从电弧炉烟尘中回收锌

　　1概况用湿法和火法冶金法回收电弧炉烟尘EAF）已有许多研究成果。火法冶金法需要还原剂及加热到高温，以生产出工业价值低的粗氧化锌；而湿法冶金法可产出高纯金属锌及氧化锌，但不能从铁酸锌中完全浸出锌。

　　热酸浸出法对于处理EAF中的铁酸锌颗粒是很实用的。例硫酸价廉，在低温下是浸出铁酸锌中的锌之有效试剂，缺点是在常压下浸出时，在pH值<2下可生成黄钾铁矾，且不能浸出有毒元素PEAF中一般含有百分之几的氯化物，必须在电解前脱除，避免侵蚀硫酸浸出体系中所用的阳极材料。

　　已发现盐酸也是浸出EAF烟尘中的铁酸锌的十分有效的浸出剂，锌产率高，不会生成黄钾铁矾。在90~1002下，使用0.5~1mol/LHCl时，能提取约90%的总Zn，还使约80%的总Fe溶解。

　　在回收过程中，浸出和电积步骤必须满足3点要求：①所有试剂应高回收率、经济地再回用；②产品应是有价值的，有害残渣尽量地少，以节省处理费用；③系统应安全，操作简单，且不占大的空间。采用HCl浸出法预期的主要优点是：①0.5~5mol/L水溶液中HCl的活度系数不会随着酸浓度的增大而剧烈下降与H-SO%不同）②烟尘中所含氯化物有利于浸出过程；③无需为了脱除氯化物而洗涤烟尘；④可溶性氯化物可以从烟尘中除去有毒元素Pb和Cd；⑤可避免黄钾铁矾的生成；⑥在氯化物体系中用过滤法分离固体与液体比在硫酸体系中容易；⑦含盐酸的氯化物溶液电导率比含硫酸的硫酸盐溶液高，可降低槽电压。

　　HCl浸出一电积法的问题之一是在电积时产生Cl-而不是HCl.在回收镍时，有人研究了用隔膜电解槽直接再生HCl的可能性，发现当采用单个-18-阳离子交换膜电解槽时，阴极液的pH值下降会导致阴极电流效益低，镍沉积层质量差。当采用双膜电解槽时，可保持阴极液的pH值较稳定，阳极液氯化物浓度较小。这种电渗析法可回收金属和盐酸，但较少用于工业废水处理，因为从回收锌的角度来说，投资成本和运行费用较高。本文着重介绍用单膜电解槽回收锌和HCl的研究。

　　2研究实例2.1方法概述设计一种两步法，采用烟尘与浸出剂逆流浸出法从烟尘中完全提取锌。如所示，烟尘通过两次浸出：**次，从烟尘中浸出氧化锌；第二次，热盐酸溶液与来自低酸浸出容器的铁酸锌残渣作用。发现热酸浸出残渣中的铁是赤铁矿Fe-O）和针铁矿FeO*OH）。热酸浸出滤液的pH值较低，且含较多氯化铁，用此溶液浸出新鲜烟尘。溶液充空气或氧气以脱除滤液中的铁，用氧化锌和金属锌粉处理，以脱除低酸浸出滤液中的其它元素，或者同时用活性炭脱除有机物。净液移入有离子交换膜的电积槽，生产HCl和锌。

　　用酸浸和电解法从EAF烟尘中回收锌2.2试验工作2.2.1浸出浸出物料的特征见表1.在装配有热控制器和水冷装置的700ml的进行反应的玻璃容器中进行浸出。HCl浓度为0.5~2mol/L，数量为500ml，在25~902之间搅拌烟尘，使其浸出。酸浸滤液的pH值为0.0~2.为了消除铁，将新鲜烟尘与少量29%H0溶液一起加入，使pH值为4.0~5.0，以使亚铁氧化。用计算量的HC1浸出100g烟尘。

　　向稀酸浸出产生的滤液中再加入锌粉以沉淀Pb、Cu和Cd.在10min内反应完成，纯滤液适于电解生产高纯锌。

　　将浸出和置换后沉淀的残渣溶于热王水中，并用AAS分析。

　　表1EAF烟尘的化学组成，wt%样品1样品平均粒径：！m比表面积：m2/g*BET铁酸锌：wt%铁酸锌中的Zn/烟尘>铁酸锌与磁铁矿未完全分开。

　　电解是在聚碳酸酯制成的长方形电解槽中进行的，此槽被阳离子交换膜分隔成两室。交换膜被支承在两块穿孔的1mm厚的Teflon板之间。膜面积分别为72cm2和18cm2.电极为6cmx12cm，但只有6cmx6cm直接暴露于电解液中，其余用绝缘漆覆盖。阴极是用SiC砂纸抛光的工业纯99%）铝板制成，阳极是镀Pt钛板。两极之间距离4.5cm.用250m11mo1/LH2S4充满阳极室，阴极室含有250m1ZnCl2溶液。鼓入空气以抑制锌沉积物生长枝晶。用氯离子选择电极测定阳极液中的氯化物浓度。抽取1ml样品溶液并有蒸馏水稀释至100ml.在用氯离子选择电极测定氯离子之前，用2ml离子强度调节剂5mo1/LNaN03）与此稀溶液混合。用标样校准数据将测得的电极电位转换成氯化物浓度。用AAS和能量色散X射线光谱法EDS）测定电沉积层的化学组成。用0.5mo1/LNa2C03溶液滴定法测定阴极液的酸度。

　　3试验结论3.1当将铁酸锌颗粒溶于浓度为1~2mo1/L的盐酸中时，Zn回收率>90%. 3.2在酸的摩尔比为4.06.0的溶液中，从含铁酸锌的EAF烟尘中优先浸出锌。从体系中以FeOOH和Fe23除去铁。

　　3.3利用稀酸浸出，借助于氧化作用，可从溶液中除铁。

　　3.4EAF烟尘可能含有金属的有机络合物，但可用活性炭脱除，而无Zn的损失。

　　度的升高而下降。