铅阳极泥湿法处理工艺的应用和改进.pdf

第28卷第3期
有色矿治
Vol28. No3
2012年6月
NON-FERROUS MINING AND METALLURGY
lune 2012
文章编号:1007-967X(2012)03-0039-03
铅阳极泥湿法处理工艺的应用和改进
陈海大,李连军
(铜冠有色金属池州公司九华冶炼厂,安徽池州247000)
摘要:介绍了某厂铅阳极泥直接浸出处理工艺的投产情况,指出工程设计存在的缺陷,通过分步
进行氧化和浸出的工艺改进措施,满足了在常温下进行氯化浸出的工艺要求,从而形成了
双氧水预氧化一盐酸氯化浸出处理铅阳极泥的新工艺。
关键词:铅阳极泥;湿法预氧化;工艺改进
中图分类号:TF111
文献标识码:B
0前
1.1工艺的特点
此工艺路线简短、回收较为充分,具体有以下特
盐酸和氯化物溶液中氢离子的活度较大,且一点:(1)直接处理新产出的阳极泥,取消了干泥球磨
般氯化物都具有较大的溶解度,许多金属离子能与工序;(2)工业双氧水(27.5%)储送和使用比氯气
氯离子形成配合物,大大提高元素的可反应程度,这安全方便,工艺指标稳定;(3)产出的海绵锑可自热
些特性成为水溶液氯化冶金的理论基础。
焙干后直接熔炼,省去了烘料工序;(4)海绵锑熔炼
基于以上特点,阳极泥、氰化金泥等含有大量贱成合金后利用率高,但未分离As、Bi、Cu等;(5)过
金属的物料的湿法处理多数采用氯化浸出。一般情程排放废污少,可回收一定的P
况下,为了使贱金属彻底溶出,需要向体系中加入氧1.2设备配置和材料的选择
化剂以促进反应。但是为了控制贵金属的氧化性溶
主要工艺过程仅有浸出、置换和嫆炼三部分,设
出,必须控制氧化剂的加入量,使体系的氧化还原电极备用量不大,配置相对容易。主要设备如表1所列。
电位保持在合理范围内,故此法也简称控电氯化法。
表1主要生产设备
1双氧水辅助氧化一氯化法工艺的应
设备名称
规格
用途
衬塑搅拌槽
盐酸浸出
用
衬胶搅拌槽
铁置换
1*压滤机
浸出渣脱水
某厂曾采用控电氯气氯化法对铅阳极泥进行湿
2“压滤机
海绵锑脱水
法处理。因为其固有的过程繁琐、处理能力低、产物坩埚炉
海绵锑熔炼
混杂和再熔炼困难、废水量大等缺陷无法避免,不久
因含有高浓度Cl~的中间物料有强腐蚀性,HCl
就停产。现为满足铅治炼生产中对Sb的需求,自行挥发性强,所以对设备材质有特殊要求。浸出设备
开发应用以湿法氯化治金为基础的双氧水辅助氧选用钢衬塑搅拌釜、置换设备选用钢衬胶(耐高温)
化一一盐酸浸出、铁置换法分离和回收铅阳极泥中搅拌釜;含盐酸介质压管道和阀门使用钢衬PE
的Sb和Bi,工艺流程见图1。
材料;双氧水储罐和管道使用316L不锈钢、氯化料
双氧水、盐
液储罐采用钢凃覆环氧树脂和聚丙烯材料;尾气、废
し盐酸浸出
液等低压气液管道使用PVC;使用温度高于60℃的
铁
气体管路和尾气抽吸、洗涤设备均采用玻璃钢;压滤
換百(金银治炼)
泵为高压聚乙烯耐腐耐磨砂浆泵。
纯碱
置换母液
2生产情况和技术指标
(废水处理)
Sb、Bi、P地合金
图1浸出分离和回收Sb、Bi的工艺流程
从生产情况看,新产出的铅阳极泥即出即用,料
浆使用管道输送大大提高了工效,完全没有机械损
*收搞日期:2012-05-04
作者简介:陈海大(1970-),男,安徽蚌埠人,学士,工程师,从事铅锌治金技术开发和管理工作。
有色矿冶
第28卷
失。此工艺操作简便,设备运行相对稳定,但也存在的各种问题已有文献描述,并建议采用冷却措
设备选型不当造成生产组织困难和指标波动等问施?,但工程属改造,因条件所限未予以足够重视
题
生产中的主要问题就是浸出工序的温度冗聚及
2.1盐酸浸出
次生的一系列问题:(1)浸出工序温度常达90℃以
原设计操作温度小于60℃搅拌1.5h,但是因上,溶液蒸发严重,排气管道不同程度受热变形,有
为反应釜衬PE层厚达50mm,散热效果很差,内部较多的馏出物产生固体会造成排气管堵塞;(2)大
反应热集聚严重,实际操作只能控制在80~90℃下量酸雾加重了尾气净化负荷,吸收碱消耗大,处理任
搅拌4h以保证散热,到夏季要延长到8h。
务重;(3)浸出和压滤操作时间延长,造成生产组织
相关技术指标如下:浸出渣率50%~60%;渣困难;(4)经常被迫在高于60℃下压滤,不仅损坏
含Pb33%~42%、S1.8%~3.8%、Bi10.5%~压滤机板框,还产生大量酸雾污染操作环境
2.8%、As0.13%~0.2%;Sb、Bi、As浸出率均介于
其次,阳极泥投用前没有经过充分洗涤,大量残
90%-95%之间。Pb、Ag有一定的溶出,其在浸出留的PB与溶液中的生成PbCl2沉淀,消耗了
液中的含量范围分别为18~22g/L和0.10~0.17大量I1-,削弱了浸出效果,造成了渣率偏高和铅的
流失
2.2铁量换
第三,浸出和置换工序均未设定洗涤过程,加之
浸出液用蒸汽直接加热,80℃以上反应明显加压滤机容量偏大,导致压滤不干,是造成浸出率低、
速并自行升温。当较惰性元素置换完成后,铁会置渣率高的主要原因,也造成海绵锑品位偏低。
换出大量氢气,是达到终点的标志。采用50-80目
粒度的铁粉较为适宜,铁粉过量时,还原较彻底,但4工艺改进措施和效果
过量的铁粉会沉积于海绵锑中降低其品位和造成浪4.1工艺改进措施
费。各元素的置换效率均介于97%~9.5%之间,
经过对浸出工艺原理的分析和实验研究,发现
还原液含Sb0.15~1.4g/L、Bi0.07-0.27g/L、As将氧化过程和盐酸浸出过程分步进行,也可以达到
0.01~0.15g/L。熟练操作时置换效率可稳定在理想的工艺指标。
99%以上。
围绕这一工艺革新,结合上述的其他问题,对生
2.3海绵锦熔炼
产工艺和操作进行了以下调整:(1)增加一遍阳极
袋装的海绵锑堆置三到五天后可自热焙干,拌泥洗脱铅离子和残酸的操作;(2)在阳极泥洗涤压
以30%的纯碱后直接进行熔炼。海绵锑中含有部干后立即进行水介质双氧水预氧化,并留釜过夜降
分过量的单质铁,在熔炼的时候作为还原剂参与冶温,次日转入盐酸浸出;(3)对未压干的物料留机接
金反应。熔炼温度1100℃,为防As、Sb大量蒸发,着下批料压滤,保证压滤效果;(4)将压滤机出液改
带渣铸锭,冷却后机械剥离合金和渣。熔炼渣量少,为潜流式,减少压滤时的酸雾蒸发。
返回铅治炼系统回收。所得合金成分为:Sb60%、4.2改进效果和进一步改善的余地
Ag<1%、Pb15%、Bi8%、As5%,可直接送铅阳极板
铅阳极泥的水介质双氧水氧化过程是在洗涤搅
加工工序配锑使用,Pb、Bi、Ag得以回收利用。
拌槽(304不锈钢制)中进行的,体系温度可达到90
2.4尾气吸收和废液处理
℃以上,但散热也快,过程仅需要1h。排出的蒸汽
工艺尾气使用5%氢氧化钠溶液进行洗涤吸主要成分是水,故环境污染很少。双氧水加入量不
收,吸收液循环使用后成为氯化钠溶液,达到一定的变。重