烧结机头电除尘灰（简称烧结灰）作为钢铁固废之一，来源于钢铁生产烧结工艺过程中电除尘器的烟气收集。烧结灰中化学成分复杂，除铁元素之外，有的还含钾、铜、锌、铅等有害元素及银这类贵金属元素。本文依据烧结灰的理化特性分析及先前相关课题的研究，开发了烧结灰氨水浸提银、铜、锌的湿法回收利用新工艺路线。
研究了烧结灰理化特性，发现烧结灰中Ag平均含量达384.3 g/t且主要以AgClO2和AgCl的形态存在，Zn平均含量为1186.7 g/t，大部分以ZnCl2的形态存在，Cu平均含量为0.19％，主要以CuCl和CuO的形态存在；粒度分析得出1＃、2＃、3＃烧结灰的中位直径分别为39.84μm、23.84μm、18.34μm，比表面积分别为19.6 m2/g、15 m2/g、17.5 m2/g；结合先前的相关研究，决定在烧结灰水洗脱钾后采用氨水（湿法）浸提银、铜、锌。
通过烧结灰的水洗实验研究，发现水洗1 h后烧结灰中Zn的脱除率达64%，而Ag、Cu基本不受影响；在烧结灰氨水浸提银、铜、锌的单因素实验研究中，得出最佳实验条件是：氨水浓度=14%，搅拌时间=20 min，搅拌速度=120 r/min，温度=30℃，固液比=1:1.5，此条件下2＃烧结灰中银、铜、锌的提取率分别为：77.07%、71.25%、42.9%，且提取率与烧结灰中银、铜、锌含量成正比。
对于浸取后络合液中银、铜、锌，先用醛类与银氨发生还原反应得银单质，再用锌粉置换还原得铜单质，最后加碳酸盐生成碱式碳酸锌沉淀并煅烧制备氧化锌，依此分步回收。在醛类还原对比实验中得出甲醛为最佳试剂，最佳实验条件为：温度=80℃，时间=10 min，甲醛浓度=40%，甲醛用量/银含量=2 mL/1 g，该条件下，银回收率为96.38%，总回收率为74.28%；在锌粉置换得单质铜实验中，得出铜回收率为70.7%，总回收率为50.4%；在回收制备氧化锌的实验中，得出锌回收率为61.7%，总回收率为26.5%，且ZnO产物纯度达到95.7%，基本符合工业要求。
通过整体工艺流程试验，最终得出银、铜、锌的总回收率分别为70.1%、49.4%、45.3%，与预期结果相近，证明了该工艺的可行性。经初步估算，若按此工艺对烧结灰进行银、铜、锌回收生产，年产值可达3363.54万元，表明该工艺具有很高的经济效益。
- 作 者：
- 吴滨
- 学科专业：
- 化学工程与技术
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 湘潭大学
- 导师姓名：
- 杨运泉
- 学位年度：
- 2014
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
