從菸灰、爐渣中提取金屬元素的方法
2023-04-24 03:07:26 2
專利名稱：從菸灰、爐渣中提取金屬元素的方法
技術領域：
本發明涉及一種從菸灰、爐渣中提取金屬元素的化學方法。
菸灰放入大氣中，由於汙染空氣嚴重，80年代人們採用了靜電吸引等方法把煙塵回收起來，但作為垃圾拋掉了。近幾年，人們發現煙塵或爐渣中含有多種有益元素，試圖把它們回收起來，利用了冶煉和水浸的方法。例如招遠菸灰廠採用水浸、自然沉降、鐵粉還原的方法回收煙塵中的部分銅，但質量和回收率均很低，且對其他元素無法回收。由於菸灰中含鉛量高，湖北大冶採用傳統的冶煉方法從中回收鉛，其他元素也是無法回收武漢鋼鐵公司對煉鋼菸灰採用酸除雜質、篩選、分選、濾幹、烘乾、高溫煅燒、粉碎、細磨的方法得到了質量較高的氧化鐵紅。天津新建化工廠用煉鋼爐菸灰經過8個工藝過程，生產氧化鐵黑，以上提取金屬的方法均工藝複雜，設備繁多，成本高。
本發明的目的就在於克服已有技術的不足，而提供一種綜合利用工業廢物資源，工藝設備簡單，成本低，質量和回收率高，無汙染的從含有金、銀、銅、鉛、鋅、鎘、鐵、鉍、鉑族元素的菸灰、爐渣中提取金屬元素的方法。
本發明的目的可以通過如下措施來達到取一定量的菸灰或粉碎的爐渣，菸灰和粉碎的爐渣粒度小於0.088mm，在50-100℃的條件下用1∶4王水溶解、攪拌，分離得殘渣a和濾液b，濾液b中金以氯金酸的形式存在於溶液中，讓濾液b首先通過活性炭吸附塔，金被活性炭吸附，活性炭經灰化、灼燒、熔融得純金。經活性炭吸附塔濾過的濾液為c。
濾液c中銀以氯化銀絡離子的形式進入溶液中，先用碳酸鹽中和後用水稀釋，使PH＝2.5-3.0，得鉍和銀的碳酸鹽混合沉澱，過濾得濾液d和沉澱，混合沉澱用鹽酸溶解，再用蒸餾水稀釋至PH＝0.5-1.0，此時，氯化銀沉澱生成，過濾，得濾液e備用，沉澱洗滌、烘乾得產品氯化銀。殘渣a中，銀以AgCL沉澱形式存在，按殘渣與鹽酸1∶2用量溶解殘渣a(鹽酸為1∶1的工業鹽酸)，過濾得氯化銀絡離子溶液，加入5-7倍蒸餾水稀釋，銀成氯化銀沉澱，過濾、洗滌、烘乾，得產品氯化銀。
將濾液e用液體飽和碳酸鹽調節PH＝2.6-3.2，此時，出現鉍的碳酸鹽沉澱，過濾、洗滌、烘乾、灼燒得產品三氧化二鉍。
將濾液d用液體飽和碳酸鹽調節PH＝3.0-4.5，此時，鐵生成鐵的碳酸鹽，過濾，濾液f備用，沉澱洗滌、烘乾，灼燒得鐵紅。
將濾液f用經去雜質的固體碳酸鹽調節PH＝4.5-6.2，此時大量銅的碳酸鹽生成，過濾，濾液g備用，沉澱洗滌、烘乾得CuCO3。
將濾液g用經去雜質的固體碳酸鹽調節PH＝6.2-7.5，此時鋅的碳酸鹽生成，過濾，得濾液h和沉澱，沉澱洗滌、烘乾、灼燒得ZnO。
將濾液h用液體飽和碳酸鹽調節PH＝7.5-10，此時鎘的碳酸鹽沉澱生成，過濾得濾液i和沉澱，沉澱洗滌、烘乾、提純得CdCO3。
將濾液i用硫脲做組沉澱劑，加入硫脲飽和溶液，鉑族元素與硫脲生成沉澱，沉澱經過濾、洗滌、按傳統的方法分離所含的各種鉑族元素。
殘渣a中鉛以PbCL2留在其中，按固液比1∶40～80加入30℃-100℃熱水浸取殘渣a後，過濾，然後用經去雜質的碳酸鹽調節PH＝7.5-10，此時PbCO3沉澱生成，過濾、烘乾得PbCO3，PbCO3經過灼燒得黃丹。
以上所調PH用的碳酸鹽指的是NaHCO3、KHCO3、Na2CO3、K2CO3等。
本發明與已有技術相比，具有如下優點由於採用了化學法提取菸灰、爐渣中各有益元素，因而其工藝簡單，成本低廉，沒有汙染，系統性強，能依次提取菸灰和爐渣中所有的金屬元素，而且提出的金屬元素回收率高，產品質量的各項技術指標均達到要求。下面是一個從菸灰中提出系列金屬元素的實驗數據
見說明書附圖。該圖為從菸灰和爐渣中提取金屬元素的工藝流程圖。
下面給出兩個實施例，詳細說明本發明。
實施例1取100公斤菸灰或粉碎的爐渣用1∶4王水411.2公斤充分溶解，過濾得殘渣a和濾液b。
金的提取方法濾液b中，金以氯金酸的形式存在於溶液中，經過濾分離殘渣後的濾液第一步先通過活性炭吸附塔，金被活性炭吸附。根據菸灰中金的含量和吸附塔中活性炭的量，待活性炭吸附的金量接近飽和時，即取下更換新的活性炭紙漿層。經過吸附塔的濾液c備用。將取下接近飽和的含金活性炭紙漿層，在電爐上灰化後，轉入800～850℃馬弗爐中灼燒至無炭質，取出冷卻。加濃王水溶解，待徹底溶解後，以8～10倍的蒸餾水稀釋。此時，出現氯化銀沉澱，經沉降過濾，沉澱用蒸餾水洗滌。然後向溶液裡加水合聯胺，將三價金還原為單體海綿金，海綿金再用1∶1的硝酸提純，經提純後的海綿金放入坩堝中在1200℃～1300℃的高溫爐內熔融，將熔融的金液倒入模型中鑄錠，即得純度大於99.50%的純金。
銀的提取方法將上述濾液c用碳酸鹽中和後用水稀釋至PH＝3.0，得到鉍和銀的碳酸鹽混合沉澱和濾液d，混合沉澱加鹽酸直到沉澱溶解，再用蒸餾水稀釋PH＝1.0，此時，氯化銀沉澱生成，過濾，得濾液e和沉澱，沉澱洗滌，烘乾得產品氯化銀。
取50公斤殘渣a加入1∶1工業鹽酸100公斤進一步溶解，得氯化銀絡離子溶液，加入7倍的蒸餾水稀釋，銀成氯化銀沉澱，過濾、洗滌、烘乾，得產品氯化銀。
鉍的提取方法將上述濾液e用液體飽和碳酸鹽調至PH＝3.2，此時，出現鉍的碳酸鹽沉澱，過濾、沉澱洗滌、烘乾、提純、灼燒得產品三氧化二鉍。
鐵的提取方法將分離銀和鉍後的濾液d用液體飽和碳酸鹽調至PH＝4.5，此時，生成鐵的碳酸鹽沉澱，過濾得濾液f備用，沉澱洗滌、烘乾，灼燒得鐵紅。
銅的提取方法將濾液f用經去雜質的固體碳酸鹽調至PH＝6.2，此時，大量的碳酸銅生成，過濾得濾液g和沉澱，沉澱洗滌、烘乾得CuCO3。
鋅的提取方法將濾液g用經去雜質的固體碳酸鹽調PH＝7.5，此時，鋅以ZnCO3形式沉澱，過濾得濾液h備用，沉澱洗滌、烘乾、灼燒得ZnO。
鎘的提取方法將濾液h用液體飽和碳酸鹽調PH＝10，此時，鎘的碳酸鹽生成，過濾得濾液i和沉澱，沉澱洗滌、烘乾、提純得CdCO3。
鉑族元素提取方法將濾液i用硫脲做組沉澱劑，加入硫脲飽和溶液，鉑族元素與硫脲生成沉澱，沉澱經過濾、洗滌後，按傳統的方法提取鉑族各元素。關於鉑族元素的分離提取在龔心若編著的《鉑族金屬分析》一書中第三章「鉑族元素的分離」有詳細的敘述。
鉛的提取方法取殘渣a10公斤，加入800公斤水浸取(水的溫度為30℃-100℃)，過濾，濾液用經去雜質的碳酸鈉調節PH＝10，此時PbCO3沉澱生成，過濾、烘乾，得到PbCO3，PbCO3經灼燒得黃丹。
實施例2取100公斤菸灰或粉碎的爐渣用1∶4王水411.2公斤充分溶解，過濾得殘渣a和濾液b。
金的提取方法濾液b中，金以氯金酸的形式存在於溶液中，經過濾分離殘渣後的濾液第一步先通過活性炭吸附塔，金被活性炭吸附。根據菸灰中金的含量和吸附塔中活性炭的量，待活性炭吸附的金量接近飽和時，即取下更換新的活性炭紙漿層。經過吸附塔的濾液c備用。將取下接近飽和的含金活性炭紙漿層，在電爐上灰化後，轉入800～850℃馬弗爐中灼燒至無炭質，取出冷卻。加濃王水溶解，待徹底溶解後，以8～10倍的蒸餾水稀釋。此時，出現氯化銀沉澱，經沉降過濾，沉澱用蒸餾水洗滌。然後向溶液裡加水合聯胺，將三價金還原為單體海綿金，海綿金再用1∶1的硝酸提純，經提純後的海綿金放入坩堝中在1200℃～1300℃的高溫爐內熔融，將熔融的金液倒入模型中鑄錠，即得純度大於99.50%的純金。
銀的提取方法將上述濾液c用碳酸鹽中和後用水稀釋至PH＝2.5，得到鉍和銀的碳酸鹽混合沉澱和濾液d，混合沉澱加鹽酸直到沉澱溶解，再用蒸餾水稀釋PH＝0.5，此時，氯化銀沉澱生成，過濾，得濾液e和沉澱，沉澱洗滌，烘乾得產品氯化銀。
取50公斤殘渣a加入1∶1工業鹽酸100公斤進一步溶解，得氯化銀絡離子溶液，加入5倍的蒸餾水稀釋，銀成氯化銀沉澱，過濾、洗滌、烘乾，得產品氯化銀。
鉍的提取方法將上述濾液e用液體飽和碳酸鹽調至PH＝2.6，此時，出現鉍的碳酸鹽沉澱，過濾、沉澱洗滌、烘乾、提純、灼燒得產品三氧化二鉍。
鐵的提取方法將分離銀和鉍後的濾液d用液體飽和碳酸鹽調至PH＝3.0，此時，生成鐵的碳酸鹽沉澱，過濾得濾液f備用，沉澱洗滌、烘乾，灼燒得鐵紅。
銅的提取方法將濾液f用經去雜質的固體碳酸鹽調至PH＝4.5，此時，大量的碳酸銅生成，過濾得濾液g和沉澱，沉澱洗滌、烘乾得CuCO3。
鋅的提取方法將濾液g用經去雜質的固體碳酸鹽調PH＝6.2，此時，鋅以ZnCO3形式沉澱，過濾得濾液h備用，沉澱洗滌、烘乾、灼燒得ZnO。
鎘的提取方法將濾液h用液體飽和碳酸鹽調PH＝7.5，此時，鎘的碳酸鹽生成，過濾得濾液i和沉澱，沉澱洗滌、烘乾、提純得CdCO3。
鉑族元素提取方法將濾液i用硫脲做組沉澱劑，加入硫脲飽和溶液，鉑族元素與硫脲生成沉澱，沉澱經過濾、洗滌後，按傳統的方法提取鉑族各元素。關於鉑族元素的分離提取在龔心若編著的《鉑族金屬分析》一書中第三章「鉑族元素的分離」有詳細的敘述。
鉛的提取方法取殘渣a10公斤，加入400公斤水浸取(水的溫度為30℃-100℃)，過濾，濾液用經去雜質的碳酸鈉調節PH＝7.5，此時PbCO3沉澱生成，過濾、烘乾，得到PbCO3，PbCO3經灼燒得黃丹。
權利要求
1.從菸灰、爐渣中提取金屬元素的方法，其特徵在於菸灰或粉碎的爐渣在50-100℃的條件下，用1∶4王水溶解、攪拌、分離，得殘渣a和濾液b，濾液b用活性炭吸附金，灰化、灼燒得純金。
2.按照權利要求1所述的從菸灰、爐渣中提取金屬元素的方法，其特徵在於銀的提出方法是將殘渣a加鹽酸溶解，再加5～7倍的水稀釋，生成AgCL沉澱，從混合液中提取AgCL;將提取金的濾液用碳酸鹽調節PH＝2.5-3.0，生成銀和鉍的碳酸鹽沉澱，過濾、沉澱用鹽酸溶解，再用水稀釋至PH＝0.5-1.0，生成AgCL沉澱，從混合液中提取AgCL。
3.按照權利要求2所述的從菸灰、爐渣中提取金屬元素的方法，其特徵在於鉍的提取方法是將濾去AgCL沉澱的濾液用飽和碳酸鹽調節PH＝2.6-3.2，出現鹼式碳酸鉍沉澱，從混合液中提取鹼式碳酸鉍，灼燒得Bi2O3。
4.按照權利要求2所述的從菸灰、爐渣中提取金屬元素的方法，其特徵在於鐵的提取方法是將濾去銀和鉍碳酸鹽混合沉澱的濾液用飽和碳酸鹽調節PH＝3.0-4.5，生成Fe2(CO3)3沉澱，沉澱經灼燒得鐵紅。
5.按照權利要求4所述的從菸灰、爐渣中提取金屬元素的方法，其特徵在於銅的提取方法是將濾去Fe2(CO3)3沉澱的濾液用碳酸鹽調節PH＝4.5-6.2，生成CuCO3沉澱，從混合液中提取CuCO3。
6.按照權利要求5所述的從菸灰、爐渣中提取金屬元素的方法，其特徵在於鋅的提取方法是將濾去CuCO3沉澱的濾液用碳酸鹽調節PH＝6.2-7.5，生成ZnCO3沉澱，沉澱灼燒得ZnO。
7.按照權利要求6所述的從菸灰、爐渣中提取金屬元素的方法，其特徵在於鎘的提出方法是將濾去ZnCO3沉澱的濾液用碳酸鹽調節PH＝7.5-10，生成CdCO3沉澱，從混合液中提取CdCO3。
8.按照權利要求7所述的從菸灰、爐渣中提取金屬元素的方法，其特徵在於鉑族元素的提取方法是將濾去CdCO3沉澱的濾液用硫脲做組沉澱劑，鉑族元素與硫脲生成沉澱，再從沉澱中提取出各種鉑族元素。
9.按照權利要求1所述的從菸灰、爐渣中提取金屬元素的方法，其特徵在於鉛的提取方法是向殘渣a中按固液比1∶40～80加水浸取，濾液用碳酸鹽調節PH＝7.5-10，生成PbCO3沉澱，經灼燒得黃丹。
全文摘要
本發明提供了一種從菸灰、爐渣中提取金屬元素的方法，菸灰和粉碎的爐渣用王水溶解後，分別從溶解液和殘渣中回收金屬元素，殘渣經酸溶後過濾，酸液與溶解液相同，都通過調pH使多種金屬元素以化合物形式沉澱析出。該方法屬化學法，具有工藝簡單，成本低，質量和回收率高，系統性強等優點。
文檔編號C22B3/06GK1105392SQ9311528
公開日1995年7月19日 申請日期1993年12月26日 優先權日1993年12月26日
發明者王奎席 申請人:王奎席