一種氨浸渣綜合回收銦及聯產氧化鋅工藝的製作方法
2023-05-29 06:51:46
一種氨浸渣綜合回收銦及聯產氧化鋅工藝的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種氨浸渣綜合回收銦及聯產氧化鋅工藝，在傳統技術基礎上調整工藝結構，優化工藝流程，將兩個原本相互獨立的生產系統有機地結合起來。採取設備共享、工藝並聯、優勢互補的辦法，有效地減少金屬流失，減少甚至杜絕廢水排放，進而有效地降低生產成本。另外，本工藝還可以明顯提高粗銦及氧化鋅產量，最大限度地提升企業效益及社會效益。
【專利說明】一種氨浸渣綜合回收銦及聯產氧化鋅工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及粗銦和氧化鋅的生產工藝，特別是涉及一種氨浸渣綜合回收銦及聯產氧化鋅工藝。
【背景技術】
[0002]銦屬於稀有金屬，在地殼中的量非常少，按質量百分比約為IX 10_5%，它呈分散狀態存在於各種金屬礦體中，至今為止世界上仍沒發現單獨的銦礦床。銦最常伴生在鉛鋅礦中，目前粗銦生產的原料主要是鉛鋅焙燒煙塵，其中鉛、鋅與銦的分離是粗銦生產的主要工序。由於鉛不溶於硫酸，浸出後仍留在渣中，其與銦的分離就比較簡單，而鋅、銦均易溶於硫酸，它們的分離十分困難。
[0003]傳統的粗銦生產工藝:
[0004]1、粗鋼生廣:含鋼低鋒物料硫酸浸出鐵粉還原萃取反萃置換壓團溶鑄 *"粗銦廣品。
[0005]氧化鋅又名鋅白，一般為白色或微黃色微細粉末，由無定形或針狀小顆粒組成，無毒、無味，高溫煅燒後呈現淡黃色，冷卻後呈白色，其熔點為1975°C。氧化鋅廣泛應用於橡膠、塑料、陶瓷製釉、化學催化劑、化妝品、塗料及高科技產品等等領域，是一種重要的陶瓷化工熔劑原料，特別在建築陶瓷牆地磚釉料與低溫瓷釉料用量較多，在藝術陶瓷釉料中也廣泛使用。氧化鋅是兩性氧化物，易溶於酸、鹼、氯化銨和氨水中，長期存放在潮溼空氣中，易吸收空氣中的二氧化碳生成鹼式碳酸鋅，亦能被碳或一氧化碳還原金屬鋅。
[0006]現有的氧化鋅生產工藝分為火法(又細分為:直接法和間接法)和溼法(又細分為:酸法和氨法)，兩種工藝各有優缺點，火法工藝簡單，沒有廢水排放，但能耗高、成本高；溼法能耗低、成本低，但有廢水需要處理或排放。
[0007]傳統的氧化鋅(溼法)生產工藝:
[0008]2、氧化鋅生產:次氧化鋅一.^硫酸浸出一.^調PH = 5一.^高錳酸鉀一次除鐵、錳一.^鋅粉置換一.^高錳酸鉀二次除鐵、錳一.^純鹼沉鋅一.^鹼式碳酸鋅洗滌一.^乾燥一—煅燒一.^氧化鋅冷卻一.^成品破碎包裝。
[0009]傳統工藝在實際生產中存在以下不足之處:
[0010]1、對環境汙染大:兩個相互獨立系統，就有兩股獨立的廢水需處理或排放，也就是兩倍的環境汙染。特別是粗銦生產的萃餘液，因為工藝要求硫酸過量，其中不僅有多種重有色金屬，而且還有過量的酸。有些廠家直接排放，其對水體的汙染就可想而知了 ；有些廠家雖經簡單中和後排放，但遠遠達不到「合格排放」的標準，其同樣地也汙染環境。
[0011]2、有價金屬流失嚴重:兩個相互獨立的系統，還造成兩份有價金屬流失的嚴重局面。因為鋅、銦都溶於硫酸，浸出後均在液相中存在，而兩個系統都是僅取其中的一種金屬，而另一種金屬卻白白地隨廢液排放，造成嚴重的浪費。據估算，每生產一千克粗銦，鋅金屬流失在一百至三百千克左右；而每生產一噸氧化鋅，銦金屬流失在五十至一百五十克左右。這樣的生產每年的損失在一百多萬元以上(按日產10千克粗銦或10噸氧化鋅計算)，而且隨廢水排放的金屬也正是汙染環境的金屬之一。
[0012]3、對原材料要求高:因為有價金屬的流失，所以生產中所選用的原材料都局限在「所取金屬含量高，而所舍金屬含量低」的範圍，這樣才能減少流失。也正因為這樣就縮小了生產廠家原材料適用範圍。換句話說，也就是限制了生產廠家的發展。
[0013]4、投資大，成本高:要建設兩個相互獨立的生產系統，因無公用部分設備，其固定的投資肯定相對較高。而且兩個相互獨立的生產系統,其生產成本構成也相應地高。比如粗銦生產，其工藝要求硫酸過量，也就是說投入過剩的成本來適應工藝要求。而且這部分過剩的硫酸在廢水處理的過程中又必須用石灰來被動地中和它，這又增加了一份不菲的生產成本。這樣的矛盾在傳統生產工藝中還有不少。
[0014]另外氨法氧化鋅以其低能耗、低成本、選擇性浸出、廢水處理簡單及適應性強等等優勢越來越得到廣泛應用。但其也一樣有不足之處，如浸出率低，渣含鋅高(一般在12—20%)等等，而且其原料(次氧化鋅)常常富含銦，因此氨法氧化鋅的氨浸出渣綜合回收銦及聯產氧化鋅是其工藝的重要補充。
【發明內容】
[0015]針對上述問題，本發明提供一種氨浸渣綜合回收銦及聯產氧化鋅工藝，其是在氨法氧化鋅製備工藝的基礎上，增加粗銦聯產氧化鋅生產線，不僅能有效地減少金屬流失，減少甚至杜絕廢水排放，進而有效地降低生產成本，而且還可以明顯提高粗銦及氧化鋅產量，最大限度地提升企業效益及社會效益。
[0016]為了解決上述問題，本發明對粗銦與氧化鋅聯產工藝進行了改進並提供以下工藝流程設置:
[0017]①氨浸渣在熟化池內用水調漿，按要求配濃硫酸進行高溫高酸熟化，加鹼式碳酸鋅洗滌回收的濾液進行浸出，壓濾洗滌後的渣去鉛回收。
[0018]②浸出液、洗渣液在中和池內用次氧化鋅(含銦較高、低鉛)中和，並加熱、鼓空氣、加雙氧水氧化水解除鐵，壓濾後的中和洛、中和液在下列③、④步處理。
[0019]③a、中和渣經再次熟化、浸出，並用鐵粉把Fe3+還原為Fe2+後上萃取槽萃銦，再經反萃、除雜、置換、壓團及熔鑄後製得粗銦產品。
[0020]b、萃餘液用次氧化鋅(不含銦、高鉛)中和,加熱、鼓空氣、加雙氧水氧化水解除鐵後匯至「④c」生產氧化鋅。
[0021]④C、上述兩種中和液加熱、加過硫酸銨(或高錳酸鉀、漂白水)除鐵、除錳。
[0022]d、加鋅粉置換淨化。
[0023]e、二次加過硫酸銨精製。
[0024]f、加碳酸氫銨沉鋅。
[0025]g、反應後的鹼式碳酸鋅經多次洗滌、過濾，洗滌液逆流使用，末級加「純淨冷凝水」洗滌後壓濾。
[0026]h、一道濾液進硫酸銨回收系統，經蒸發、濃縮(MVR)、冷卻、結晶生產硫酸銨(硫酸銨可供農用，也可配次氧化鋅焙燒，回收氨及硫酸，這樣還可大大降低生產成本)。
[0027]1、冷凝下來的蒸發液及蒸汽冷凝液可稱為「純淨冷凝水」，供末級洗滌用，能確保洗滌效果。
[0028]j、回收的其它濾液供浸出、洗滌用，多出部分可貯備。
[0029]k、洗滌後的鹼式碳酸鋅經乾燥、煅燒成氧化鋅，並冷卻、細磨後包裝成品。
[0030]具體的，本發明的氨浸渣綜合回收銦及聯產氧化鋅工藝包括以下步驟:
[0031]I)氨浸出渣熟化、浸出:氨浸渣在熟化池內用水調漿，按幹渣:濃硫酸為1:
0.7-1.5的比例配濃硫酸進行高溫高酸熟化並攪拌反應2小時，然後加入鹼式碳酸鋅洗滌回收的濾液進行浸出，壓濾洗滌後的渣去鉛回收；
[0032]2)銦的富集:浸出液、洗渣液在中和池內用次氧化鋅中和，中和終點為PH = 5.0，並加溫至80°C、鼓空氣、加雙氧水氧化水解除鐵，雙氧水的加入量為溶液中鐵總量的3— 6倍;
[0033]3)制銦:
[0034]a、中和渣經再次熟化、浸出，即按幹渣:濃硫酸=1:0.7-1.5的比例配濃硫酸進行高溫高酸熟化並攪拌反應2小時，然後加鹼式碳酸鋅洗滌回收的濾液進行浸出。並用鐵粉把Fe3+還原為Fe2+後上萃取槽萃銦，再經反萃、除雜、置換、壓團及熔鑄後製得粗銦產品；
[0035]b、萃餘液用次氧化鋅中和，中和終點為PH = 5.0，加溫至80°C、鼓空氣、加雙氧水氧化水解除鐵，雙氧水的加入量為溶液中鐵總量的3— 6倍；
[0036]4)氧化鋅生產及廢水處理:
[0037]C、上述兩種中和液加熱至90°C、加過硫酸銨除鐵、除錳，過硫酸銨的加入量為溶液中鐵錳總質量的8 —10倍；
[0038]d、加鋅粉置換淨化，鋅粉加入量為溶液中鉛鎘總質量的2— 5倍；
[0039]e、二次加過硫酸銨精製,過硫酸銨的加入量為溶液中鐵猛總質量的8一10倍；
[0040]f、加碳酸氫銨沉鋅，直至溶液鋅含量< lg/L;
[0041 ] g、反應後的鹼式碳酸鋅經多次洗滌、過濾，洗滌液逆流使用，末級加「純淨冷凝水」洗滌後壓濾；
[0042]h、一道濾液進硫酸銨回收系統，經蒸發、濃縮、冷卻、結晶生產硫酸銨；
[0043]1、冷凝下來的蒸發液及蒸汽冷凝液可稱為「純淨冷凝水」，供末級洗滌用，能確保洗滌效果；
[0044]j、回收的其它濾液供浸出、洗滌用，多出部分可貯備；
[0045]k、洗滌後的鹼式碳酸鋅經乾燥、煅燒成氧化鋅，並冷卻、細磨後包裝成品。
[0046]與現有技術相比，本發明具有的有益效果為:
[0047]①、聯產工藝中氧化鋅生產實際上是利用粗銦生產的萃餘液來進行，而粗銦生產的浸出用水又是利用氧化鋅生產的洗滌濾液進行。這樣就形成了廢水的「閉路循環」，最大限度地減少廢水處理及排放量，甚至可以達到「零排放」的要求。社會效益非常大。
[0048]②、聯產工藝的聯合回收，最大限度地減少有價金屬的流失，而且硫酸在整個系統中不過剩，即「物盡所用」，將生產成本大大降低。另外，所付產的硫酸銨如果用來與次氧化鋅一起焙燒的話，還可以大大減少硫酸及碳酸氫銨的用量。即降低生產成本的空間更大。
[0049]③、本工藝採用低價格的碳酸氫銨代替純鹼，既降低成本又為硫酸及氨的循環利用創造可能。
[0050]本工藝是在傳統技術基礎上調整工藝結構，優化工藝流程，將兩個原本相互獨立的生產系統有機地結合起來。採取設備共享、工藝並聯、優勢互補的辦法，有效地減少金屬流失，減少甚至杜絕廢水排放，進而有效地降低生產成本。另外，本工藝還可以明顯提高粗銦及氧化鋅產量，最大限度地提升企業效益及社會效益。
【具體實施方式】
[0051]以下結合實施例對本發明做進一步的說明，但並不對本發明造成任何限制。
[0052]實施例1
[0053]一種氨浸渣綜合回收銦及聯產氧化鋅工藝，其包括以下步驟:
[0054]I)氨浸出渣熟化、浸出:氨浸渣在熟化池內用水調漿，按幹渣:濃硫酸為1:
0.7-1.5的比例配濃硫酸進行高溫高酸熟化並攪拌反應2小時，然後加入鹼式碳酸鋅洗滌回收的濾液進行浸出，壓濾洗滌後的渣去鉛回收；
[0055]2)銦的富集:浸出液、洗渣液在中和池內用次氧化鋅中和，中和終點為PH = 5.0，並加溫至80°C、鼓空氣、加雙氧水氧化水解除鐵，雙氧水的加入量為溶液中鐵總量的3— 6倍;
[0056]3)制銦:
[0057]a、中和渣經再次熟化、浸出，即按幹渣:濃硫酸為1:0.7-1.5的比例配濃硫酸進行高溫高酸熟化並攪拌反應2小時，然後加鹼式碳酸鋅洗滌回收的濾液進行浸出。並用鐵粉把Fe3+還原為Fe2+後上萃取槽萃銦，再經反萃、除雜、置換、壓團及熔鑄後製得粗銦產品；
[0058]b、萃餘液用次氧化鋅中和，中和終點為PH = 5.0，加溫至80°C、鼓空氣、加雙氧水氧化水解除鐵，雙氧水的加入量為溶液中鐵總量的3— 6倍；
[0059]4)氧化鋅生產及廢水處理:
[0060]C、上述兩種中和液加熱至90°C、加過硫酸銨除鐵、除錳，過硫酸銨的加入量為溶液中鐵錳總質量的8 —10倍；
[0061]d、加鋅粉置換淨化，鋅粉加入量為溶液中鉛鎘總質量的2— 5倍；
[0062]e、二次加過硫酸銨精製，過硫酸銨的加入量為溶液中鐵錳總質量的8 —10倍；
[0063]f、加碳酸氫銨沉鋅，直至溶液鋅含量< lg/L;
[0064]g、反應後的鹼式碳酸鋅經多次洗滌、過濾，洗滌液逆流使用，末級加「純淨冷凝水」洗滌後壓濾；
[0065]h、一道濾液進硫酸銨回收系統，經蒸發、濃縮、冷卻、結晶生產硫酸銨；
[0066]1、冷凝下來的蒸發液及蒸汽冷凝液可稱為「純淨冷凝水」，供末級洗滌用，能確保洗滌效果；
[0067]j、回收的其它濾液供浸出、洗滌用，多出部分可貯備；
[0068]k、洗滌後的鹼式碳酸鋅經乾燥、煅燒成氧化鋅，並冷卻、細磨後包裝成品。
[0069]以上所述實施例僅表達了本發明的一種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種氨浸渣綜合回收銦及聯產氧化鋅工藝，其特徵在於，包括以下步驟: 1)氨浸出洛熟化、浸出:氨浸出洛在熟化池內用水調漿，按幹洛:濃硫酸為1:0.7-1.5的比例配濃硫酸進行高溫高酸熟化並攪拌反應2小時，然後加入鹼式碳酸鋅洗滌回收的濾液進行浸出，壓濾洗滌後的渣去鉛回收； 2)銦的富集:浸出液、洗渣液在中和池內用次氧化鋅中和，中和終點為PH= 5.0，並加溫至80°C、鼓空氣、加雙氧水氧化水解除鐵，雙氧水的加入量為溶液中鐵總量的3— 6倍； 3)制銦: a、中和渣經再次熟化、浸出，即按幹渣:濃硫酸=1:0.7-1.5的比例配濃硫酸進行高溫高酸熟化並攪拌反應2小時，然後加鹼式碳酸鋅洗滌回收的濾液進行浸出。並用鐵粉把Fe3+還原為Fe2+後上萃取槽萃銦，再經反萃、除雜、置換、壓團及熔鑄後製得粗銦產品； b、萃餘液用次氧化鋅中和，中和終點為PH= 5.0，加溫至80°C、鼓空氣、加雙氧水氧化水解除鐵，雙氧水的加入量為溶液中鐵總量的3— 6倍； 4)氧化鋅生產及廢水處理: C、上述兩種中和液加熱至90°C、加過硫酸銨除鐵、除錳，過硫酸銨的加入量為溶液中鐵猛總質量的8一10倍； d、加鋅粉置換淨化，鋅粉加入量為溶液中鉛鎘總質量的2—5倍； e、二次加過硫酸銨精製,過硫酸銨的加入量為溶液中鐵猛總質量的8一10倍； f、加碳酸氫銨沉鋅，直至溶液鋅含量<lg/L; g、反應後的鹼式碳酸鋅經多次洗滌、過濾，洗滌液逆流使用，末級加「純淨冷凝水」洗滌後壓濾； h、一道濾液進硫酸銨回收系統，經蒸發、濃縮、冷卻、結晶生產硫酸銨； 1、冷凝下來的蒸發液及蒸汽冷凝液可稱為「純淨冷凝水」，供末級洗滌用，能確保洗滌效果; j、回收的其它濾液供浸出、洗滌用，多出部分可貯備； k、洗滌後的鹼式碳酸鋅經乾燥、煅燒成氧化鋅，並冷卻、細磨後包裝成品。
【文檔編號】C22B3/44GK104232944SQ201410453304
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月5日 優先權日:2014年9月5日
【發明者】梁鶴賢, 黃有餘, 劉優強, 陳昇 申請人:韶關凱鴻納米材料有限公司