本發(fā)明涉及濕法冶金與資源綜合利用，具體而言，涉及一種超聲波強(qiáng)化二氧化錳氧化浸出鋅浸渣的方法。
背景技術(shù)：
1、鋅是重要的戰(zhàn)略資源，被廣泛地應(yīng)用于當(dāng)代工業(yè)領(lǐng)域，如合金制造、電鍍以及電池生產(chǎn)。全球85％的鋅產(chǎn)量都來自濕法冶金工藝，然而，在鋅濕法冶煉過程中會產(chǎn)生大量的鋅浸渣，據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，每生產(chǎn)1噸鋅，就會產(chǎn)生0.5～0.9噸的鋅浸渣。受回收效率和經(jīng)濟(jì)效益的限制，大多數(shù)企業(yè)往往將這些鋅浸渣直接堆放，占用了大量的土地，并存在垮塌潰壩等安全隱患，而且還有嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。鋅浸渣中含有大量未提取的賤金屬，例如pb、cu和zn，貴重元素，例如in、ag、ga、ge和sb，以及有害元素，例如as和cd。因此，若能充分回收鋅浸渣中的有價金屬，將會有效緩解礦產(chǎn)資源緊張的狀況。
2、鋅浸渣的濕法處理包括酸浸、堿浸和鹽浸等方法，其中，酸浸法備受關(guān)注。酸浸法主要包括傳統(tǒng)酸浸、加壓酸浸和微波輔助酸浸。在工業(yè)生產(chǎn)中，鋅、鍺和銦等有價金屬通常通過兩步或三步硫酸浸出工藝進(jìn)行回收。然而，傳統(tǒng)工藝中這些有價金屬的回收率通常不高。因此，為解決現(xiàn)有技術(shù)的局限性并提高資源利用效率，研究人員采取了多種方法來增強(qiáng)鋅的回收過程。例如，劉等人采用氧氣加壓浸出法處理鋅精煉殘渣，在0.4mpa的壓力下，3小時內(nèi)實(shí)現(xiàn)了98％的鎵浸出率和94％的鍺浸出率。然而，在工業(yè)生產(chǎn)中，加壓浸出需要高昂的維護(hù)成本，并且在實(shí)際操作中存在顯著風(fēng)險。因此，這種方法僅適用于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的探索。abo?atia等人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用微波輔助氯化物浸出處理鋅廠殘渣時，與未輔助微波的浸出相比，浸出時間顯著縮短。然而，由于在工業(yè)大規(guī)模應(yīng)用中存在微波泄漏問題，這種方法仍停留在實(shí)驗(yàn)室階段。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切需要找到一種既環(huán)保又經(jīng)濟(jì)可行的方法，用于回收和管理大量鋅浸渣。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是為了提供一種超聲波強(qiáng)化二氧化錳氧化浸出鋅浸渣的方法，該超聲波強(qiáng)化二氧化錳氧化浸出鋅浸渣的方法能夠高效、經(jīng)濟(jì)的浸出鋅，且浸出渣量少，符合資源化與渣減量化的要求。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：
3、一種超聲波強(qiáng)化二氧化錳氧化浸出鋅浸渣的方法，包括以下步驟：
4、1)將鋅浸渣、二氧化錳和硫酸溶液加入到反應(yīng)器中，得到浸出體系；
5、2)對步驟1)得到的浸出體系進(jìn)行超聲波強(qiáng)化浸出。
6、進(jìn)一步地，步驟1)中，所述浸出體系初始二氧化錳濃度為11.11～44.44g/l。
7、進(jìn)一步地，步驟1)中，所述浸出體系固液比為1g∶(4～8)ml。
8、進(jìn)一步地，步驟1)中，所述浸出體系初始酸度為60～180g/l。
9、進(jìn)一步地，步驟2)中，所述超聲波強(qiáng)化浸出的溫度為55～95℃。
10、進(jìn)一步地，步驟2)中，所述超聲波強(qiáng)化浸出的時間為30～150min。
11、進(jìn)一步地，步驟2)中，所述超聲波強(qiáng)化浸出的攪拌轉(zhuǎn)速為100～300r/min。
12、進(jìn)一步地，步驟2)中，所述超聲波強(qiáng)化浸出的超聲波功率為0～2500w/l。
13、進(jìn)一步地，在將鋅浸渣加入到反應(yīng)器前，還需對鋅浸渣進(jìn)行前處理，具體包括以下步驟：
14、將鋅浸渣置于鼓風(fēng)干燥箱中，于60℃下干燥12h，過180目篩。
15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
16、本發(fā)明提供的一種超聲波強(qiáng)化二氧化錳氧化浸出鋅浸渣的方法利用超聲和二氧化錳協(xié)同浸出鋅浸渣，在縮短浸出時間的同時提高了浸出率，有效地提高了生產(chǎn)效率；
17、本發(fā)明提供的一種超聲波強(qiáng)化二氧化錳氧化浸出鋅浸渣的方法通過加入二氧化錳，在超聲波與硫酸的作用下將難溶的硫化物反應(yīng)掉，使得難溶的硫化鋅生成為可溶硫酸鋅；相對于臭氧、過氧化氫等氧化劑，二氧化錳是一種相對便宜的氧化劑，適合大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用，而臭氧、過氧化氫等氧化劑的生產(chǎn)成本較高，且需要專門的設(shè)備來制備和儲存，此外，二氧化錳在氧化過程中主要生成mn2+，對環(huán)境的影響較小，而臭氧、過氧化氫等氧化劑在分解過程中可能產(chǎn)生有害的自由基或其他副產(chǎn)物；
18、本發(fā)明提供的一種超聲波強(qiáng)化二氧化錳氧化浸出鋅浸渣的方法采用超聲浸出鋅浸渣，超聲波產(chǎn)生的空化效應(yīng)會使液體內(nèi)部產(chǎn)生大量的微氣泡，這些氣泡將經(jīng)歷形成、振蕩、生長、收縮和爆炸等過程，在氣泡迅速收縮時，將在液體內(nèi)部產(chǎn)生巨大的能量，使氣泡周圍的溫度和壓力以瞬時的極限速度升高，從而產(chǎn)生瞬時高溫高壓反應(yīng)環(huán)境；此外，該過程中產(chǎn)生的沖擊波和微射流與機(jī)械作用相結(jié)合，對溶液中的固液相進(jìn)行強(qiáng)烈的震蕩，不僅使邊界層不斷被侵蝕產(chǎn)生新的反應(yīng)界面，而且降低了液體粘度和傳質(zhì)阻力；而加入的二氧化錳則與新界面處的硫化物等物質(zhì)不斷反應(yīng)，將被包裹的鋅化合物暴露在酸體系中，從而在縮短浸出時間的同時提高了浸出率；
19、本發(fā)明提供的一種超聲波強(qiáng)化二氧化錳氧化浸出鋅浸渣的方法浸出過程具體反應(yīng)如下：
20、zno+2h+＝zn2++h2o
21、zns+mno2+2h+＝zn2++mn2++2h2o+s
22、fe2o3+6h+＝2fe3++3h2o
23、2fe2++mno2+4h+＝2fe3++mn2++2h2o
1.一種超聲波強(qiáng)化二氧化錳氧化浸出鋅浸渣的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波強(qiáng)化二氧化錳氧化浸出鋅浸渣的方法，其特征在于，步驟1)中，所述浸出體系初始二氧化錳濃度為11.11～44.44g/l。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波強(qiáng)化二氧化錳氧化浸出鋅浸渣的方法，其特征在于，步驟1)中，所述浸出體系固液比為1g∶(4～8)ml。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波強(qiáng)化二氧化錳氧化浸出鋅浸渣的方法，其特征在于，步驟1)中，所述浸出體系初始酸度為60～180g/l。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波強(qiáng)化二氧化錳氧化浸出鋅浸渣的方法，其特征在于，步驟2)中，所述超聲波強(qiáng)化浸出的溫度為55～95℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波強(qiáng)化二氧化錳氧化浸出鋅浸渣的方法，其特征在于，步驟2)中，所述超聲波強(qiáng)化浸出的時間為30～150min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波強(qiáng)化二氧化錳氧化浸出鋅浸渣的方法，其特征在于，步驟2)中，所述超聲波強(qiáng)化浸出的攪拌轉(zhuǎn)速為100～300r/min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波強(qiáng)化二氧化錳氧化浸出鋅浸渣的方法，其特征在于，步驟2)中，所述超聲波強(qiáng)化浸出的超聲波功率為0～2500w/l。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波強(qiáng)化二氧化錳氧化浸出鋅浸渣的方法，其特征在于，在將鋅浸渣加入到反應(yīng)器前，還需對鋅浸渣進(jìn)行前處理，具體包括以下步驟：