论文部分内容阅读
在高炉炼铁过程中每年会产出大量的瓦斯泥副产品,其成分复杂,含铁较低、含锌较高。返回烧结配料会影响烧结料层的透气性及降低烧结矿含铁品位,同时在炼铁过程中锌不断积累,易在高炉上部结瘤而降低高炉使用寿命。目前,这些含锌高的瓦斯泥主要是采用回转窑挥发法回收锌,但该法存在能耗高、污染大、易结窑等缺点。而攀钢钛白粉厂硫酸法生产钛白粉时产出大量的高浓度废硫酸,目前没有得到有效处理。针对攀钢这一特点,选用废酸作为浸出剂,提出浸出-中和-萃取-电积工艺回收瓦斯泥中的锌。本文对废酸浸出、中和沉铁、溶剂萃取、除油等工序做了较系统的研究,得到高纯度的锌板。废酸浸出过程通过研究酸用量、温度、液固比、反应时间等得到浸出优化条件为：废酸用量855L废酸／t瓦斯泥(即酸度维持65g／L)、常温、液固比4mL／g、反应时间2h。在优化条件下,可得锌、铁的平均浸出率分别为97.94%和6.52%,达到较好的浸出效果。酸浸液总铁含量在8g／L左右,其中Fe2+约5g／L,选择采取类针铁矿法进行除铁,其优化条件为：用石灰石作为中和剂、氧化剂用量为1.3倍理论量的双氧水、除铁温度50℃,铁可以基本被除去,同时锌的损失率控制在2.90%。除铁后液含Zn2+30g／L左右,还含有少量的Cu2+、Ni2+、Co2+、 Cd2+等有害杂质,本文采取萃取工艺进行富集和提纯锌。通过试验研究选取三级逆流萃取、两级逆流洗涤、两级逆流反萃的萃取工艺可以达到较好的效果。其优化工艺条件为：萃取有机相为40%P204+260#煤油、相比为2：1、温度为40。C；洗涤用废电解液加去离子水作为二级洗涤水(pH≈2)、相比为5：1、温度为40℃、二级洗涤水返回-级洗涤；反萃用含H2SO4160g/L, Znz+50g/L废电解液作为反萃剂、相比为4-5：1、温度为40℃。三级萃取锌的总萃取率为57.03%,反萃率为99.83%,萃取平衡pH为0.35左右,所得反萃后液含Zn2+90g/L, H2SO4100g/L左右。反萃后液采取纤维球+两次活性炭(2g／L)除油方法,可以使反萃后液中有机物含量降低到合格水平。除油后的反萃液进行电积,得到电锌板含锌99.97%,电流效率90.48%,如不考虑锌板中铝超标的情况下,锌板含锌有望达到99.99%以上。通过四次循环浸出、中和、萃取、电积综合试验研究可知,循环试验可以平稳地进行下去,所得锌板致密光滑。锌的综合回收率为85.82%,平均电流效率在90.56%左右。