1.本发明涉及一种超声强化酸泥中含汞物相定向转变的方法，属于
有色金属冶炼技术领域。
背景技术：
2.国内
有色冶炼企业大部分以火法工艺进行生产，会产生大量酸泥，酸泥中主要含有汞、硒等元素。从酸泥中提汞的报道主要涉及火法和湿法两种。
3.从酸泥中湿法提汞主要包括加碳酸盐和氯化转化，将含有硒汞铅等多金属的酸泥加酸调浆，加入氯酸钠氧化浸出，将所述浸出液过滤，滤渣为含铅渣送铅回收系统，含硒汞滤液冷却后送硒汞回收工段；往含硒汞滤液加入还原剂硫脲对硒进行还原，反应完全后将溶液过滤，得到粗硒及含汞滤液，含汞滤液送汞回收工序，粗硒用盐酸溶液洗涤后过滤，得到洗液和纯度为95～96％的粗硒，洗液送氧化浸出调浆使用；往含汞滤液加入硫化钠，得到沉汞渣和沉汞后液，沉汞渣用做汞回收原料，沉汞后液经除盐后，送氧化浸出调浆使用。加碳酸盐与酸泥进行物相转化反应，得到转化液和转化渣；加稀酸选择性浸出转化渣中的铅，浸出后加入氯化钠，分别得到含铅浸出液和硒汞银富集渣，实现铅与硒汞银分离；加氧化剂和酸氯化浸出硒汞富集渣，得到硒汞浸出液和含银渣；硒汞浸出液通入二氧化硫还原，得到粗硒和含汞溶液；含铅浸出液加硫酸反应生成硫酸铅和稀酸，得到稀酸和纯净硫酸铅，稀酸循环使用；含汞溶液加入硫化剂进行反应，得到硫化汞和硫化残液。
4.从酸泥中火法提汞主要包括加钙焙烧和直接挥发法，将高铅含汞酸泥进行低温选择性加热得到铅渣和加热蒸气，加热蒸气进行梯度冷凝分离硒和汞化合物；将铅渣进行高温蒸馏得到精铅渣和蒸馏蒸气，蒸馏蒸气进行梯度冷凝分离铜、银或锌化合物。向酸泥中加入生石灰，搅拌混合均匀，得到预处理后的酸泥；将预处理后的酸泥进行有氧焙烧处理，生成脱汞渣和含汞烟气；对含汞烟气进行冷凝处理，得到粗汞、汞炱和废气；采用酸液对脱汞渣浸出，过滤，得到浸出液和浸出渣；向浸出液中通入还原性气体，反应结束后进行固液分离，得到粗硒和滤液；采用浸出剂对粗硒浸出，浸出后过滤，收集滤液，将滤液冷却至常温后进行过滤，得到精硒。
5.上述方法对酸泥中不同汞物相不同处理方式并未涉及，直接将汞混合处理转变为高汞渣或粗汞，处理成本高，汞回收率低，湿法中处理中hgcl2、hgso4、hg2cl2、hgo为易处理矿相，hgse和hgs属于较难处理矿相，使得部分hgse和hgs仍旧残留于渣中，汞回收率低；火法处理中hgse、hgso4、hgo和hgs属于易处理矿相，挥发分离为汞，hgcl2、hg2cl2则会直接挥发，物相不转变，使得汞与氯分离效率低。现行工艺处理酸泥时，都会使汞到处分散、回收率低，且处理成本高。
技术实现要素：
6.本发明针对现有技术中酸泥中复杂含汞物相难以处理的问题，提出了一种超声强化酸泥中含汞物相定向转变的方法，即将酸泥依次通过浆化、氧化和超声强化，实现酸泥中
复杂含汞组元的定向矿相重构，转变为易处理含汞组元，有利于后序提汞，降低汞回收成本。
7.一种超声强化酸泥中含汞物相定向转变的方法，具体步骤如下：
8.(1)将酸泥和碱液混合均匀，在温度为50～90℃下熟化浆化10～30min，使hgcl2和hgso4定向矿相转化为hgo得到浆化酸泥；
9.(2)将氧化剂加入到浆化酸泥中氧化处理5～30min，使hgs的定向矿相转化为hgo得到氧化酸泥；
10.(3)通入超声强化氧化酸泥中hgse定向矿相转化为hgo；
11.以质量百分数计，步骤(1)酸泥中汞含量为1.29～52.01％，硒含量为0.51～11.95％，汞的主要物相为hgs、hgse、hgso4、hg2cl2和hgcl2，硒主要物相为hgse；
12.所述步骤(1)碱液浓度为1.42～1100g/l，碱液与酸泥的液固比ml:g为1:2～4:1；
13.进一步的，所述碱液为氢氧化钠、氢氧化钙或氢氧化钡；
14.所述氧化剂为na2o2、h2o2、naclo或o2；
15.进一步的，所述氧化剂为na2o2、h2o2或naclo时，氧化剂的加入量为酸泥质量的5～50％；氧化剂为o2时，氧化剂的通入流量为1.67～83.3l/min；
16.所述超声强化为0.2～2w/cm2，超声强化时间为10～30min。
17.超声强化酸泥中含汞物相定向转变原理如下所示：
18.步骤(1)：
19.hgcl2+2naoh＝hgo+2nacl+h2o
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(a)
20.hgso4+2naoh＝na2so4+hgo+h2o
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(b)
21.步骤(2)：
22.hg2cl2+2naoh+0.5o2(g)＝2hgo+2nacl+h2o
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(c)
23.hgs+2naoh+2o2(g)＝hgo+na2so4+h2o
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(d)
24.步骤(3)：
[0025][0026]
反应(a)～(b)吉布斯自由能及反应稳定常数如图4所示；
[0027]
从图中可以看出反应吉布斯自由能小于0，且反应稳定常数(logk)大于5，说明发明步骤能够发生且反应发生的驱动力很大。
[0028]
本发明的有益效果是：
[0029]
(1)本发明将酸泥依次通过浆化、氧化和超声强化，逐步将hgcl2和hgso4定向矿相转化为hgo，hgs的定向矿相转化为hgo和hgse定向矿相转化为hgo，即将酸泥中的难处理含汞组元全部转变为易处理含汞组元hgo，有利于后序提汞，降低汞回收成本；
[0030]
(2)本发明将酸泥中复杂含汞物相定向转变成易处理单一含汞物相，汞分离流程短，过程密闭，无汞泄露，可方便快捷高效对酸泥中复杂含汞物相进行处理。
附图说明
[0031]
图1为本发明工艺流程图；
[0032]
图2为实施例1酸泥原料xrd图谱；
[0033]
图3为实施例1超声波定向转变后物料xrd谱；
[0034]
图4为超声强化酸泥中含汞物相定向转变反应吉布斯自由能；
[0035]
图5为超声强化酸泥中含汞物相定向转变反应吉布斯稳定常数。
具体实施方式
[0036]
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
[0037]
实施例1：本实施例中酸泥原料xrd图谱见图2，酸泥汞物相分布见表1，
[0038]
表1酸泥汞物相分布
[0039][0040]
从图2和表1可知，酸泥中汞的主要物相为hgs、hgse、hg2cl2和hgcl2，汞质量含量可达43.88％，硒主要以hgse形式存在，硒含量为1.21％；
[0041]
一种超声强化酸泥中含汞物相定向转变的方法(见图1)，具体步骤如下：
[0042]
(1)将酸泥和碱液(氢氧化钠溶液)混合均匀，在温度为50℃下熟化浆化10min，使hgcl2和hg2cl2定向矿相转化为hgo得到浆化酸泥；其中碱液(氢氧化钠溶液)与酸泥的液固比ml:g为4:1，碱液(氢氧化钠溶液)浓度为1.42g/l；
[0043]
(2)将氧化剂(na2o2)加入到浆化酸泥中氧化处理5min，使hgs的定向矿相转化为hgo得到氧化酸泥；其中氧化剂(na2o2)的加入量为酸泥质量的5％；
[0044]
(3)通入超声强化氧化酸泥中hgse定向矿相转化为hgo得到定向矿相转化物料；其中超声强化0.2w/cm2，超声强化时间为10min；
[0045]
定向矿相转化物料的xrd见图3，从图3可知，汞的矿相基本转化成了单一的hgo；
[0046]
超声强化后的酸泥中含汞物相定向转变后，酸泥中的98％以上的汞转变为hgo，hgo经焙烧处理，汞直接以水银形式回收。
[0047]
实施例2：本实施例中酸泥汞物相分布见表2，
[0048]
表2酸泥汞物相分布
[0049][0050]
从表2可知，酸泥中汞的主要物相为hgs、hgso4、hgse、hg2cl2和hgcl2，汞质量含量可达25％，硒主要以hgse形式存在，硒含量为5％；
[0051]
一种超声强化酸泥中含汞物相定向转变的方法(见图1)，具体步骤如下：
[0052]
(1)将酸泥和碱液(氢氧化钙溶液)混合均匀，在温度为70℃下熟化浆化20min，使hgcl2和hg2cl2定向矿相转化为hgo得到浆化酸泥；其中碱液(氢氧化钙溶液)与酸泥的液固比ml:g为1:1，碱液(氢氧化钙溶液)浓度为500g/l；
[0053]
(2)将氧化剂(naclo)加入到浆化酸泥中氧化处理15min，使hgs的定向矿相转化为hgo得到氧化酸泥；其中氧化剂(naclo)的加入量为酸泥质量的25％；
[0054]
(3)通入超声强化氧化酸泥中hgse定向矿相转化为hgo得到定向矿相转化物料；其
中超声强化1w/cm 2
，超声强化时间为20min；
[0055]
本实施例汞的矿相基本转化成了单一的hgo；超声强化后的酸泥中含汞物相定向转变后，酸泥中的98.5％以上的汞转变为hgo，hgo经焙烧处理，汞直接以水银形式回收。
[0056]
实施例3：本实施例中酸泥汞物相分布见表3，
[0057]
表3酸泥汞物相分布
[0058][0059]
从表3可知，酸泥中汞的主要物相为hgs、hgso4、hgse、hg2cl2和hgcl2，汞质量含量可达52.01％，硒主要以hgse形式存在，硒含量为11.95％；
[0060]
一种超声强化酸泥中含汞物相定向转变的方法(见图1)，具体步骤如下：
[0061]
(1)将酸泥和碱液(氢氧化钡溶液)混合均匀，在温度为90℃下熟化浆化30min，使hgcl2和hg2cl2定向矿相转化为hgo得到浆化酸泥；其中碱液(氢氧化钡溶液)与酸泥的液固比ml:g为1:2，碱液(氢氧化钡溶液)浓度为1100g/l；
[0062]
(2)将氧化剂(o2)通入到浆化酸泥中氧化处理30min，使hgs的定向矿相转化为hgo得到氧化酸泥；其中氧化剂(o2)的通入速率为83.3l/min；
[0063]
(3)通入超声强化氧化酸泥中hgse定向矿相转化为hgo得到定向矿相转化物料；其中超声强化2w/cm2，超声强化时间为30min；
[0064]
本实施例汞的矿相基本转化成了单一的hgo；超声强化后的酸泥中含汞物相定向转变后，酸泥中的99％以上的汞转变为hgo，hgo经焙烧处理，汞直接以水银形式回收。
[0065]
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。技术特征：
1.一种超声强化酸泥中含汞物相定向转变的方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)将酸泥和碱液混合均匀，在温度为50～90℃下熟化浆化10～30min，使hgcl2和hgso4定向矿相转化为hgo得到浆化酸泥；(2)将氧化剂加入到浆化酸泥中氧化处理5～30min，使hgs的定向矿相转化为hgo得到氧化酸泥；(3)通入超声强化氧化酸泥中hgse定向矿相转化为hgo。2.根据权利要求1所述超声强化酸泥中含汞物相定向转变的方法，其特征在于：以质量百分数计，步骤(1)酸泥中汞含量为1.29～52.01％，硒含量为0.51～11.95％，汞的主要物相为hgs、hgse、hgso4、hg2cl2和hgcl2，硒主要物相为hgse。3.根据权利要求1所述超声强化酸泥中含汞物相定向转变的方法，其特征在于：步骤(1)碱液浓度为1.42～1100g/l，碱液与酸泥的液固比ml:g为1:2～4:1。4.根据权利要求3所述超声强化酸泥中含汞物相定向转变的方法，其特征在于：碱液为氢氧化钠、氢氧化钙或氢氧化钡。5.根据权利要求1所述超声强化酸泥中含汞物相定向转变的方法，其特征在于：氧化剂为na2o2、h2o2、naclo或o2。6.根据权利要求5所述超声强化酸泥中含汞物相定向转变的方法，其特征在于：氧化剂为na2o2、h2o2或naclo时，氧化剂的加入量为酸泥质量的5～50％；氧化剂为o2时，氧化剂的通入流量为1.67～83.3l/min。7.根据权利要求1所述超声强化酸泥中含汞物相定向转变的方法，其特征在于：超声强化为0.2～2w/cm2，超声强化时间为10～30min。
技术总结
本发明涉及一种超声强化酸泥中含汞物相定向转变的方法，属于有色金属冶炼技术领域。本发明将酸泥和碱液混合均匀，在温度为50～90℃下熟化浆化10～30min，使HgCl2和HgSO4定向矿相转化为HgO得到浆化酸泥；将氧化剂加入到浆化酸泥中氧化处理5～30min，使HgS的定向矿相转化为HgO得到氧化酸泥；通入超声强化氧化酸泥中HgSe定向矿相转化为HgO。本发明方法可实现酸泥中复杂含汞组元的定向矿相重构，转变为易处理含汞组元，有利于后序提汞，降低汞回收成本。收成本。收成本。
技术研发人员：张利波 杨坤 潘锡剑 洪岩 狄浩凯 梁明
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：2021.09.15
技术公布日：2021/12/10
声明：
“超声强化酸泥中含汞物相定向转变的方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：昆明理工大学
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2024年07月26日 ~ 28日 
