CN101014723A - 由流程的次要物流制备锌化学物质 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种新型的从煅烧－溶解－电解型锌生产过程的次要物流中生产纯的锌化学物质的方法设置。本发明所基于的事实是：煅烧－溶解－电解设备的溶解步骤中获得的含硫酸锌的溶液的部分产量导出用于制备锌化学物质。因为只有部分硫酸锌溶液产量用于制取锌化学物质，因此基于电解法的锌的实际回收过程不受影响。萃取过程基于使用任何有机取代的磷酸或有机取代的硫代次膦酸。强酸溶液作为锌的萃取过程中产生的副产物被回收用于煅烧－溶解－电解型锌生产过程中。

Description

由流程的次要物流制备锌化学物质
本发明涉及制备锌和锌化学物质的方法。更确切而言，本发明涉及制备锌化学物质的方法设置和回路(process arrangement andcircuit)，所述的方法设置和回路与湿法冶金法纯化和制备锌的方法相关。
关于锌的制备，通常提及初级制备和二级制备。初级制备指对锌矿石、锌的浓缩物和煅烧物进行的各种溶解过程以及对由此获得的溶液通过各种湿法冶金方法—包括液液萃取法—所进行的处理过程。二级制备指使用各种体积较小的原料，例如将来自电炉的颗粒、沃尔兹回转窑法的氧化物(Waeltz oxides)和电镀残渣作为原料。
在锌的初级制备中，传统原料例如锌的硫化物矿石进行浓缩，即成为锌的浓缩物，并且，如果需要，还可以由其进一步制备锌煅烧物。此外，通常由锌的浓缩物和锌煅烧物制备非常适用于电解制备金属锌的浓硫酸锌溶液。本发明涉及用传统湿法冶金法进行锌的初级制备。
在传统湿法冶金法生产锌的过程中，将原料溶解后需要进行复杂的溶液纯化过程，包括制备纯的含锌溶液。电解制备锌的过程对某些杂质非常敏感。因此，制备足够纯的用于锌电解的溶液很重要。
锌的制备广泛使用一种方法，其中锌浓缩物经煅烧形成氧化锌、氧化锌在所谓的中性溶解步骤中溶于稀硫酸溶液、纯化含锌溶液，并通过电解分离法从纯化后的溶液中将锌分离出来。
在将锌煅烧物溶解的阶段，锌被溶解，而锌煅烧物中含有的大部分铁以不溶于稀酸的锌铁氧体形式被分离出来。由中性溶解过程获得的溶液除了锌之外还含有二价铁、镉、铜、钴、镍、钙、锰和氯。
为了获得适用于电解回收锌的溶液，由中性溶解过程获得的溶液通过多步溶液纯化过程进行纯化。溶液纯化过程通常包括三步，在此过程中铜、钴、镍、最后是镉被去除。
中性溶解过程获得的含锌的硫酸盐溶液还适于作为锌的浸出方法的原料。直到目前为止，液液萃取法仍用于主要是小规模的使用二级原料的锌制备过程。例如美国专利5,135,652描述了一种可用于从硫酸锌溶液中选择性分离锌的溶剂萃取方法，所述硫酸锌溶液可含有最高至饱和浓度的硫酸锌，以及以下物质中的一种或多种：二价铁、三价铁、钙、镁、锰、钠、钾、砷、锑、铜、镉、锗和铟。
本发明的目的是提供一种用于从煅烧-溶解-电解型锌生产方法的次要物流中生产纯的锌化学物质的新的方法设置。本发明所基于的事实是：从煅烧-溶解-电解设备的溶解过程中所获得的含硫酸锌的溶液的部分产量被导出用于制备锌化学物质。由于硫酸锌溶液只有部分产量被导出用于制备锌化学物质，因此，基于电解法的锌的实际回收过程不受影响。在本发明的方法设置中，锌化学物质的制备过程基于利用已知萃取技术进行萃取而对锌进行选择性分离。已知的萃取方法基于任何有机取代的磷酸或有机取代的硫代次膦酸的使用。本发明中，萃取过程与上述的煅烧-溶解-电解过程结合。
本发明具有多种优点。在常规煅烧-溶解-电解过程中，生产过程的瓶颈是电解过程。因此，将次要物流引入锌化学物质的生产线的本发明技术方案使锌的实际生产过程增值。本发明提供一种制备需求量较小的锌化学物质的有利的工艺方案。在本发明所使用的锌的萃取过程中，生成作为副产物的强酸溶液，该强酸溶液可简单地循环以用于锌的制备过程。在这种情况下，不需要为酸溶液的最后处理而进行另外投资。
本发明包括一种通过萃取方法而由含硫酸锌的溶液制备纯的锌化学物质的方法和设置，其中萃取过程的原料物流以次要物流的形式在锌的初级生产的煅烧-溶解-电解型工艺流程的中性溶解步骤之后分离出来。
图1示出锌的煅烧-溶解-电解型制备方法和与其相连的锌化学物质的制备步骤的简化流程图。
以下通过参照附图的方式对本发明进行详细描述。
在锌的制备过程中，含有氧化锌的煅烧物10在中性溶解过程中溶解到硫酸溶液中。中性溶解过程通常分为几个步骤进行。在溶解过程中不溶的、其中含铁等成分的溶液残渣12进行强酸溶解。将含硫酸锌的溶液11进行多步溶液纯化，其中使用锌粉14使铜、钴、镍和镉沉淀。将经过溶液纯化的硫酸锌溶液15导入电解装置中，其中通过电解的方式在阳极16上回收锌。由其中回收锌的电解液17中含有大量硫酸，通过将这些硫酸导入其中的强酸溶解过程等从而对硫酸进行回用。在强酸溶解过程中，酸在反应中用尽。因此除了使用回收的酸，还需要向流程中加入一定量的纯酸。在中性溶解过程中，溶液的pH值不能提高得过高。合理的是，使用新鲜的酸以及从强酸溶解过程中获得的酸18调节中性溶解过程中的pH值。
根据本发明，从主物流11-从中性溶解过程中获得的含硫酸锌溶液-中分离出一股次要物流13，并导入锌的萃取过程。在萃取过程中，使用二乙基己基磷酸(DEHPA)或二-2-乙基己基磷酸(D2EHPA)。溶解过程将要结束时，如果需要，将要进行萃取的溶液的pH值用煅烧物可提高到适于萃取的水平。通过使用含酸溶液21进行反萃取将锌从有机相中分离出来。萃取过程中产生的萃余液19含有硫酸等，引入强酸步骤进行回用。
在使用纯酸的反萃取过程中，可以从硫酸溶液中回收纯的锌，其中锌的含量最高可达150g/l。可以使用任何已知的方法，例如化学沉淀或蒸发，由溶液20制备各种纯的含锌产物。

Claims (4)

1.一种通过萃取法从含硫酸锌的溶液中制备纯的锌化学物质的方法，其特征在于，萃取过程的原料物流以次要物流(13)的形式在锌的初级生产的煅烧-溶解-电解型工艺流程(11)的中性溶解步骤之后分离出来。
2.权利要求1的方法设置，其特征在于，将萃取过程中产生的萃余液(19)回用于所述煅烧-溶解-电解型工艺中的强酸溶解过程中。
3.权利要求1的方法设置，其特征在于，在萃取过程中使用二乙基己基磷酸(DEHPA)或二-2-乙基己基磷酸(D2EHPA)。
4.权利要求1的方法设置，其特征在于，在溶解步骤将要结束时，将要进行萃取的溶液的pH值用煅烧物提高到适于萃取的水平。
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