从高炉瓦斯泥中湿法回收锌的新工艺（Ⅰ）：废酸浸出及中和除铁.pdf

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1、第31卷第2期(总第122期)湿法冶金Vo1．31No．2(Sum．122)2012年4月HydrometallurgyofChinaApr．2012从高炉瓦斯泥中湿法回收锌的新工艺(I)：废酸浸出及中和除铁刘淑芬，杨声海，陈永明，明磊(中南大学冶金科学与工程学院，湖南长沙410083)摘要：针对攀钢高炉瓦斯泥含锌高、不能直接返回烧结配料的问题，提出了以该厂自有的钛白废酸作浸出剂，采用低酸浸出一中和除铁一萃取一电积工艺从瓦斯泥中回收金属锌。研究了锌的浸出及浸出液除铁过程。结果表明：在废酸用量855L／t瓦斯泥、常温、液固体积质量比4：1、反应时间2h条件下，锌平均浸出率为97．

2、94，铁平均浸出率在6．52以下。对此浸出液进行中和氧化沉铁，在双氧水用量为理论用量的1．3倍、反应温度为5O℃条件下，铁、砷、锑共沉淀而被除去，锌损失率在2．9O左右。关键词：高炉瓦斯泥；钛白废酸；锌；浸出；沉铁中图分类号：X756；TF813文献标志码：A文章编号：1009-2617(2012)02一O110-05高炉瓦斯泥是炼铁过程中随高炉煤气(瓦斯)表1瓦斯泥中主要元素质量分数％带出的原料粉尘及高温剧烈反应而产生的微粒经湿法除尘而得到的产物[13。目前，针对高炉瓦斯泥的研究较多，锌的回收工艺也有多种，主要有物理法和化学法。物理法主要包括磁选法和分级法，其分离效率低，通常

3、不单独使用，只作为湿法浸出或火法冶金的预处理工艺。湿法的根据是高炉瓦斯泥中的锌大部分以氧化锌形式存在，易溶于酸和碱，从而可通过酸法L2。”和碱法[4回收锌。针对攀钢高炉瓦斯泥含锌高的特点，以及攀2试验原理及工艺流程钢钛白粉厂采用硫酸法生产钛白，每年产生大量2．1试验原理高浓度废酸的现状，提出了以钛白废酸作浸出剂，2．1．1瓦斯泥的废酸浸出先低酸浸出高炉瓦斯泥中的锌，再经过中和氧化高炉瓦斯泥中的锌主要以氧化锌形式存在，沉铁，溶剂萃取分离富集锌，反萃取后液除油、电易溶于酸性介质，其他杂质如铜、镍、镉、钴、砷和积得到高纯度电锌。锑等也进入浸出液。废酸浸出高炉瓦斯泥的反应如下：1试验原

4、料ZnO+HzSO一ZnSO4+H2O(1)试验所用原料为攀钢炼铁燃气车间收集的瓦Feo+HS0一FeSO4+H2O，(2)斯泥(高锌轻灰)，主要成分见表1，其中锌主要以Fe2O3+3H2SO4一Fe2(SO4)3+3H2O，(3)氧化锌形式存在，铁以FeO。和Fe。O为主[6]。MO+H2SO一MSO4+H2o。(4)试验所用浸出剂为攀钢硫酸法生产钛白过程中产式(4)中的M代表其他的2价金属。生的钛白废酸，其主要成分见表2。收稿日期：2011-08—01作者简介：刘淑芬(1987一)，女，江西宜春人，硕士研究生，主要研究方向为有色金属湿法冶金。通信作者：杨声海(1969一)，

5、男，湖南武冈人，博士，教授，主要研究方向为湿法冶金，精细冶金。E—mail：75894838@163．corn。第31卷第2期刘淑芬等：从高炉瓦斯泥中湿法回收锌的新工艺．I·111·2．1．2中和氧化沉铁泥浸出的影响。浸出液中含有大量铁，对后续溶剂萃取过程3．1．1废酸用量对瓦斯泥浸出的影响不利。中和氧化沉铁是将浸出液中的亚铁氧化为控制温度20℃，搅拌速度350r／rain，反应时三价铁使形成胶体沉淀分离，同时砷、锑、硅、铝等间2h，液固体积质量比4：1，废酸用量对锌、铁与铁反应被氢氧化铁胶体吸附而被除去[7]。具浸出的影响试验结果如图2、3所示。体反应如下：2Fe+H2O2+

6、2H一2Fe。。r+2H2O，(5)Fe抖+AsO；一一FeAsO4，(6)墨Fe抖+SbOi一一FeSb04。(7)露苦2．2综合回收锌工艺流程嬲针对攀钢瓦斯泥含锌高、自有钛白废酸浓度高的特点，从瓦斯泥中回收锌的工艺流程如图1所示。工艺基本没有废液排放，3个主要环路为浸出与萃取之间的水溶液环路；溶剂萃取与反萃图2酸度对锌、铁浸出率的影响取之间的环路；反萃取与电积之间的环路。●、竺、岳髅茁图3酸度对浸出液中铁质量浓度的影响从图2、3看出：锌浸出率随酸度增加变化不大；铁浸出率随酸度增加持续增大。随着废酸用量增加，引入的二价铁离子增加，给后续除铁带来负担。综合考虑，选择酸度为65g

7、／L(855L／t瓦斯泥)，此时浸出液pH==：1．95，且过滤性能良好。3．1．2温度对瓦斯泥浸出的影响控制搅拌速度350r／min，浸出剂酸度65g／L，液固体积质量比4：1，浸出时间2h，浸出温度对瓦斯泥浸出的影响试验结果如图4所示。图1从瓦斯泥中回收锌的工艺流程丑3试验结果与讨论3．1浸出进行单因素条件试验，综合考察废酸用量、浸出温度、液固体积质量比、反应时间等因素对瓦斯图4浸出温度对锌、铁浸出率的影响·112·湿法冶金2012年4月从图4看出，浸出温度对锌、铁浸出率影响不∞如加：2