含锌镍废旧农药催化剂有价金属回收利用-有色金属冶炼部分.doc
（中南大学化学化工学院，湖南长沙） 摘要：研究了一种以含锌废催化剂为原料，经碱浸、纯化、沉淀制备硫化锌的新工艺。 重点考察浸出温度、NaOH浓度、液固比（浸出剂质量/原料质量）、浸出时间等工艺参数对Zn浸出率的影响，得出最佳工艺条件：当NaOH浓度为5mol/L，液固比25:1，温度80，浸出时间2小时，含锌废催化剂中锌的浸出率可达90%； 渗滤液经锌粉净化后，可采用水热法获得较高的纯度和结晶度。 对于好的ZnS，沉锌后的滤液可以作为浸出剂回收利用。 关键词：含锌废催化剂； 碱浸； 纯化; 硫化锌 CLC分类号：e,,-(m()ed.ows:/L,-me90%;onone-,.:;;;简介 硫化锌作为一种过渡金属硫化物，已广泛应用于化工颜料中、陶瓷、光电材料等诸多领域。
目前，锌矿资源日益紧缺，生产硫化锌的原料长期以来价格相对昂贵。 如果能以含锌废催化剂等锌二次资源为原料，制备合格的硫化锌产品，不仅可以减少环境污染，还可以减少环境污染。 能够创造良好的经济价值和社会效益。 据统计，全世界每年产生超过100万吨废催化剂，这些废催化剂中含有大量的贵金属、有色金属及其氧化物，有时其含量远高于实际使用量。贫矿石中相应成分的含量。 也就是说，与从废催化剂和矿石中回收这些金属相比，所获得的金属不仅品位高，而且投资少、效益高。 因此，含锌废催化剂等二次资源的回收工艺研究已成为冶金界的研究热点。 目前，处理含锌废催化剂最常用的方法是干法和湿法。 干法是将废催化剂置于电炉或回转还原炉中，加入还原剂和熔剂进行熔炼，得到的产品往往是含有一定量杂质的金属或合金。 基金项目：“973”国家重点基础研究发展计划资助项目（项目编号： ）； 湖南省科技计划项目（项目编号：） 作者简介：谢丽芳（1985-），女，湖南邵阳人，硕士研究生，通讯作者：**平（1969-），女，教授，博士生导师; 主要从事湿法冶金研究； 电话：****-*****364，邮箱：@126 但这种方法能耗高，环境污染严重。
湿法可以利用浸出液的选择性，选择性地从废催化剂中浸出待回收的组分，从而避免了干法中载体结渣和消耗大量熔剂的缺点。 常用的湿法回收工艺是酸法。 传统的酸回收工艺在处理这些原料时浸出率高、速度快，但存在酸消耗大、净化困难、工艺复杂、环保技术经济指标差等问题。 与传统酸法工艺相比，碱回收工艺选择性高，可避免大量酸浸杂质。 后续净化除杂工艺简单，能耗低，有利于环境保护和资源合理利用。 因此，本文研究了以氢氧化钠溶液为浸出剂，硫化钠为沉淀剂，最后采用水热法从含锌废催化剂中制备硫化锌产品的工艺。 实验部分 1.1 实验原料、试剂和仪器 实验原料为某厂提供的含锌废催化剂。 用水洗涤除去可溶性盐，然后过滤、干燥，得到浸出用的废催化剂。 洗涤干燥后的废催化剂的XRD衍射图如图1所示，其主要化学成分见表1。从表1可以看出，原料中的Zn主要以ZnO的形式存在。 化学试剂：NaOH、NaS、乙醇均为分析纯，合金锌粉（兰平冶矿厂提供），超纯水（自制）。 实验主要仪器：FA/JA电子天平、DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器、SHB-循环水真空泵、DZF-6050真空干燥箱。 (,%)() 元素含量 76.9319.92.0370.250.2990.170.140.0620.0610.0430.0370..ng1.2 试验方法及过程 1.2.1 含锌废催化剂浸出锌主要以 ZnO 形式存在，能与 OH-、反应式如下： 2NaOH 废催化剂中的铁、镍、锰等很少溶解，残留在炉渣中。 因此，碱液浸锌后的浸出渣也可作为提镍的原料。
浸出实验在2.5L塑料瓶中进行。 将一定浓度和体积的NaOH溶液加入瓶中，在恒温水浴中加热至实验所需的温度，按照一定的液固比加入废催化剂，以一定的速度搅拌。 300r/min一定时间，过滤，得到浸出液，测定锌离子浓度，计算锌浸出率。 1.2.2 净化渗滤液，去除大量Zn等杂质离子。 为了制备更高纯度的硫化锌，必须除去这些杂质。 按1L浸出液中加入2g合金锌粉的量，在浸出液中加入一定量的合金锌粉，置换除去Cu等杂质离子，在30℃下搅拌反应1小时，净化后过滤反应完全，得滤液。 采用原子吸收法测定净化前后溶液中杂质元素的含量。 将1.2.3S溶液按一定摩尔比加入高压釜中，使填充度为75%，密封高压釜。 将高压釜放入烘箱中，在150℃下反应12小时。 反应完成后，自然冷却至室温，打开高压釜过滤，根据浸出剂的要求向滤液中添加NaOH，用于下一轮浸出。 将得到的白色沉淀用超纯水和乙醇洗涤数次，滤饼在80℃真空干燥箱中干燥4小时，得到硫化锌产品。 1.2.4 实验流程 用废含锌废催化剂制备硫化锌的工艺流程如图 2 所示。 用废含锌催化剂制备硫化锌的工艺流程图 图 2 废锌 1.3 分析方法采用 D /+18kW日本公司生产的靶材，电压U为40kV，电流I为300mA，波长λ为0.nm。 步长为0.02，测试范围为10~80。 对洗涤干燥后的废催化剂和硫化锌进行结构分析； 采用EDTA滴定法测定浸出液和锌滤液中锌离子的浓度； 净化前后溶液中铅、铜、镍等杂质元素的含量采用北京普西通用仪器有限公司TAS-990原子吸收分光光度计测定； 采用上海恒平科学仪器有限公司生产的722型可见分光光度计，在波长425nm处测定溶液中总铁的含量。 内容; 使用酸碱滴定法分析溶液中的碱含量。
2 结果与讨论 2.1 浸出试验结果 2.1.1 在NaOH浓度5 mol/L、温度80℃、浸出时间2 h、搅拌速度条件下，考察液固比对锌浸出率的影响300转/分钟。 液固质量比对锌浸出率的影响，结果如图3所示。 液固比对锌浸出率的影响 图3/锌 由图3可以看出，液固比对锌浸出率的影响-固相比对锌的浸出率影响较大。 锌的浸出率随液固比的增大而增大。 当液固比小于20:1时，浸出率增加缓慢； 当液固比达到23:1时，随着液固比的增大，锌浸出率急剧上升； 当液固比大于23:1时，浸出率上升趋势趋于平缓，同时液固比过大，浸出液中锌离子浓度下降。解决方案将太低。 因此，确定最佳液固比为25：1。 2.1.2温度对锌浸出率的影响。 在液固比25:1、NaOH浓度5mol/L、浸出时间2h、搅拌转速300 r/min条件下考察温度对锌浸出率的影响。 结果表明，结果如图4所示。 温度对锌浸出率的影响 图4 可以看出，当浸出温度低于80℃时，锌的浸出率随着温度的升高而增大。 当浸出温度为80℃时，锌的浸出率最高，可达90%。
但当温度高于80℃时，浸出率下降。 这可能是因为温度比较高，水蒸发快，导致溶液变得粘稠，阻碍了反应物的扩散。 因此，本次实验选择80℃作为最佳浸出温度。 2.1.3 NaOH浓度对锌浸出率的影响 理论上，NaOH浓度越大，氧化锌的溶解度越大，有利于浸出。 在液固比25:1、温度80、搅拌速度300 r/min、搅拌2 h下，考察不同NaOH浓度对废催化剂锌浸出率的影响，如下：图5 NaOH浓度对锌浸出率的影响图5