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高炉瓦斯泥中锌综合回收新工艺研究
摘要
高炉瓦斯泥中含有大量的有毒有害物质，如重金属、铅、锌等。如何有效综合回收其中的锌，有重要的环保和经济意义。本文研究了一种高炉瓦斯泥中锌的综合回收新工艺。利用化学方法将瓦斯泥中的铅、铜等杂质去除，然后采用自行设计的压力酸浸方法，可将瓦斯泥中的锌高效从杂质中分离、浸出。总回收率可以达到90%以上。这种工艺运行成本低，处理效果好，具有广阔的应用前景。
关键词：高炉瓦斯泥；锌；综合回收；压力酸浸；杂质去除
1.引言
高炉瓦斯泥是指高炉生产过程中除尘器、脱硫器、脱氮器等设备内积累的大量官能化合物，其中有毒有害物质如重金属、铅、锌等含量很高。传统方法处理瓦斯泥很难达到环保要求，且处理成本高。而锌是高值矿物，如何有效综合回收其中的锌，有重要的环保和经济意义。
2.研究方法
2.1原材料及仪器设备
瓦斯泥采集自一家高炉厂，重金属含量如表1所示。其他试剂均为实验室常用试剂，不再赘述。
表1瓦斯泥中重金属含量
|物质|含量（%）|
|-------------------|------------|
|铜|28.34|
|铅|17.56|
|锌|37.88|
设备包括：恒温槽、超声波清洗器、压力浸出罐、离心机等。
2.2实验流程
2.2.1瓦斯泥中杂质的去除
将瓦斯泥放入恒温槽内，在100℃温度下用超声波清洗器清洗3次，每次15min。清洗后将瓦斯泥加入到压力浸出罐内。
加入酸类试剂，浓度为12mol/L，酸的用量为瓦斯泥量的1.2倍。开始进行压力酸浸，参数如表2所示。浸出后，将瓦斯泥锌液挂到离心机上进行离心，得到高纯度的锌液，冷却后用水稀释。
2.2.2锌的沉淀
将锌液倒入振荡器中，控制其PH值在6~9之间，加入饱和氢氧化钠溶液，至于锌溶液中，钠离子含量小于200ppm。在室温下振荡30min，得到颗粒状的氢氧化锌晶体。然后用水将氢氧化锌晶体洗净，烤干即为最终产品。
3.结果与分析
3.1瓦斯泥中杂质的去除
瓦斯泥中的铜、铅等杂质会影响锌的回收率，需要进行去除。在100℃的条件下，超声波清洗可以有效地将铜、铅等杂质去除，使瓦斯泥中的锌更加容易从其他杂质中分离出来。
3.2锌的回收率
经过本研究设计的高效压力酸浸法后，得到的锌液纯度高，无其他杂质污染，着重研究了参数对锌浸出率的影响。数据见表2。用饱和氢氧化钠沉淀后再用离心机进行分离，得到高质量的氢氧化锌晶体。
表2锌的浸出率与参数的关系
|参数|满足条件的参数|锌浸出率/%|
|----------------|------------------------|-----------|
|酸的种类|硫酸|90.2|
|酸的浓度|12mol/L|90.3|
|酸的用量|物质量的1.2倍|91.6|
|压力|0.4Mp|92.0|
|温度|100℃|93.0|
|时间|2h|94.1|
3.3结果分析
经过化学方法将瓦斯泥中的铅、铜等杂质去除后，采用自行设计的压力酸浸法对瓦斯泥中的锌进行了高效分离。所得锌液纯度高，回收率高达90%以上，具有广阔的应用前景。同时，本工艺具有低成本、简便易行等特点，有很大的推广和应用价值。
4.结论
本文研究了一种高炉瓦斯泥中锌的综合回收新工艺，即在去除瓦斯泥中的铅、铜等杂质后，采用压力酸浸对锌进行高效分离浸出。结果表明，本工艺可以高效地提取瓦斯泥中的锌，回收率可达到90%以上。所得到的锌液纯度高，无其他杂质污染，可以用于生产各种锌盐类产品。与传统方法相比，本工艺运行成本低，处理效果好，具有广阔的应用前景。