(zhuǎn)化法將PbSO4加碳酸鈉或碳酸銨轉(zhuǎn)化脫硫，同時(shí)PbSO4轉(zhuǎn)化為PbCO3，用硼氟酸或硅氟酸溶解碳酸鉛以硼氟酸鉛或硅氟酸鉛電解產(chǎn)出金屬鉛。氯化法用鹽酸和氯鹽浸出鉛生成 氯化鉛，采用隔膜電解產(chǎn)出金屬鉛。這些電解方法都存在鉛電解復(fù)雜、困難等問(wèn)題。因此，至今還沒有規(guī)模化生產(chǎn)實(shí)踐。在世界上環(huán)保要求越來(lái)越高，環(huán)境壓力日益增大的形勢(shì)下，PbSO4物料的濕法處理是當(dāng)前世界冶金界和環(huán)境保護(hù)界研究的熱點(diǎn)之一，但都存在各種不同問(wèn)題，沒有實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種硫酸鉛濕法煉鉛工藝，以硫酸鉛渣(泥)為原料，直接產(chǎn)出金屬鉛，具有低能耗、低成本、易于推廣應(yīng)用的特點(diǎn)，徹底消除了鉛煙氣、鉛塵和SO2等煙氣污染。實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)目的所采取的方案是:以CaCl2 + NaCl為浸出溶劑，對(duì)含有硫酸鉛的濕法煉鋅的高浸渣、含鉛氧化鋅浸出鋅后的鉛渣或鉛酸蓄電池拆解后的鉛泥浸出，浸后液用鋅置換鉛，置換后液回收鋅，回收的鋅返回置換鉛工序，回收的鋅后的含Cl—液循環(huán)到硫酸鉛氯鹽浸出工序，其中，①Ca2+摩爾比彡物料中S042_摩爾比 級(jí)NaCl和CaCl2的浸出液配比應(yīng)根據(jù)操作中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)整，保證浸出后溶液含Ca2+為3 4g/L、含Pb2+為10 30g/L，浸出液中Cl—濃度> 150g/L 鋅回收有兩種方案，即a.置換后液采用P204為萃取劑，經(jīng)過(guò)萃取劑皂化一萃取鋅一洗雜一反萃一電解鋅一系列工序，b.用Ca (OH)2中和沉鋅，再經(jīng)過(guò)Zn (OH) 2溶解，鋅萃取，反萃和電解鋅四個(gè)工序。浸出液溫度控制在18°C 90°C，浸出液的pH=4 5 ;浸后液應(yīng)采用海綿鉛凈化，除去溶液中的Ag、Cu、Bi微量雜質(zhì)；置換所用的鋅為金屬鋅片、鋅粉、鋅粒、鋅球，以電解鋅析出的鋅片最佳，置換溫度為18°C 90°C，置換鋅用量為理論用量的105 110%。以下對(duì)專利技術(shù)的幾個(gè)重要工序進(jìn)行詳述。一、浸出本專利技術(shù)采用的浸出溶劑為CaCl2 + NaCl，浸出過(guò)程按下反應(yīng)進(jìn)行:PbSO4 + CaCl2 + 2H20 = CaSO4.2H20 I + PbCl2......(I)NaCl和CaCl2的配比可按照要求調(diào)整。CaCl2有兩種功能:一是使上述反應(yīng)進(jìn)行徹底，Ca2+摩爾比彡物料中S042_摩爾比，使在浸出過(guò)程中物料中的S042_全部轉(zhuǎn)為比硫酸鉛更穩(wěn)定的CaSO4CH2O沉淀，使溶液中S042_到最少，以利于浸出液的后續(xù)處理。二是增大反應(yīng)過(guò)程的PbCl2在溶液中的溶解度。NaCl的作用主要是提供足夠的Cl_，溶解反應(yīng)生成的PbCl2。PbCl2在溶液中的溶解度與溶液Cl—濃度和CaCl2濃度、溶液溫度有關(guān)。隨著溶液Cl—濃度升高，CaCl2含量升高，溫度升高，PbCl2的溶解度升高。為使PbSO4反應(yīng)能徹底、快速進(jìn)行，浸出后溶液含Ca2+ ^ 3 4g/L ;為達(dá)到浸出液中Pb2+濃度達(dá)到所需的20g/L，溶液Cl_濃度彡150g/L ;溫度根據(jù)Cl—和CaCl2含量選取，Cl_和CaCl2高時(shí)，可適當(dāng)?shù)蜏兀籆1_和CaCl2低時(shí)，則必須提高溫度。溶液配比不同，溫度在18°C 90°C之間。浸出液固比按物料含Pb量確定，控制在浸出液含Pb2+ 10 30g/L，浸出條件有較大靈活性。浸出在帶攪拌容器中進(jìn)行，Pb的浸出率95%，浸出液pH4 5。在處理鋅冶煉的鉛渣時(shí)，鉛渣本身為酸性，不需另外加酸。處理蓄電池鉛泥時(shí)需加入少量鹽酸，用石灰乳調(diào)整浸出終點(diǎn)PH4 5。二、溶液凈化除雜及鉛置換將浸出礦漿進(jìn)行液固分離后，浸出液進(jìn)行溶液凈化，凈化在攪拌槽內(nèi)進(jìn)行，在槽內(nèi)加入lg/L海綿鉛，除去溶液中的Ag、Cu、Bi等微量雜質(zhì)，凈化后溶液用鋅置換鉛，置換反應(yīng)過(guò)程為:PbCl2 + Zn = Pb + ZnCl2......(2)用金屬鋅置換鉛，金屬鋅可以制成不同物理形態(tài)，即鋅粉、鋅片、鋅粒、鋅球均可。以電解鋅析出的鋅片最為合理，不需額外加工。置換在置換反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng)器中加入含PbCl2的氯鹽浸出液和金屬鋅，置換反應(yīng)進(jìn)行很快，溶液在置換反應(yīng)器中停留時(shí)間> 5分鐘,通過(guò)置換溶液中的PbCl2被置換成金屬鉛。置換鉛時(shí)不需專門升溫、降溫，以浸出液自然溫度進(jìn)行，即18°C 90°C均可。置換時(shí)鋅用量按理論量為0.3165t/t鉛，實(shí)際用量為理論用量105 110%。置換過(guò)程,置換后液含鉛Pb < 50mg/L。將置換金屬鉛取出，經(jīng)漂洗后壓團(tuán)，以團(tuán)塊量10 20%的燒堿(NaOH)覆蓋，在500°C溫度下熔化得到金屬鉛，鉛含量> 99%。鉛品位雜質(zhì)含量由溶液凈化程度確定。三、鋅回收鋅的回收有兩種方案。第一方案是從置換后液中直接萃取鋅一反萃一電解， 電解鋅片用于置換鉛。萃余液返回浸出硫酸鉛，循環(huán)使用。第二方案是中和沉淀鋅，沉鋅后液返回硫酸鉛浸出，循環(huán)使用。沉淀的Zn(OH)2經(jīng)硫酸(萃余液)溶解一萃取鋅一反萃鋅一電解鋅，鋅片用于置換鉛。鋅回收第一方案鋅回收第一方案具體如下:置換后液直接萃取鋅，萃取劑采用P204即磷酸二異辛醋。鋅回收的過(guò)程為萃取劑阜化一萃取鋅一洗雜一反萃一電解鋅。過(guò)程如下:(I)皂化:用Ca (OH) 2 + CaCl2對(duì)P204進(jìn)行皂化，溶液pH9 10，P204以260#溶劑油按體積比P2tl4:煤油=20 30%，用配制好的P2tl4和皂化劑混合均勻I 2分鐘，靜置沉清分相，皂化反應(yīng)按下化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行: 2HR (有)+ CaCl2 (水)=CaR2 (有)+ 2HC1 (水)......(3)皂化后液pH降至4.5，皂化生成的HCl用Ca(OH)2中和至pH9 10循環(huán)使用，中和反應(yīng)為:2HC1 + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2H20......(4)阜化后萃取劑中含Ca約5 12g/L,用于萃取鋅。(2)萃取鋅:皂化后的P204與置換后液混合，澄清分相，混合時(shí)間I 5分鐘。萃取反應(yīng)為:CaR2 (有相)+ZnCl2 (水相)=ZnR2 (有相)+ CaCl2 (水相)......(5)萃取劑對(duì)鋅的飽和容量為P20420%濃度時(shí)為17.8g/L，30本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種硫酸鉛濕法煉鉛工藝，其特征是：以CaCl2?+?NaCl為浸出溶劑，對(duì)含有硫酸鉛的濕法煉鋅的高浸渣、含鉛氧化鋅浸出鋅后的鉛渣或鉛酸蓄電池拆解后的鉛泥浸出，浸后液用鋅置換鉛，置換后液回收鋅，回收的鋅返回置換鉛工序，回收的鋅后的含Cl?液循環(huán)到硫酸鉛氯鹽浸出工序，其中，①Ca2+摩爾比≥物料中SO42?摩爾比；②NaCl和CaCl2的浸出液配比應(yīng)根據(jù)操作中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)整，保證浸出后溶液含Ca2+為3～4g/L、含Pb2+?為10～30g/L，浸出液中Cl?濃度≥150g/L；③鋅回收有兩種方案，即a.置換后液采用P204為萃取劑，經(jīng)過(guò)萃取劑皂化→萃取鋅→洗雜→反萃→電解鋅一系列工序，b.?用Ca?(OH)2中和沉鋅，再經(jīng)過(guò)Zn(OH)2溶解，鋅萃取，反萃和電解鋅四個(gè)工序。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：舒毓璋，田喜林，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：云南祥云飛龍有色金屬股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：