一种从有色冶炼酸泥中分离汞、硒、铅的方法

摘要

本发明公开了一种从有色冶炼酸泥中分离汞、硒、铅的方法，包括加压氧化浸出分离硒的过程，从含汞、铅浸出液中分离汞的过程和从含铅滤液中分离铅的过程。通过加压氧化浸出技术，可以实现酸泥中硒与铅、汞金属的高效分离，硒在酸泥中的固定率达95%以上，同时汞和铅有价金属可以得到高效回收，回收率均在98%以上。具有工艺简单，设备投资少，有价金属回收效率高等有益效果。

权利要求

1.一种从有色冶炼酸泥中分离汞、硒、铅的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：加压氧化浸出分离硒的过程：将反应液和含汞、硒、铅的有色冶炼酸泥加入反应釜，所述的反应液为盐酸和醋酸的混合液，开启搅拌装置，并加热至75℃ 100℃，然后向~反应釜中鼓入氧气，维持反应釜内的压力在0.6MPa 1.2MPa之间，氧压浸出反应时间为1h~ ~

2.5h，待反应后通入冷却水将反应釜冷却至45℃以下，取出浆液，并通过过滤、洗涤得到含硒浸出渣和含汞、铅浸出液，含硒浸出渣送入硒回收系统；

步骤二：从含汞、铅浸出液中分离汞的过程：将铜屑加入到步骤一得到的浸出液中，搅拌1h 1.5h，通过过滤得到铜汞合金和含铅滤液，并集中从铜汞合金中回收汞；

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步骤三：从含铅滤液中分离铅的过程：将步骤二得到的含铅滤液的pH调节至9 10，过滤~后得到含铅沉淀物和滤液，含铅沉淀物返回至冶炼系统回收铅资源，滤液调配成反应液，返回至加压氧化过程。

2.根据权利要求1中所述的一种从有色冶炼酸泥中分离汞、硒、铅的方法，其特征在于：步骤一中所述反应液中盐酸摩尔浓度为0.05mol/L 0.15mol/L，醋酸摩尔浓度为0.01mol/L ~ 0.03mol/L。

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3.根据权利要求1中所述的一种从有色冶炼酸泥中分离汞、硒、铅的方法，其特征在于：步骤一中反应液和酸泥在反应釜中的液固比为2.5 5L：1kg。

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4.根据权利要求1中所述的一种从有色冶炼酸泥中分离汞、硒、铅的方法，其特征在于：步骤一中保持搅拌速度为350r/min 600r/min。

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5.根据权利要求1中所述的一种从有色冶炼酸泥中分离汞、硒、铅的方法，其特征在于：步骤一中所述的氧气纯度为工业级纯氧，浓度大于95%。

6.根据权利要求1中所述的一种从有色冶炼酸泥中分离汞、硒、铅的方法，其特征在于：步骤二中所述的铜屑添加比例为每升浸出液中40g 60g。

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7.根据权利要求1中所述的一种从有色冶炼酸泥中分离汞、硒、铅的方法，其特征在于：步骤二中保持搅拌速度为80r/min 200r/min。

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8.根据权利要求1中所述的一种从有色冶炼酸泥中分离汞、硒、铅的方法，其特征在于：步骤三中调节含铅滤液pH所用的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙中的一种或多种。

说明书

一种从有色冶炼酸泥中分离汞、硒、铅的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种分离回收有价金属的方法，尤其适合于有色金属冶炼制酸过程中产生的酸泥中硒、汞、铅等元素的分离回收，属于冶炼副产物有价金属回收和环境保护领域。

背景技术

[0002] 传统的有色金属冶炼高温焙烧过程中，矿物中易挥发的硫、硒、铅、汞等元素大部分都会进入烟气。随着烟气温度的降低，烟气中的硒、铅等元素会形成金属氧化物颗粒，并最终进入烟气制酸过程中的酸泥中。高温条件下，烟气中汞几乎全部以气态单质汞形式存在，但在除尘、洗涤等净化过程中，汞会与烟气中硒发生反应，形成硒化汞颗粒，最终同样进入酸泥。有色金属冶炼烟气处理过程中产生的酸泥中汞、硒、铅等元素含量均较高，是一种极具有利用价值的冶炼副产物；另一方面，酸泥属于高危险的废弃物，其中的硒、汞和铅等都是对生态环境和人体健康极为有害的元素，必须采取相应的技术措施安全处置冶炼酸泥。目前，大多数冶炼企业都把酸泥外卖到汞回收企业，其中硒和铅等有价金属都没有得到回收；部分冶炼企业也存在将酸泥长期堆存保管的方法，对环境造成极大的危害。

[0003] 针对冶炼酸泥常用的方法实石灰焙烧脱汞固硒法，其将石灰与酸泥混合后加热，使酸泥中汞以单质汞的形式进入烟气，再通过冷凝的方法回收烟气中的汞，但冷凝后烟气中汞的浓度依然很高，需要进一步处理；酸泥中硒在焙烧过程中以亚硒酸钙形式保留在渣和烟尘中，再利用酸浸+二氧化硫还原的方法实现硒的回收，但由于烟尘成分复杂，得到的硒杂质含量相对较高。王晓武等人报道了“从含硒酸泥中提取硒的试验研究“论文，通过碱渣焙砂实现了酸泥中硒和汞的高效分离，但其存在渣量大、其它有价技术难以回收的缺点。中国专利CN201611122127.6公布了一种从铜铅锌冶炼硫酸系统酸泥中分离硒汞的方法，其利用氧压碱浸酸泥浸硒固汞的方法实现硒和汞的分离，汞的固渣率达99.94%，硒的浸出率达98.77%，但是其需要较高的压力，对设备要求高。中国专利CN201510259346.8公开了一种从酸泥中回收硒、汞、金和银的方法，其在保护气氛下进行焙烧将酸泥中硒化汞以气态形式从酸泥中挥发，然后通过冷凝的方法回收硒、汞资源，对于焙烧渣利用氰化法提取金和银，从而实现酸泥中有价资源的综合利用，但是高温焙烧下酸泥中其它挥发元素如铅、砷等也会进入烟气，从而影响后续硒和汞的回收。

发明内容

[0004] 针对现有的有色冶炼酸泥资源化处理的难题，本发明的目的在于提供一种工艺简单、有价金属分离效率高、对环境友好的酸泥处理的方法。

[0005] 为了达到上述目的，本发明提供了一种从有色冶炼酸泥中分离汞、硒、铅的方法，具体的步骤如下。

[0006] 步骤一：加压氧化浸出分离硒的过程：将反应液和含汞、硒、铅的有色冶炼酸泥加入反应釜，所述的反应液为盐酸和醋酸的混合液，开启搅拌装置，并加热至75℃ 100℃，然~向反应釜中鼓入氧气，维持反应釜内的压力在0.6MPa 1.2MPa之间，氧压浸出反应时间为1h~
2.5h，待反应后通入冷却水将反应釜冷却至45℃以下，取出浆液，并通过过滤、洗涤得到含~
硒浸出渣和含汞、铅浸出液，含硒浸出渣可以送入硒回收系统。

[0007] 步骤二：从含汞、铅浸出液中分离汞的过程：将铜屑加入到步骤一得到的浸出液中以置换溶液中的汞搅拌1h 1.5h，此时溶液中的汞会被置换并形成铜汞合金，通过过滤得到~铜汞合金和含铅滤液，并集中从铜汞合金中回收汞。

[0008] 步骤三：从含铅滤液中分离铅的过程：将步骤二得到的含铅滤液的pH调节至9 10，~使溶液中铅以氧化物或氢氧化物的形成进入沉淀，过滤后得到含铅沉淀物和滤液，含铅沉淀物可返回至冶炼系统回收铅资源，滤液可以调配成反应液，返回至加压氧化过程。

[0009] 优选的，反应液中盐酸摩尔浓度为0.05mol/L 0.15mol/L，醋酸摩尔浓度为~0.01mol/L   0.03mol/L。
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[0010] 优选的，反应液和酸泥在反应釜中的液固比为2.5 5L：1kg。~

[0011] 优选的，步骤一中保持搅拌速度为350r/min 600r/min。~

[0012] 优选的，氧气纯度为工业级纯氧，浓度大于95%。

[0013] 优选的，铜屑添加比例为每升浸出液中40g 60g。~

[0014] 优选的，步骤二中保持搅拌速度为80r/min 200r/min。~

[0015] 优选的，调节含铅滤液pH所用的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙中的一种或多种。

[0016] 本发明的原理是：本发明所针对的酸泥对象中汞以稳定的硒化汞的形式存在，铅以氧化铅和硫酸铅的形式存在，硒以单质或硒化物的形式存在。在加压氧化的条件下，酸泥中稳定的汞和铅被转化成可溶态（氯化汞和醋酸铅的形式），但硒仍以单质形态保留在酸泥中，从而实现硒的分离。在加压浸出过中，醋酸和盐酸主要起到提供金属离子配体的作用，促进汞和铅的高效浸出。

[0017] 获得的汞铅混合液，可以通过铜屑置换溶液中的汞，形成铜汞合金，实现汞的分离；然后再调节pH使溶液中的铅以氢氧化物铅的形式分离回收。

[0018] 相对于现有技术，本发明的技术方案带来的优点在于：

[0019] 1、通过加压氧化浸出技术，可以实现酸泥中硒与铅、汞金属的高效分离，硒在酸泥中的固定率达95%以上，同时汞和铅有价金属可以得到高效回收，回收率均在98%以上。

[0020] 2、本发明具有工艺简单，设备投资少，有价金属回收效率高。

[0021] 3、本发明对酸泥中成分要求低，可以适用于铜铅锌等多个行业产生的酸泥。

[0022] 4、本发明安全环保，经过处理后的渣中铅、汞等重金属浸出率低，同时反应也可以循环利用，全过程中无废水排放。

附图说明

[0023] 图1为本发明的工艺流程图。

[0024] 图2为不同反应液成分对铅汞浸出率的影响。

[0025] 图3为反应釜中不同压力对硒固定率的影响图。

[0026] 图4为加压氧化过程中不同反应时间对硒固定率和铅汞浸出率的影响图。

具体实施方式

[0027] 以下实施例旨在进一步说明本发明内容，而不是限制本发明权利要求保护范围。

[0028] 实施例1：

[0029] 本实施例采用冶炼酸泥中硒、汞、铅的含量分别为42.56%、16.43%和5.34%。将200g酸泥与600mL的反应液均匀混合，反应中盐酸和醋酸的质量分数分别为0.06mo/L：0.01mol/L、0.08mol/L：0.02mol/L、0.10mol/L：0.03mol/L。开启搅拌装置，转速为400r/min，并对反应体系就行加热。当温度升高至80℃时，向反应釜中通入纯度为99%的氧气，维持反应釜内的压力为0.6MPa。待反应1小时后通入冷却水将反应釜冷却至45℃以下，取出浆液，并通过过滤、洗涤得到浸出渣和浸出液。实验结果具体结果如图2所示。通过图2可知，上述三种反应液成分下汞的浸出率分别为96.56%、97.78%和97.81%，铅的浸出率分别为95.22%、96.36%和96.45%。

[0030] 实施例2：

[0031] 本实施例采用冶炼酸泥中硒、汞、铅的含量分别为42.56%、16.43%和5.34%。将200g酸泥与600mL的反应液均匀混合，反应中盐酸和醋酸的质量分数分别为0.08mol/L和0.02mol/L。开启搅拌装置，转速为400r/min，并对反应体系就行加热。当温度升高至80℃时，向反应釜中通入纯度为99%的氧气，维持反应釜内在一定的压力。待反应1小时后通入冷却水将反应釜冷却至45℃以下，取出浆液，并通过过滤、洗涤得到浸出渣和浸出液。本实施例中考察反应压力对固硒效果的影响，压力分别为0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa、1.2MPa和
1.4MPa，实验结果如图3所示。从图中可以看出，当氧压在0.6MPa 1.2MPa之间时，此时浸出~
渣中的固硒率保持在95%以上，当压力增加至1.4MPa后，固砷效率急剧下降到83.45%，这表明过高的压力会导致酸泥中的硒溶解到反应液中，从而不利于硒与汞和铅的分离。

[0032] 实施例3：

[0033] 本实施例采用冶炼酸泥中硒、汞、铅的含量分别为42.56%、16.43%和5.34%。将200g酸泥与600mL的反应液均匀混合，反应中盐酸和醋酸的质量分数分别为0.08mol/L和0.02mol/L。开启搅拌装置，转速为400r/min，并对反应体系就行加热。当温度升高至80℃时，向反应釜中通入纯度为99%的氧气，维持反应釜内的压力为0.8MPa。待反应一段时间后通入冷却水将反应釜冷却至45℃以下，取出浆液，并通过过滤、洗涤得到浸出渣和浸出液。
本实施例中考察不同反应时间对硒的固定率的影响，反应时间分别为1h、1.5h、2h、2.5h和
3h。实验结果如图4线a所示。从图中可以看出，随着反应时间的增加，硒的固定率逐渐下降，在反应时间为2.5h之内，硒的固定率在95%以上，当反应时间增加至3h时，硒的固定率下降为92.34%，因此从保持硒较高的固定率角度分析，反应时间不宜过长。

[0034] 实施例4：

[0035] 本实施例采用冶炼酸泥中硒、汞、铅的含量分别为42.56%、16.43%和5.34%。将200g酸泥与600mL的反应液均匀混合，反应中盐酸和醋酸的质量分数分别为0.08mol/L和0.02mol/L。开启搅拌装置，转速为400r/min，并对反应体系就行加热。当温度升高至80℃时，向反应釜中通入纯度为99%的氧气，维持反应釜内的压力为0.8MPa。待反应一段时间后通入冷却水将反应釜冷却至45℃以下，取出浆液，并通过过滤、洗涤得到浸出渣和浸出液。
本实施例中考察不同反应时间对铅、汞浸出率的影响，反应时间分别为1h、1.5h、2h、2.5h和
3h。实验结果如图4线b和c所示。从图中可以看出，随着反应时间的增加，铅和汞的浸出效率增加，当反应时间为2.5h时，铅和汞的浸出率分别为98.25%和98.74%，继续增加反应时间，铅和汞的浸出率提高效果不大。综合硒固定率和铅汞浸出率，优选的反应时间为1h 2.5h。
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