一种从铅银渣中提取ZnO的方法

    技术2025-05-22  18


    本发明涉及冶金炼锌,具体涉及一种从铅银渣中提取zno的方法。


    背景技术:

    1、铅银渣是湿法冶金炼锌中产生的主要固体废物,若长久存放,其会对土地和水源造成污染,每生产1万吨的电锌,大约产生3000万吨左右的铅银渣。铅银渣中锌含量一般在2~8wt%,对铅银渣进行循环再生,既可以缓解因其积累造成的环境污染问题,又能提升企业的经济收益,推动企业可持续性发展。因此,合理地回收和再应用铅银渣显得格外关键。全球金属储量逐步减少,导致从铅银废渣中提取有经济价值的金属锌变得越来越受到重视。

    2、铅银废渣中锌金属的回收主要采用三种技术手段:湿法冶炼、浮选技术以及火法熔炼法。其中,火法熔炼技术是运用固体废渣熔化的特性和金属本身的理化特征,实现烟尘中贵重金属的回收,目前较为成熟的技术有回转窑挥发、烟化挥发及侧吹冶炼等技术。铅银渣处理的火法工艺主要为熔池熔炼工艺和浸没熔炼工艺相对成熟。火法熔炼本质上均是通过反应产物熔体密度差、物质蒸汽压差等热力学性质,把银、铅、锌等金属有效地浓缩到锍或粗合金的状态实现渣-金分离,达到回收目的。目前,火法熔炼技术可以实现多种金属共同富集,以多金属合金的形式回收,但回收合金金属产品存在成分复杂、杂质含量较多等缺点,还需再进行难度较大的提纯和除杂处理,才能应用于再生产制造。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本发明的目的在于提供一种从铅银渣中提取zno的方法。本发明提供的方法能够得到zno纯度在95%以上的高纯zno。

    2、为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:

    3、本发明提供了一种从铅银渣中提取zno的方法,包括以下步骤:

    4、将铅银渣、还原碳粉和助熔剂混合后压片,在通入氮气条件下,进行熔化还原-烟化,得到zno烟尘粉末;

    5、所述铅银渣和还原碳粉的质量比为1:0.1~0.5;

    6、所述熔化还原-烟化的温度为800~1200℃,保温时间为30~90min;

    7、所述氮气的通气流量为0.1~0.8l/min。

    8、优选地,以质量百分含量计,所述铅银渣与助熔剂的质量比为1:0.01~0.15。

    9、优选地,所述助熔剂包括cao。

    10、优选地,所述还原碳粉包括纯碳粉或工业碳粉。

    11、优选地,所述工业碳粉包括固定碳83wt%,灰份13wt%,挥发份2wt%,水份2wt%。

    12、优选地,温度升至所述熔化还原-烟化的温度的升温速率为3~10℃/min。

    13、优选地,所述熔化还原-烟化后,还包括冷却至室温,停止通入氮气,收集烟尘。

    14、优选地,所述冷却的降温速度为3~10℃/min。

    15、优选地,所述铅银渣中的含锌物相包括铁酸锌、硫酸锌、硅酸锌和硫化锌中的一种或多种。

    16、优选地,以质量百分含量计,所述铅银渣的主要化学组成包括fe2o320~35%,sio25~15%,zno 2~12%,pbo 1~5%,cao 1~5%,al2o31~5%,mno1~5%,na2o 1~3%,mgo 0.5~2%。

    17、本发明提供了一种从铅银渣中提取zno的方法,包括以下步骤:将铅银渣、还原碳粉和助熔剂混合后压片,在通入氮气条件下,进行熔化还原-烟化,得到zno烟尘粉末;所述铅银渣和还原碳粉的质量比为1:0.1~0.5;所述熔化还原-烟化的温度为800~1200℃,保温时间为30~90min;所述氮气的通气流量为0.1~0.8l/min。本发明利用锌、铅元素的蒸汽压差值大的热力学性质特征,先采用助熔剂降低铅锌渣的熔化还原温度,然后通过控制铅银渣与碳粉的用量比、熔化还原-烟化温度和时间、氮气通气量,实现zn的选择性挥发,并使其高效富集在烟尘中,以烟尘形式回收,获得zno烟尘,zno烟尘中zno纯度高(95%以上),zn回收率高。本发明提供的熔化还原-烟化法有效解决了铅银废渣中锌、铅等易挥发元素难以单独提取回收的问题,对铅银渣中zn资源的高效、高纯回收提供了新方法,有助于铅锌渣的高效高值综合回收利用。



    技术特征:

    1.一种从铅银渣中提取zno的方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,以质量百分含量计,所述铅银渣与助熔剂的质量比为1:0.01~0.15。

    3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述助熔剂包括cao。

    4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述还原碳粉包括纯碳粉或工业碳粉。

    5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述工业碳粉包括固定碳83wt%,灰份13wt%,挥发份2wt%,水份2wt%。

    6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,温度升至所述熔化还原-烟化的温度的升温速率为3~10℃/min。

    7.根据权利要求1或6所述的方法,其特征在于,所述熔化还原-烟化后,还包括冷却至室温,停止通入氮气,收集烟尘。

    8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述冷却的降温速度为3~10℃/min。

    9.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述铅银渣中的含锌物相包括铁酸锌、硫酸锌、硅酸锌和硫化锌中的一种或多种。

    10.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,以质量百分含量计,所述铅银渣的主要化学组成包括fe2o320~35%,sio25~15%,zno 2~12%,pbo1~5%,cao 1~5%,al2o31~5%,mno 1~5%,na2o 1~3%,mgo 0.5~2%。


    技术总结
    本发明提供了一种从铅银渣中提取ZnO的方法,涉及冶金炼锌技术领域。本发明将铅银渣、还原碳粉和助熔剂混合后压片,在通入氮气条件下,进行熔化还原‑烟化,得到ZnO烟尘粉末。本发明利用锌、铅元素的蒸汽压差值大的热力学性质特征,先采用助熔剂降低铅锌渣的熔化还原温度,然后通过控制铅银渣与碳粉的用量比、熔化还原‑烟化温度和时间、氮气通气量,实现Zn的选择性挥发,并使其高效富集在烟尘中,获得ZnO烟尘,ZnO纯度高,Zn回收率高。本发明提供的熔化还原‑烟化法有效解决了铅银废渣中锌、铅等易挥发元素难以单独提取回收的问题,对铅银渣中Zn资源的高效、高纯回收提供了新方法,有助于铅锌渣的高效高值综合回收利用。

    技术研发人员:杜雪岩,李彬,王胜,申莹莹,杜云亮
    受保护的技术使用者:兰州理工大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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