[发明专利]一种含铜锌氧化物与硫化锌协同资源化的方法

说明书

本发明提供了一种含铜锌氧化物与硫化锌协同资源化的方法，包括如下过程：将碳还原剂、含铜锌氧化物的废催化剂以及含硫化锌的物料混合、制团，得到球团；将所述球团进行真空蒸馏，真空蒸馏得到的馏出物为金属锌，真空蒸馏的蒸馏残渣为含铜及硫的硫化铜物料。本发明的方法是利用碳还原氧化铜为金属，再利用金属铜还原硫化锌为金属锌，同时利用锌易挥发的特性实现铜与锌的分离。该方法操作方便，工艺简捷，能源利用率高，安全卫生无污染。

技术领域

本发明属于含铜锌废催化剂的资源化利用领域，具体涉及一种含铜锌氧化物与硫化锌协同资源化的方法。

背景技术

含铜锌氧化物的催化剂广泛应用于化工生产和石油炼制行业，催化剂在使用一段时间后，由于催化剂结构、化学成分、比表面积等变化而导致催化剂的催化活性降低或失效，失效后的催化剂需要更换新的催化剂，被更换下来的失活催化剂被称为废催化剂。因废催化剂中含有重金属，对环境会带来潜在风险，因此废催化剂被列为危险废弃物。

含金属废催化剂的利用方式主要是从其中提取金属，含铜锌氧化物的废催化剂的主要组分为氧化锌、氧化铜和骨架材料。提取含铜锌氧化物中铜、锌的方式主要为湿法提取，普遍采用的工艺是以酸性溶液将催化剂中的锌和铜浸出，由于铜锌均呈氧化物，会同时进入溶液，废催化剂的骨架材料因较难溶于酸性溶液而以固体形式与铜、锌实现分离。对浸出液中的铜锌做进一步分离提取为单一的锌和铜，浸出锌和铜后剩余的骨架材料因其中还携带有铜、锌等金属离子，仍然属于危险废弃物，并且提取铜锌后也会产生酸性废水需要治理。因此湿法资源化含铜锌氧化物的废催化剂工艺较长，且能耗较高，同时会产生仍然属于危险废弃物的骨架材料和需要治理的酸性废水，这样很不利于废催化剂资源化企业的可持续发展。

硫化锌具有代表性的为硫化锌矿物，也会有用于化工催化过程产出的废硫化锌催化剂，或者治理重金属过程中产生的硫化锌沉淀物等。由硫化锌物料中提取锌的主流工艺为：首先将硫化锌氧化为氧化锌，氧化锌经硫酸浸出产出硫酸锌溶液，硫酸锌溶液经净化后通过电积产出金属锌。硫化锌在氧化时会产生SO₂烟气，烟气治理需要庞大的收尘系统及烟气净化设备，导致SO₂烟气的治理成本较高，同时还要防止低浓度SO₂的排放。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种含铜锌氧化物与硫化锌协同资源化的方法，本发明具有工艺简捷、对环境友好的特点。

本发明采用的技术方案如下：

一种含铜锌氧化物与硫化锌协同资源化的方法，包括如下过程：

将碳还原剂、含铜锌氧化物的废催化剂以及含硫化锌的物料进行配料，而后混合、制团，得到球团；

将所述球团进行真空蒸馏，真空蒸馏得到的馏出物为金属锌，真空蒸馏的蒸馏残渣为含铜及硫的硫化铜物料。

优选的：碳还原剂、含铜锌氧化物的废催化剂及硫化锌物料这三种物料混合时的配料要求为：M_ZnS∶M_CuO为1∶(0.5-1)；(M_ZnO+M_CuO)∶M_C为1∶(1-1.2)；

其中：M_ZnS为混合料中以ZnS形式存在的锌的摩尔数；

M_CuO为混合料中以CuO形式存在的铜的摩尔数；

M_ZnO为混合料中以ZnO形式存在的锌的摩尔数；

M_C为混合料中还原剂碳中固定碳的摩尔数。

优选的，制备球团时，碳还原剂的粒度在80目以下，含铜锌氧化物的废催化剂的粒度在80目以下，含硫化锌的物料的粒度在80目以下。