本發明涉及從含鋅冶金粉塵中選擇性浸出鋅的方法，屬于對含鋅冶金粉塵的處理和資源化利用領域。
背景技術：
：在鋼鐵冶金及各種合金材料的生產中，鐵礦石及其他原材料中的氧化鋅在高溫下被還原為鋅蒸氣，在隨爐頂氣體排出過程中重新氧化后富集在粉塵中。堿性吹氧轉爐和電弧爐煉鋼過程中，鋅的來源則主要是回煉的廢鋼，如鍍鋅鐵皮。例如，生產每噸鋼的同時會產生大約7～15千克的堿性吹氧轉爐灰成為固體廢棄物。這些冶金粉塵可以用干法，如布袋過濾器，靜電沉降器等分離得到干粉，如果采用濕式分離技術則可得到污泥，或經壓濾脫水后成為濾餅。據估計，世界上每年會產生5-7百萬噸的堿性吹氧轉爐污泥。由于其重金屬組分化合物，含鋅冶金粉塵通常被歸為危險廢棄物。如果無法循環利用，這些粉塵就會對環境造成嚴重的威脅。由于鋅含量過高，這些冶金粉塵不能直接循環利用，便常年堆積在土地上，不僅占用了大量的土地同時也造成環境污染。這些廢棄物通常都是由細小顆粒組成，很容易釋放到空氣中，在堆放的過程中積累到土壤中。盡管金屬鋅是人類和植物體內所必需的，但濃度過高時仍可引起鋅中毒。另一方面，這些含鋅冶金粉塵含有大量的金屬鐵及/或其他有用的金屬，是二級資源的重要來源，需要高效回收。回收資源的同時還可減少因堆積造成的運輸和處理費用。因此，在有效去除這些粉塵中的鋅的基礎上將這些粉塵資源化回收利用是本領域亟需解決的問題。特別指出的是，含鋅冶金粉塵的脫鋅并不需要達到完全脫除，因為每個冶金過程都有一定的對原料中的鋅含量的耐受性。鋼鐵廠目前的除鋅方法主要有:火法冶金、濕法冶金、火法與濕法聯合處理法。火法冶金工藝要求的溫度較高，所以成本高耗能高，勞動操作強度大且環境污染嚴重，因此有一定的局限性。相對來說，濕法冶金工藝操作簡單，運行成本低，更為理想。濕法冶金有：酸浸法，堿浸法和生物浸出法。目前關于無機酸的研究較多，常用的無機酸有硫酸，硝酸和鹽酸，雖然其除鋅效果較好，但是除鋅的同時也會除去大量的鐵。Trung等人(TrungZ.H.,etal.,2011)采用硫酸浸出轉爐污泥(鋅和鐵含量分別為2.74％和47.7％)中的鋅，在1.0M酸濃度，液固比10，溫度80℃和15min浸出時間內的鋅去除率達到了70％，但鐵的浸出率也同樣約70％，需要通過后續的純化試驗去除鐵。Langová等人(Langováetal.,2009)采用鹽酸浸出平爐濾餅(鋅和鐵含量分別為14.1％和52.1％)中的鋅，結果表明，0.3M酸濃度、260℃和100min條件下鋅去除率為99％，同時伴隨22％鐵的去除。這不僅增加了酸的消耗，還增加了最后階段金屬回收的成本。此外，目前也出現了一些用草酸，檸檬酸和葡糖酸等浸取鋅的研究，但均無法達到在相對較高的浸出鋅的同時，具有低的鐵去除率的效果，即浸取鋅的選擇性較差。技術實現要素：針對上述問題，本發明的目的之一在于提供從含鋅冶金粉塵中選擇性浸出鋅的方法，所述方法能夠在相對較高的浸出鋅的同時，具有低的鐵去除率。為此，本發明提供從含鋅冶金粉塵中選擇性浸出鋅的方法，所述方法采用丁酸水溶液作為浸出劑處理含鋅冶金粉塵1～10h，所述丁酸水溶液中還可添加乙酸、丙酸和戊酸中的一種或多種以形成混合酸水溶液；所述丁酸水溶液或混合酸水溶液的濃度為1.0mol/L以上；酸固化學計量比為50％以上。混合酸的來源也可以是合成丁酸得到的未精制的粗酸，也可以是合成丁酸在精制過程中產生的廢酸溶液。在所述混合酸中，以丁酸為主，其一般占總酸摩爾比不小于50％，例如不小于60％、不小于70％、不小于80％、不小于90％等。所述酸固化學計量比是假設所述含鋅冶金粉塵中的鐵元素全部為二價鐵，所述丁酸水溶液、混合酸水溶液中酸摩爾數的二分之一與所述含鋅冶金粉塵中鋅和鐵的摩爾總數的比值。無特殊說明，本發明摩爾濃度是指溶液中酸的總濃度，例如混合酸水溶液的濃度為1.0mol/L是指溶液中所有酸的總濃度。本發明通過實驗發現，當采用特定濃度的丁酸水溶液或特定濃度的混合酸水溶液作為浸出劑，在特定的酸固化學計量比及特定的處理時間內處理含鋅冶金粉塵時，可在相對較高的浸出鋅的同時，實現低的鐵去除率。本發明在使用堿性吹氧轉爐濾餅的實驗中鋅的浸出率通常可高達50％上下，與此同時，鐵的浸出率僅在5％或更低。本方法不但能夠有效的去除鋅，回收利用含鋅冶金粉塵中的金屬元素，而且在鋅的浸取過程中生成很多的氫氣，可以作為清潔能源加以利用。本發明為含鋅冶金粉塵廢棄物的綜合利用和再資源化提供了新的手段，可帶來良好的經濟和社會效益。根據本發明的具體實施方式，在本發明所述從含鋅冶金粉塵中選擇性浸出鋅的方法中，所述含鋅冶金粉塵包括堿性吹氧轉爐粉塵、高爐粉塵、電弧爐粉塵中的一種或多種；粉塵的形態可以是經干法收集的干粉塵或濕法收集得到的污泥和/或濾餅。本發明實驗所用的含鋅冶金粉塵為堿性吹氧轉爐濾餅，但與其他冶金粉塵脫除鋅的原理相同。電弧爐粉塵包括煉鋼和各種合金材料的電弧爐粉塵；干法收集粉塵的常用方法包括布袋過濾器及靜電沉降器收集法，濕法收集粉塵的方法一般為氣體水洗后經沉降后得到污泥，或經過濾得到的濾餅。根據本發明的具體實施方式，在本發明所述從含鋅冶金粉塵中選擇性浸出鋅的方法中，采用堿性吹氧轉爐濾餅，所述堿性吹氧轉爐濾餅經XRF檢測，Fe質量比約為56.5％，Zn質量比約為6.5％，SiO2質量比約為1.4％，Al2O3質量比約為0.08％，CaO質量比約為3.97％，Mn質量比約為0.67％，MgO質量比約為1.93％，TiO2質量比約為0.05％，C質量比約為1.5％。但這只是用于本發明實驗的實例，并不構成對所處理的含鋅冶金粉塵的類型，形態及組成的限制。根據本發明的具體實施方式，在本發明所述從含鋅冶金粉塵中選擇性浸出鋅的方法中，所述方法采用丁酸水溶液或混合酸水溶液，其濃度為1.5mol/L以上；優選1.5～3.0mol/L；更優選1.5～2.0mol/L。在本發明進行的試驗中針對所使用的冶金粉塵材料，采用1.5mol/L以上的丁酸水溶液或混合酸水溶液可使得鋅的浸出率達接近50％，與此同時，鐵的浸出率僅不到1％。如上所述，在本發明所述從含鋅冶金粉塵中選擇性浸出鋅的方法中，酸固化學計量比為50％以上，例如50％～90％，50％～70％，70％～90％；優選70％以上，例如70％～90％，90％～100％。將本發明方法所述酸固化學計量比控制在約70％以上時，可使得鋅的浸出率達35％以上，與此同時，鐵的浸出率僅不到0.6％。根據本發明的具體實施方式，在本發明所述從含鋅冶金粉塵中選擇性浸出鋅的方法中，采用所述丁酸水溶液或混合酸水溶液作為浸出劑處理所述含鋅冶金粉塵的時間為3～10h，優選6～10h。將本發明方法處理時間控制在3h以上，可使得鋅的浸出率達40％以上，與此同時，鐵的浸出率小于5％；控制在6h以上，可使得鋅的浸出率達45％以上，與此同時，鐵的浸出率小于5％；控制在10h，可使得鋅的浸出率達50％以上，與此同時，鐵的浸出率僅不到1％。優選地，在本發明所述方法具體實施方式中，采用丁酸水溶液或混合酸水溶液作為浸出劑，其濃度為1.0～2.0mol/L，例如1.5mol/L；酸固化學計量比為70％以上，例如70％；采用所述丁酸水溶液或混合酸水溶液作為浸出劑處理所述含鋅冶金粉塵的時間為6～10h；例如10h。進一步優選地，所述丁酸水溶液或混合酸水溶液的濃度約為1.5mol/L；所述丁酸水溶液或混合酸水溶液與所述堿性吹氧轉爐濾餅的酸固化學計量比約為70％；采用所述丁酸水溶液或混合酸水溶液作為浸出劑處理所述堿性吹氧轉爐濾餅的時間約為10h。本發明方法在上述優選的浸出條件下，會發生一系列化學反應得到約50％的鋅去除率且鐵的浸出率不超過1％。本發明所述的“約”是指在所給定的數值范圍內±10％范圍內波動，例如±5％，±2％等。根據本發明的具體實施方式，在本發明所述從含鋅冶金粉塵中選擇性浸出鋅的方法中，采用丁酸水溶液或混合酸水溶液作為浸出劑處理所述含鋅冶金粉塵的溫度為環境溫度或在浸出時自然變化的溫度。溶液的溫度由于反應的熱效應會有變化，這屬于浸出時自然變化的溫度。一般地，本發明所述指環境溫度通知在-20～50℃，例如-10～40℃、0～50℃、0～30℃、5～25℃、15～35℃、15～25℃等。本發明所述的過程在環境溫度下進行，無需高溫加熱，有效減少了能量消耗。本發明以上所述方法除單次使用外，還可對首次處理后的殘余固體再浸出，或對首次處理后的殘余液再使用，以實現最大限度的脫鋅及酸液的最大化利用。具體地，一種方式為：采用丁酸水溶液或混合酸水溶液第一次浸出所述含鋅冶金粉塵得殘余固體后；再分別添加新丁酸水溶液或新混合酸水溶液對該次及之后每次浸出得到的殘余固體實施再浸出，再浸出1次以上，優選3次；所述第一次浸出的條件為：丁酸水溶液或混合酸水溶液的濃度為1.0～2.0mol/L，優選1.5mol/L；酸固化學計量比為50％以上，優選50～90％；浸出時間為1～10h，優選3～6h；實施所述再浸出時，新丁酸水溶液或混合酸水溶液的體積及濃度與第一次浸出時采用的丁酸水溶液或混合酸水溶液相同。優選地，所述第一次浸出的條件為所述丁酸水溶液或混合酸水溶液的濃度為1.5mol/L；酸固化學計量比約為70％；浸出時間約為3h；再浸出每次浸出時間約為3h。采用這種添加新丁酸水溶液(簡稱新酸)或新混合酸水溶液(簡稱新混合酸)對殘余固體進行多次處理的方式可實現在短時間內高的鋅去除率和低的鐵去除率。例如，在本發明具體實施例中，當得到第一次處理的殘余固體后，重新添加新丁酸水溶液或新混合酸水溶液對該殘余固體進行第二次浸出得第二次殘余固體，再重新添加新丁酸水溶液或新混合酸水溶液對第二次殘余固體進行第三次浸出得第三次殘余固體，再重新添加新丁酸水溶液或新混合酸水溶液對第三次殘余固體進行第四次浸出得第四次殘余固體，按照這種方式浸出共消耗12h，鋅的總浸出率為55.1％，而鐵的總浸出率僅3.4％，取得了較高的脫鋅率。優選地，前述方法中，保持固體床層為靜止，而所述丁酸水溶液或混合酸水溶液呈連續流動與在固體床層內的所述含鋅冶金粉塵或殘余固體接觸。另一種方式為：采用丁酸水溶液或混合酸水溶液作為浸出劑第1次處理含鋅冶金粉塵，并分出處理后的殘余固體得殘余液體后；再使用該殘余液體及之后每次浸出分出的殘余液體分別添加新含鋅冶金粉塵實施再浸出，再浸出1次以上；優選3次；所述第1次浸出的條件為：丁酸水溶液或混合酸水溶液的濃度為1.0～2.0mol/L，優選1.5mol/L；酸固化學計量比為50％以上，優選50～90％；浸出時間為1～10h，優選3～6h；實施所述再浸出時，新的含鋅冶金粉塵的添加重量為上次浸出所使用的鋅冶金粉塵的90～94％。優選地，所述第1次浸出的條件為所述丁酸水溶液或混合酸水溶液的濃度為1.5mol/L；酸固化學計量比約為70％；浸出時間約為3h；再浸出每次浸出時間約為3h。采用這種循環使用殘余液添加新的含鋅冶金粉塵進行多次處理的方式，可對殘余酸多次利用，有效節約生產成本，并且四次循環使用殘余酸時每次鋅的浸出率都達35％以上，而鐵的浸出率小于1％，利用這種方式，可建立液體循環系統多次循環使用浸出液，實現酸液的最大化利用。例如，在本發明具體實施例中，當得到第一次處理的殘余液后，重新添加濾餅進行第二次浸出得第二次殘余液，重新添加濾餅進行第三次浸出得第三次殘余液，重新添加濾餅進行第四次浸出得第四次殘余液，按照這種方式浸出共浸出四次，第四次鋅的浸出率仍為35％以上，而鐵的浸出率僅不到1％，實現了酸液的最大化利用。優選地，前述方法中，保持所述丁酸水溶液或混合酸水溶液，或殘余溶液為靜止，而所述含鋅冶金粉塵或殘余固體呈連續進入溶液，在酸液與固體接觸浸出后被連續移出。根據本發明的具體實施方式，在本發明所述方法中，使含鋅冶金粉塵與丁酸水溶液或混合酸水溶液呈兩相逆流接觸方式實施浸出。采用這種方式綜合了前面兩種方式的優勢，可達到更佳的效果。綜上可知，本發明方法不但能夠有效的回收利用含鋅冶金粉塵中的鐵元素，特別是堿性吹氧轉爐濾餅中的鐵元素，而且能夠高效的去除鋅，為含鋅冶金粉塵，特別是堿性吹氧轉爐濾餅廢棄物的綜合利用和再資源化提供了新的手段，可帶來良好的經濟和社會效益。附圖說明圖1為實施例1鋅浸出率在不同丁酸濃度條件下隨時間的變化。圖2為實施例1鐵浸出率在不同丁酸濃度條件下隨時間的變化。圖3為實施例1鋅浸出率在不同酸固化學計量比條件下隨時間的變化。圖4為實施例1鐵浸出率在不同酸固化學計量比條件下隨時間的變化。圖5a、圖5b分別為實施例3新丁酸水溶液浸出殘余固體對鋅、鐵去除率的影響。圖6a、圖6b分別為實施例3殘余液浸出新濾餅對鋅、鐵去除率的影響。圖7為實施例4新丁酸水溶液四次浸出殘余固體的鋅、鐵去除率。圖8為實施例4殘余液四次浸出新濾餅的鋅、鐵去除率。圖9a、圖9b分別為實施例5丁酸水溶液中添加少量乙酸對鋅、鐵去除率的影響。圖10a、圖10b分別為實施例6丁酸水溶液中添加少量丙酸對鋅、鐵去除率的影響。圖11a、圖11b分別為實施例7丁酸水溶液中添加少量乙酸、丙酸和/或戊酸對鋅、鐵去除率的影響。具體實施方式為了對本申請的技術特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現結合具體實施例對本申請的技術方案進行以下詳細說明，應理解這些實例僅用于說明本申請而不用于限制本申請的范圍。以下實施例中所用濾餅為來自于澳大利亞某鋼廠的堿性吹氧爐濾餅，采用XRF技術測定的堿性吹氧轉爐濾餅中的各金屬含量如表1所示。通過初步試驗，選擇粒徑300～500μm用于以下實驗。分析結果和浸出實驗結果顯示，不同粒徑的濾餅顆粒在組成和浸出率上沒有明顯的差異。表1堿性吹氧轉爐粉塵濾餅的XRF分析化學成分(重量％)化學成分FeSiO2Al2O3CaOMnMgOTiO2ZnC*含量，％56.51.400.083.970.671.930.056.501.50*燃燒法測得。實施例中鋅和鐵的浸出率通過ICP-OES儀器分析測得浸出液中鋅和鐵的含量，再按以下公式計算得到：式中的150為每次實驗室實驗中所使用的酸液的體積(ml)。以下實驗中的浸出均是在室溫下進行，一般在15～25℃之間。但這個溫度區間不能構成本發明的適用溫度的限制。實施例1本實施例中采用丁酸溶液作為浸出劑，丁酸為色譜純并呈溶液狀態。(1)分別配制0.1mol/L、0.2mol/L、0.5mol/L、1.0mol/L、1.5mol/L和2.0mol/L不同濃度的丁酸水溶液，分別在250mL錐形瓶中加入150mL各種濃度的丁酸水溶液。然后在各種濃度的丁酸水溶液下，分別按照10％、30％、50％、70％和90％的酸固化學計量比相應加入300～500μm粒徑的濾餅，20℃條件下120rpm在搖床上振動浸出10h，取樣時間分別為20min、40min、1h、2h、3h、4h、6h、8h和10h。(2)取樣時，取1mL浸出液用蒸餾水稀釋10倍。搖勻后用濾膜過濾除去其中不溶物，然后從中取1mL用2％硝酸稀釋到合適的倍數后用ICP-OES分析溶液中鋅和鐵的含量。結果如下：根據ICP-OES分析結果，按照前面公式計算得到不同條件下的鋅鐵去除率。其中圖1為在不同的固定酸固化學計量比的條件下，鋅浸出率在不同丁酸濃度條件下隨時間的變化，圖2為相應的鐵浸出率在不同丁酸濃度條件下隨時間的變化，其中圖1及圖2中(a)～(e)的酸固化學計量比均依次為10％、30％、50％、70％和90％。圖1和圖2都是以時間為橫坐標，分別以鋅和鐵的浸出率為縱坐標得到。另外，鋅浸出率在不同的固定丁酸濃度下，在不同酸固化學計量比條件下隨時間的變化如圖3所示，而相應的鐵浸出率在不同酸固化學計量比條件下隨時間的變化如圖4所示，其中圖3及圖4中(a)～(f)的丁酸濃度均依次為0.1mol/L、0.2mol/L、0.5mol/L、1.0mol/L、1.5mol/L和2.0mol/L。同樣，圖3和圖4也是以時間為橫坐標，分別以鋅和鐵的浸出率為縱坐標得到。從圖1～圖4中所得結果可以看出，丁酸濃度在1.0mo/L以上，酸固化學計量比在50％以上，浸出時間在3h以上時，鋅的浸出率高至約40％以上，同時鐵的浸出率在約3％以下，該條件下浸出時間為10h時，鋅的浸出率高至約50％，較好的同時實現了高的鋅去除率和低的鐵去除率。優選地，在丁酸濃度在1.0mo/L以上，酸固化學計量比在70％以上，浸出時間為3h以上時，鋅的浸出率為約40％以上，此時鐵的浸出率僅約在約2％以下，該條件下浸出時間為10h時，鋅的浸出率為約50％，此處鐵的浸出率僅約2.2％。進一步優選地，在丁酸濃度在1.5mo/L以上，浸出時間為3h以上時，在酸固化學計量比為50～90％時，鋅的浸出率均在約40％以上，而鐵的浸出率僅約0.4％以下，在該條件下浸出時間為10h時，在酸固化學計量比為50～90％時，鋅的浸出率均在約50％以上，而鐵的浸出率僅約0.6％，特別是在酸固化學計量比為70％時，在該條件下，3h鋅浸出率達40％以上，10h鋅浸出率達51.29％，相應地，3h鐵的浸出率僅0.3％，10h鐵的浸出率僅為約0.4％。實施例2配制1.5mol/L丁酸水溶液，在250mL錐形瓶中加入150mL的該丁酸溶液，按照酸固化學計量比70％相應加入300～500μm粒徑的濾餅，室溫條件下以120rpm在搖床上振動浸出10h。然后，取1mL浸出液用蒸餾水稀釋10倍，搖勻后從中取1mL用2％硝酸稀釋到合適的倍數后用ICP-OES分析溶液中鋅和鐵的含量，殘余固體稱重，烘干待分析。測得鋅浸出率為51.3％，而鐵的浸出率僅僅為0.4％。實施例3(1)在丁酸水溶液濃度為1.5mol/L，酸固化學計量比為70％的浸出條件下第一次浸出堿性吹氧轉爐濾餅，分別將10h和3h的殘余固體再用丁酸濃度為1.5mol/L的新丁酸水溶液繼續進行試驗6h，新丁酸水溶液的體積與第一次浸出所用丁酸水溶液相同。(2)在丁酸水溶液濃度為1.5mol/L，酸固化學計量比為70％的浸出條件下第1次浸出堿性吹氧轉爐濾餅，分別在10h和3h的殘余液體中，加新的堿性吹氧轉爐濾餅(本發明簡稱新濾餅)繼續進行試驗6h，該新的濾餅的重量為第1次浸出的90～94％，其粒徑與第1次所用堿性吹氧轉爐濾餅相同。另外，還在3h殘余液中繼續添加一定量(本例為15mL)的丁酸濃度為1.5mol/L的新鮮丁酸繼續浸出新的濾餅達6h。結果如下：(1)在新丁酸對10h和3h的浸出殘余固體繼續浸出實驗中，鋅的浸出率隨時間的變化如圖5a所示，鐵的浸出率隨時間的變化如圖5b所示。從圖5a及圖5b中可以看出，10h的殘余固體(51.3％鋅浸出率和0.41％鐵浸出率)用新丁酸水溶液繼續進行試驗6h，繼續浸出6.1％的鋅和0.89％的鐵。而3h的殘余固體(42.9％鋅浸出率和0.34％鐵浸出率)用新丁酸水溶液繼續進行試驗6h，繼續浸出10.7％的鋅和0.75％的鐵。(2)在10h和3h的殘余液及3h的殘余液添加新丁酸水溶液浸出新固體實驗中，鋅的浸出率隨時間的變化如圖6a所示，鐵的浸出率隨時間的變化如圖6b所示。從圖6a及圖6b中可以看出，10h的殘余液體(51.3％鋅浸出率和0.41％鐵浸出率)加新的濾餅繼續進行試驗6h，可浸出37.4％的鋅和0.09％的鐵。而3h的殘余液體(42.9％鋅浸出率和0.34％鐵浸出率)加新的濾餅繼續進行試驗6h，繼續浸出36.5％的鋅和0.06％的鐵。然而，在3h殘余液中繼續添加15mL新鮮丁酸繼續浸出6h達到38.2％的鋅去除率和僅0.02％的鐵去除率，表明添加新丁酸的效果不顯著。總之，殘余固體加新丁酸水溶液和殘余液加新固體循環浸出一輪試驗表明，3h浸出進行多次循環試驗可實現短時間高效率。實施例4(1)在丁酸水溶液濃度為1.5mol/L，酸固化學計量比為70％的浸出條件下第一次浸出堿性吹氧轉爐濾餅3h，記為第一輪浸出；第一輪浸出后的3h的殘余固體用與第一輪相同體積的濃度為1.5mol/L的新丁酸水溶液繼續進行試驗3h，記為第二輪浸出；按同樣的方法，取第二輪浸出后的3h的殘余固體進行第三輪浸出，取第三輪浸出后的3h的殘余固體進行第四輪浸出。再浸出時，所用新丁酸水溶液的體積及濃度與第一次浸出時采用的丁酸水溶液相同。(2)在丁酸水溶液濃度為1.5mol/L，酸固化學計量比為70％的浸出條件下第1次浸出堿性吹氧轉爐濾餅3h，記為第1輪浸出；第1輪浸出后的3h的浸出殘余液加新濾餅重新進行試驗3h，該新濾餅的重量為第1次浸出所用濾餅重量的90～94％，其粒徑與第1次浸出所用濾餅相同，記為第2輪浸出；按同樣的方法，在第2輪浸出后的3h的殘余液中加入新濾餅進行第3輪浸出，在第3輪浸出后的3h的殘余液中加入新濾餅進行第4輪浸出，每次浸出，新的濾餅的添加重量為上次浸出所使用的濾餅的90～94％。結果分別如下：(1)新丁酸水溶液四次浸出殘余物的鋅鐵去除率隨時間變化結果如圖7所示。其中鋅和鐵的浸出率分別是：第一輪：40.5％，0.29％；第二輪：8.5％，0.52％；第三輪：4.0％，0.93％；第四輪：2.1％，1.08％。可見其四次循環的總鋅去除率為55.1％，鐵的總浸出率為3.42％。該實驗表明該多次循環試驗可實現在短時間內高的鋅去除率和低的鐵去除率。(2)殘余液四次浸出新固體的鐵鋅去除率隨時間變化結果見圖8。其中鋅和鐵的浸出率：第1輪：40.5％，0.29％；第2輪：36.8％，0.27％；第3輪：35.8％，0.25％；第4輪：35.2％，0.24％。可見四次循環后，浸出液仍然可浸出大量的鋅，同時伴隨少量的鐵去除。結果表明，浸出液可多次循環使用，實現酸溶液的有效利用。以上實驗結果表明，新的酸溶液有利于提高鋅的脫除率，而浸出后的酸液仍具有較好的除鋅性能。在工業過程中實現以上循環過程的簡單方法包括：(1)連續將酸溶液用酸液泵泵入固體床層，新鮮酸與固體不斷接觸，最大限度地浸出鋅；(2)連續將裝有固體的籃子浸入酸溶液中，使酸溶液與新鮮的固體不斷接觸，從而盡量提高酸的利用和提高酸液中的鋅濃度；(3)綜合實施(1)和(2)的循環概念，使固體和酸液逆流接觸，達到最大化的浸出鋅和最大化的利用酸液。實施例5本實施例中將少量乙酸加入丁酸溶液中，其中乙酸為色譜純并呈溶液狀態。(1)根據酸固化學計量比為70％的浸出條件，在250mL錐形瓶中配制總體積為150mL酸性水溶液。實驗共有1.5M丁酸，0.75M丁酸+0.75M乙酸，1.05M丁酸+0.45M乙酸，1.35M丁酸+0.15M乙酸和1.50M丁酸+0.50M乙酸五組，加入濾餅后在室溫條件下120rpm于搖床上振動浸出10h。取樣時間分別為20min、40min、1h、2h、3h、4h、6h、8h和10h。(2)在上述不同取樣時間分別取1mL浸出液用蒸餾水稀釋10倍。搖勻后用濾膜過濾除去其中不溶物，然后從中取1mL用2％硝酸稀釋到合適的倍數后用ICP-OES分析溶液中鋅和鐵的含量。結果如下：根據ICP-OES分析結果，按照前面公式計算得到不同條件下的鋅鐵去除率。其中圖9a為在含有不同濃度乙酸的丁酸乙酸混合液實驗條件下，鋅浸出率隨時間的變化，圖9b為相應的鐵浸出率在不同實驗條件下隨時間的變化。圖9a和圖9b都是以時間為橫坐標，分別以鋅和鐵在含有不同濃度乙酸的丁酸乙酸混合液實驗條件下的浸出率為縱坐標得到。從圖9a和9b中所得結果可以看出，只添加1.5M丁酸的酸溶液在10h時鋅的浸出率為約51％，而鐵的浸出率僅約0.5％。相比而言，0.75M丁酸+0.75M乙酸混合溶液的鋅浸出率降至約46％，而鐵的浸出率升至約5.8％。1.05M丁酸+0.45M乙酸混合溶液的鋅浸出率降至約48％，而鐵的浸出率升至約1.4％。1.35M丁酸+0.15M乙酸混合溶液的鋅浸出率降至約46％，而鐵的浸出率保持約0.5％。1.50M丁酸+0.50M乙酸混合溶液的鋅浸出率降至約45％，而鐵的浸出率升至約1.0％。結果表明，在丁酸溶液中添加少量乙酸將使濾餅中鋅的浸出率相對減小而鐵的浸出率相對增加，但鐵浸出率隨著乙酸濃度的增大而增加。選擇性除鋅效果有所下降但不顯著，結果初步顯示了非純丁酸溶液在濾餅選擇性除鋅應用中的潛在有效性。實施例6本實施例中將少量丙酸加入丁酸溶液中，其中丙酸為色譜純并呈溶液狀態。(1)根據酸固化學計量比為70％的浸出條件，在250mL錐形瓶中配制總體積為150mL酸性水溶液。實驗共有1.5M丁酸，0.75M丁酸+0.75M丙酸，1.05M丁酸+0.45M丙酸，1.35M丁酸+0.15M丙酸和1.50M丁酸+0.50M丙酸五組，加入濾餅后在室溫條件下120rpm于搖床上振動浸出10h。取樣時間分別為20min、40min、1h、2h、3h、4h、6h、8h和10h。(2)在上述不同取樣時間分別取1mL浸出液用蒸餾水稀釋10倍。搖勻后用濾膜過濾除去其中不溶物，然后從中取1mL用2％硝酸稀釋到合適的倍數后用ICP-OES分析溶液中鋅和鐵的含量。結果如下：根據ICP-OES分析結果，按照前面公式計算得到不同條件下的鋅鐵去除率。其中圖10a為在含有不同濃度丙酸的丁酸丙酸混合液實驗條件下，鋅浸出率隨時間的變化，圖10b為相應的鐵浸出率在不同實驗條件下隨時間的變化。圖10a和圖10b都是以時間為橫坐標，分別以鋅和鐵在含有不同濃度丙酸的丁酸丙酸混合液實驗條件下的浸出率為縱坐標得到。從圖10a和10b中所得結果可以看出，只添加1.5M丁酸的酸溶液在10h時鋅的浸出率為約51％，而鐵的浸出率僅約0.5％。相比而言，0.75M丁酸+0.75M丙酸混合溶液的鋅浸出率降至約43％，而鐵的浸出率升至約2.3％。1.05M丁酸+0.45M丙酸混合溶液的鋅浸出率降至約42％，而鐵的浸出率升至約1.2％。1.35M丁酸+0.15M丙酸混合溶液的鋅浸出率降至約48％，而鐵的浸出率升至約0.9％。1.50M丁酸+0.50M丙酸混合溶液的鋅浸出率降至約45％，而鐵的浸出率升至約0.8％。結果表明，在丁酸溶液中添加少量丙酸也將使濾餅中鋅的浸出率相對減小而鐵的浸出率略微增加，鐵浸出率仍隨丙酸濃度的增大而增加，但選擇性除鋅效果仍然較好。結果初步顯示了混有丙酸的非純丁酸溶液在濾餅選擇性除鋅應用中的潛在有效性。實施例7本實施例中將少量乙酸，丙酸和/或戊酸加入丁酸溶液中，其中乙酸，丙酸和戊酸為色譜純并呈溶液狀態。(1)根據酸固化學計量比為70％的浸出條件，在250mL錐形瓶中配制總體積為150mL酸性水溶液。實驗共有1.5M丁酸，1.35M丁酸+0.075M乙酸+0.075M丙酸，1.35M丁酸+0.075M乙酸+0.075M戊酸，1.35M丁酸+0.075M丙酸+0.075M戊酸和1.35M丁酸+0.05M乙酸+0.05M丙酸+0.05M戊酸五組，加入濾餅后在室溫條件下120rpm于搖床上振動浸出10h。取樣時間分別為20min、40min、1h、2h、3h、4h、6h、8h和10h。(2)在上述不同取樣時間分別取1mL浸出液用蒸餾水稀釋10倍。搖勻后用濾膜過濾除去其中不溶物，然后從中取1mL用2％硝酸稀釋到合適的倍數后用ICP-OES分析溶液中鋅和鐵的含量。結果如下：根據ICP-OES分析結果，按照前面公式計算得到不同條件下的鋅鐵去除率。其中圖11a為在含有不同濃度雜酸的混合酸液實驗條件下，鋅浸出率隨時間的變化，圖11b為相應的鐵浸出率在不同實驗條件下隨時間的變化。圖11a和圖11b都是以時間為橫坐標，分別以鋅和鐵在含有不同濃度雜酸的混合酸液實驗條件下的浸出率為縱坐標得到。從圖11a和11b中所得結果可以看出，只添加1.5M丁酸的酸溶液在10h時鋅的浸出率為約51％，而鐵的浸出率僅約0.5％。相比而言，1.35M丁酸+0.075M乙酸+0.075M丙酸混合溶液的鋅浸出率降至約47％，而鐵的浸出率升至約0.6％。1.35M丁酸+0.075M乙酸+0.075M戊酸混合溶液的鋅浸出率降至約49％，而鐵的浸出率降至約0.3％。1.35M丁酸+0.075M丙酸+0.075M戊酸混合溶液的鋅浸出率降至約48％，而鐵的浸出率降至約0.2％。1.35M丁酸+0.05M乙酸+0.05M丙酸+0.05M戊酸混合溶液的鋅浸出率降至約48％，而鐵的浸出率降至約0.3％。結果表明，在丁酸溶液中添加乙酸，丙酸和/或戊酸的不同混合酸水溶液也將使濾餅中鋅的浸出率略微減小而鐵的浸出率基本不變(誤差<0.1％)，選擇性除鋅效果仍然較好。結果初步顯示了混有乙酸，丙酸和/或戊酸的非純丁酸溶液在濾餅選擇性除鋅應用中的潛在有效性。以上結果說明，在實施本發明的過程中，并不需要使用純度高的丁酸，可以使用生產丁酸時得到的未經提純的粗酸液，甚至是在提純過程中得到的廢酸亦可用作浸出鋅的酸液，只要在酸液中丁酸為主要酸種并達到所需的濃度，從而降低廢物處理的成本，使該類冶金含鋅粉塵的循環再利用成為可行。最后說明的是：以上實施例僅用于說明本申請的實施過程和特點，而非限制本申請的技術方案，盡管參照上述實施例對本申請進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本申請進行修改或者等同替換，而不脫離本申請的精神和范圍的任何修改或局部替換，均應涵蓋在本申請的保護范圍當中。當前第1頁1 2 3