底吹爐煙灰中有價金屬cd的回收研究

底吹爐煙灰中有價金屬cd的回收研究

0煙灰中cd的物相分析水口山有色金屬集團有限公司第八裝訓廠（以下簡稱“八廠”）自2005年8月采用sks精煉鉛生產(chǎn)以來，爐渣中的碳灰粉經(jīng)過了2年多的循環(huán)，其中雜質(zhì)沉積在一定程度上，不利于爐渣的生產(chǎn)。2007年11月對底吹爐鉛精礦和煙灰成分分析發(fā)現(xiàn),鉛精礦中Cd含量微少,而煙灰含Cd在15%左右,需要開路處理,綜合回收。對煙灰中的金屬Cd進行物相分析,其中CdSO4占90%以上。由于煙灰中的Cd主要是以硫酸鹽的形態(tài)存在,進行了水浸一鋅塊置換處理底吹爐煙灰生產(chǎn)鎘綿的試驗研究。10周期全流程試驗結(jié)果:Cd浸出率85.46%;回收率83.68%;鎘綿平均含鎘90.75%,含鋅1.79%,鉛、砷、銅、鐵等雜質(zhì)含量都很低;渣率71.22%,渣含鉛58%以上,可以返回鉛系統(tǒng)。這些煙灰經(jīng)過了2年多的循環(huán),估計有600t,鎘金屬量90t,處理后可回收鎘70t以上,增效100多萬元。而且企業(yè)每年產(chǎn)生的該類煙灰在300t以上,其綜合回收可為企業(yè)創(chuàng)造一定的經(jīng)濟效益。1取樣時間的確定底吹爐煙灰化學成分見表1,底-1取樣時間為2007年11月20日,底-4的取樣時間為2008年1月8日。試驗主要試劑為:自配稀硫酸(H2SO4184g/L)、鋅粉(分析純)、鋅塊(Zn99.995%)。2工藝和技術(shù)條件2.1cdso4中cd的cd占總cd量的84.7%從表1中可以看出,底吹爐煙灰中Pb、Cd具有回收價值。底-4中Cd的物相分析結(jié)果,CdSO4中的Cd占總Cd量的92.68%。CdSO4易溶于水,0℃時在水中的溶解度為755g/L,25℃時的溶解度為772g/L,利用CdSO4易溶于水的性質(zhì),確定了圖1所示的底吹爐煙灰綜合回收工藝流程。2.2浸漬時間2h(1)浸出工序:常溫水浸,控制液固比3:1,盡可能使鎘進入溶液,同時As、Sb不被浸出,浸出時間2h。(2)置換工序:用鋅塊置換,控制初始pH2.5～3.0,終點pH5.0以上,溫度60℃以下,時間2h,使鋅置換出鎘。3試驗結(jié)果及分析3.1不加酸水浸凈化用料200g,進行了不同酸度和液固比試驗。酸度試驗結(jié)果見表2,液固比試驗結(jié)果見表3。從表2可以看出,不加酸時As、Sb不被浸出,可以省去凈化工序,且Cd的浸出率達到90.09%,綜合考慮鎘綿質(zhì)量、操作成本和環(huán)保要求,采用不加酸直接水浸。從表3可以看出,液固比為1:1及2:1時,Cd的浸出率低,浸出渣過濾困難,液固比為3:1和4:1時,Cd的浸出率大致相同,出于對硫酸鋅回收利用的考慮,選用液固比3:1。3.2鋅塊置換鎘的量測分別用鋅粉和鋅塊進行置換試驗,試驗結(jié)果:鋅塊置換所產(chǎn)鎘綿含Cd94.79%、Zn1.45%,鋅粉置換所產(chǎn)鎘綿含Cd81.14%、Zn11.73%,鋅塊置換所產(chǎn)的鎘綿質(zhì)量遠遠好于鋅粉置換所產(chǎn)鎘綿,因此采用鋅塊置換鎘。3.3煙灰煙灰的用量取一高一低兩種品位的煙灰進行試驗,全流程循環(huán)試驗的試料為(底-4)煙灰1000g,Cd品位18.16%;(底-1)煙灰1000g,Cd品位14.80%。(底-4)煙灰做前五個周期,(底-1)煙灰做后五個周期。3.3.1干預率和回收率Cd浸出率、回收率等技術(shù)指標見表4。從表4可以看出,含Cd低的試料,Cd的回收率、直收率較低,渣率偏高。3.3.2鋅的積累和置換液的量各周期鎘綿產(chǎn)品化學成分見表5,1～10周期全流程試驗置換液鋅積累情況見表6,其它產(chǎn)物平均化學成分見表7,從表5可知,10周期鎘綿產(chǎn)品含鎘平均90.75%(鎘綿烘箱烘干,有些鎘被氧化,實際鎘品位應該在90.75%以上),含Zn1.79%,Pb、As、Cu、Fe等雜質(zhì)的含量較低。從表6可見,鋅的積累情況1～3周期較明顯,3～10周期不明顯,9～10周期有所下降。原因是每個周期置換液化驗取樣100mL,而置換液的量很少,10個周期累計下來,鋅量的損耗大。如果是小型生產(chǎn),置換液中鋅積累情況就可以反應出來。從表7可以看出,置換液中的雜質(zhì)很少,如果Zn累積到了一定程度,可以直接送電鋅系統(tǒng),或進一步除鎘后生產(chǎn)硫酸鋅產(chǎn)品。3.3.3鎘的引入和生產(chǎn)能力以及平衡率10個周期共投入煙灰2000g,鎘平衡率為100.52%。試驗過程鎘的投入產(chǎn)出見表8。4cd污染情況進行了水浸一鋅塊置換處理SKS底吹爐煙灰生產(chǎn)鎘綿的試驗研究,10周期全流程試驗結(jié)果:Cd浸出率85.46%