CN105039712B - 一种从铁矾渣中回收有价金属的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种从铁矾渣中回收有价金属的工艺，其特征在于，在水中加入分散剂，搅拌均匀后；加入铁矾渣和还原剂，搅拌均匀；加入石灰，搅拌均匀，得到含氧化铁和硫酸钙的沉淀，将液固进行分离。在液体中加入疏水剂和漂浮剂，回收有价金属。回收有价金属后的溶液，可作为溶解铁矾渣的水，循环使用；固体沉淀可作为水泥生产过程中的原料使用。

Description

一种从铁矾渣中回收有价金属的工艺
技术领域
本发明涉及金属回收的方法，特别涉及一种从铁矾渣(黄铵铁矾)中回收有价金属的方法。
背景技术
近十年来，我国铅锌冶金保持了快速增长的势头，2010年，铅锌总产量达到958.10万吨。对于年产10万吨的湿法工艺生电锌厂，若锌精矿含铁以8％计，则每年产出的黄铵铁矾约为5.3万吨，一般就近建设渣场堆存，不但占用宝贵的土地资源，且由于铁矾渣稳定性差(稳定存在的pH＝1.5-2.5)、堆存性不好，而且铁矾渣中的重金属，如Zn、Cu、Cd、Pb、Ag和Sb等，在自然堆存条件下会不断溶出从而污染地下水和土壤[陈永明，唐谟堂，第19卷第7期中国有色金属学报杨声海，等.NaOH分解含铟铁矾渣新工艺[J].中国有色金属学报，2009，19(7)：1322-1331；侯小强，郑旭涛，郭从盛，等.极端环境对铁矾渣水泥固化体的影响[J].有色金属科学与工程，2014,5(3)：56-58]。
我国铅锌金属产量已连续多年位居世界第一。在产品产能飞速发展的同时，生产过程中的黄铵铁矾的处理问题逐步凸现，不仅关系到资源的综合循环利用，而且更关系到对自然环境的影响。
蒋开喜等人公开了一种铁矾渣综合回收锌的方法，通过对铁矾渣进行充分搅拌酸性洗涤，用熟石灰中和洗涤后液中残酸，溶液中Fe3+水解沉淀，实现锌和铁的分离，除铁后溶液用P204-煤油做有机相，对锌进行萃取[蒋开喜，刘三平，王海北，等。一种铁矾渣综合回收锌的方法：中国专利，201410218878[P].2014.05.22]。该工艺用石灰中和洗涤后液中残酸，溶液中Fe3+水解沉淀，得到Fe(OH)3，氢氧化铁为胶体，不容易过滤，另外，氢氧化铁吸附溶液中的金属离子，减少对有价金属的回收。
发明内容
本发明的目的是提供一种有价金属回收的方法，可解决黄铵铁矾的环境问题，变废为宝。
为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：
一种从铁矾渣中回收有价金属的工艺，其特征在于，包括下述步骤：
(1)在水中加入分散剂，搅拌均匀后加入铁矾渣和还原剂，再搅拌均匀后加入石灰，继续搅拌均匀，得到含氧化铁和硫酸钙沉淀的溶液；其中，水的质量为铁矾渣质量的300％；石灰的质量为铁矾渣质量的10％；分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种，加入量为铁矾渣质量的1-5％；还原剂为硫铁矿、铁屑中的一种，加入量为铁矾渣质量的1-5％；
(2)将溶液进行固液分离，得到氧化铁和硫酸钙沉淀物的液体；
(3)在液体中加入疏水剂和漂浮剂，回收有价金属，其中，疏水剂为烷基二硫代碳酸钠，乙基二硫代碳酸钠、丙基二硫代碳酸钠、丁基二硫代碳酸钠、戊基二硫代碳酸钠中的一种，加入量为铁矾渣质量的1-5％；漂浮剂为松树油、异构己醇、辛醇中的一种，加入量为铁矾渣质量的1-5％。
上述工艺中，步骤(2)所得的氧化铁和硫酸钙的沉淀物，可用于生产水泥的石膏。步骤(3)回收有价金属后的溶液，可作为步骤(1)中溶解铁矾渣的水，循环使用。
本发明的工艺原理为：黄铵铁矾在碱溶液中将发生分解，生产氢氧化铁和硫酸盐；如果溶液中有亚铁离子，黄铵铁矾分解后将有四氧化三铁产生，反应方程式如下：
2(NH4)Fe3(SO4)2(OH)6+6NaOH＝
3Na2SO4+(NH4)2SO4+6Fe(OH)3↓
(1)
2(NH4)Fe3(SO4)2(OH)6+3Fe2++6NaOH＝
3Na2SO4+(NH4)2SO4+3Fe3O4↓+6H2O+6H+
(2)
本发明在水中加入分散剂，有利于铁矾渣的分散，使其悬浮在水中，加快其与碱的反应速度。加入还原剂，将部分3价铁离子，转变为2价铁离子，可得到四氧化三铁沉淀，避免产生氢氧化铁沉淀；有利于液体和固体的分离，避免氢氧化铁吸附有价金属离子。石灰溶于水后，变为氢氧化钙，具有碱性。以石灰作为碱，具有价格便宜的特点。
不同金属离子水解沉淀，产生Cu(OH)2、Zn(OH)2、Cr(OH)2、Ni(OH)2、Pb(OH)2、Cd(OH)2、Mn(OH)2、Co(OH)2沉淀的pH值分别为4.6、5.8、5.5、6.1、6.8、7.2、7.6、6.3)。将溶液的pH值控制在3-4(铁矾渣稳定存在的pH＝1.5-2.5)，铁矾渣开始分解，铁矾渣中的Zn、Cu、Cd、和Pb等金属元素以硫酸盐的形式进入溶液。
在溶液中加入疏水剂，改变金属离子的亲水性性能，而产生疏水性，使其可浮。加入漂浮剂使充入水中的空气易于弥散成气泡和稳定气泡。疏水剂和漂浮剂联合在一起吸附于金属离子表面，使其上浮，便于回收金属离子。
本发明无“三废”排放。
具体实施方式
本发明从铁矾渣中回收有价金属的工艺具体包括：
(1)在水中加入分散剂，搅拌均匀后；加入铁矾渣和还原剂，搅拌均匀；加入石灰，搅拌均匀，得到含氧化铁和硫酸钙沉淀的溶液；
(2)将氧化铁和硫酸钙沉淀与溶液分离，得到液体；
(3)在液体中加入疏水剂和漂浮剂，疏水剂选择吸附在金属离子Zn、In表面，在漂浮剂的作用下，浮于液体表面，将表面含金属的液体刮出，对金属进行回收。
各种添加剂的种类及与水、铁矾渣的配比示于表1。
将回收的金属的量与铁矾渣中金属的量相比，得到金属的回收率；本发明有价金属(Zn、In)的回收率均大于80％。
表1
本发明步骤(2)固液分离所得到氧化铁和硫酸钙的沉淀；可作为水泥生产过程中的石膏使用。本发明步骤(3)回收有价金属后所得到的溶液可作为溶解铁矾渣的水，循环使用。

Claims (1)

1.一种从铁矾渣中回收有价金属的工艺，其特征在于，包括下述步骤：
(1)在水中加入分散剂，搅拌均匀后加入铁矾渣和还原剂，再搅拌均匀后加入石灰，继续搅拌均匀，得到含氧化铁和硫酸钙沉淀的液体，调节该液体pH值至3～4；其中，水的质量为铁矾渣质量的300％；石灰的质量为铁矾渣质量的10％；分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种，加入量为铁矾渣质量的1-5％；还原剂为硫铁矿、铁屑中的一种，加入量为铁矾渣质量的1-5％；
(2)将含氧化铁和硫酸钙沉淀的液体进行固液分离，得到氧化铁和硫酸钙沉淀物，以及固液分离液体,所得的氧化铁和硫酸钙的沉淀物，用于生产水泥的石膏；
(3)在固液分离液体中加入疏水剂和漂浮剂，回收有价金属，其中，疏水剂为烷基二硫代碳酸钠，乙基二硫代碳酸钠、丙基二硫代碳酸钠、丁基二硫代碳酸钠、戊基二硫代碳酸钠中的一种，加入量为铁矾渣质量的1-5％；漂浮剂为松树油、异构己醇、辛醇中的一种，加入量为铁矾渣质量的1-5％；
回收有价金属后的溶液，作为步骤(1)中溶解铁矾渣的水，循环使用。
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