CN1013770B - 湿法炼锌 - Google Patents
湿法炼锌Info
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Abstract
本发明是用NH4Cl热溶液浸取含氧化锌,氢氧化锌或碳酸锌的矿物或工业废渣,使锌与NH4Cl络合溶解,所得溶液用锌粉置换除铅,铜,镉等杂质,通入含氧气体氧化除铁,净化后即可进行电解,阴极析出锌,阳极放出氧气。
Description
本发明是湿法炼锌工艺,进一步说是将含锌矿或含锌工业废渣通过转化后进行电解的工艺。
目前,湿法炼锌世界各国均采用闪锌矿先经脱硫焙烧,后用硫酸浸取制成硫酸锌溶液,后者经净化后方可进行电解。该法流程长,制成的硫酸锌溶液杂质多,其中的铁,铜,镉,钴,砷,锑等杂质对电解十分有害净化这些杂质需分3-4步进行,如:中和氧化除铁,生成的Fe(OH)3沉淀可同时吸附砷,锑一起除去,再用锌粉置换除铜,镉,黄药或锌粉~锑盐除钴等,操作十分麻烦。此外电解硫酸锌溶液耗电较高,槽电压在3.1~3.5伏,电流效率在85~90%,耗直流电3100~3500度/吨阴极锌。
为克服目前湿法炼锌的上述缺点,本发明提出一种采用NH4Cl溶液浸取含锌矿或工业废渣制成锌盐的络合物溶液,然后电解的湿法炼锌工艺。
本发明是用NH4Cl热溶液浸取含氧化锌,氢氧化锌或碳酸锌的矿物或工业废渣,使锌与NH4Cl络合溶解,所得溶液用锌粉置换净化除铅,铜,镉,若含铁、砷、锑可通入含氧气体或氧化剂除之,净化后即可进行电解,阴极析出锌,阳极放出氧气。
根据我国的闪锌矿和菱锌矿的品位和工业废渣一般的含锌量来看,本发明认为NH4Cl溶液的重量浓度一般要求在20-30%,液固比为5-10∶1即可浸取温度在60-100℃,浸取时间在0.5~5小时,浸出率可达80%以上。
用NH4Cl热溶液浸取,溶液的pH值在5-6范围内,基本是中性浸取,因此很多杂质不会进入溶液或只少量进入溶液。在用闪锌矿的焙烧矿或菱锌矿等不含FeO的原料时,只有能与NH3络合和与Cl-反应的铅,铜、镉等杂质较易进入溶液。这些杂质可用锌粉置换即可除去。在与浸取相同的条件下加入锌粉,经过充分搅拌,铅,铜、镉等杂质即可除去,以沉淀形式析出而除之,对于用含FeO和砷、锑的矿物或工业废渣为原料时亚铁是能够进入浸取液的,可通入含氧气体如空气使之氧化为Fe(OH)3沉淀析出除之,也可加入H2O2,KMnO4等氧化剂氧化除去。
本发明已经发现,锌与NH4Cl反应的生成物为Zn(NH3)2Cl2的络合物。在浸取闪锌矿的焙烧矿或含氧化锌的工业废渣时,反应为:
在浸取菱锌矿时,反应为:
本发明是利用这一络合物在NH4Cl溶液中进行电解。实验证明,阴极析出锌,阳极放出氧气,故反应是如下进行:
在电解液温度50-95℃,pH值4~6,含锌40g/l至100g/l的条件下,用钛或铝板为阴极,石墨为阳极,控制电流密度200~800A/m2,槽电压2.6~3.1V,电流效率即可达到94%以上,锌产品纯度可达99%以上。
本发明使用的NH4Cl热溶液浸取含锌矿物或工业废渣,浸取液中杂质品种及含量少,因而净化工艺简单。本发明是在NH4Cl溶液中进行电解,NH4Cl是强电解质,因而有利于导电,使槽电压降低。同时电解基本在中性溶液中进行,因此没有锌复溶现象发生,使电流效率高,耗电少,每吨阴极锌仅耗电2300-2700度。本发明用NH4Cl溶液浸取闪锌矿的焙烧矿和烟尘,含氧化锌的冶炼废渣,废触媒及浸取菱锌矿,溶液经净化后电解,均获得纯度在99%以上的阴极锌。
实例1
闪锌矿的焙烧矿50克,含锌24.3克,加120克NH4Cl和400毫升水,90-95℃浸取2.5小时,得含
锌50g/l的浸出液480毫升,锌浸出率88.5%。浸出液在同样温度下加锌粉2克,置换铅、铜、镉等杂质,过滤得净化液将净化液进行电解,槽电压2.7~2.9V,温度90℃,阴极电流密度700A/m2电解液完成液含锌27g/l,此时电流效率99%,所得阴极锌纯度99%。
实例2
含锌32%的菱锌矿80克,加NH4Cl120克,水400毫升,95℃浸取1.5小时后过滤,滤渣又加NH4Cl120克,水400毫升进行第二次浸取,两次浸出率共83%。浸出液含锌30g/l,加锌粉2克置换后进行电解,取上述净化液250毫升电解,条件为:温度90℃,槽电压2.7V,电流密度200A/m2,电解完成液含锌18g/l,电流效率96%,产品锌纯度99.2%。
取同样净化液250毫升,电解温度60℃,槽电压2.9V,其他条件同上,电流效率95.6%,锌纯度99.21%。
实例3
含锌32%的菱锌矿的焙烧矿64克,加水500毫升,NH4Cl150克,90℃浸取3小时,锌浸出率85%,浸出液加锌粉2克置换后得含锌55g/l净化液在90℃,电流密度600A/m2,槽电压2.8V下进行电解,电解完成液含锌18g/l,电流效率98%,锌产品纯度99.3%。
实例4
冶炼废渣50克,含锌16克(其中氧化锌90%,锌铜合金10%),加水300毫升,NH4Cl175克,90℃浸取2小时过滤,滤渣加NH4Cl75克,水300毫升浸取2小时,两次总锌浸出率86.7%(以氧化锌计为96%)。将浸出液通空气氧化2小时过滤,滤液加锌粉1克置换铜后得含锌30g/l净化液,然后电解,电解条件为温度90℃,槽电压2.7V,电流密度200A/m2,电解完成液含锌16g/l,其电流效率95%,锌产品纯度99.1%。
Claims (1)
1、一种湿法炼锌的工艺方法,包括浸取含氧化锌,氢氧化锌或碳酸锌的矿物或工业废渣,浸取液用锌粉置换除铅,铜,镉,通入含氧气体或氧化剂氧化除铁、砷、锑,钛板或铝板为阴极,石墨为阳极进行电解,其特征是用重量浓度为20~30%的温度为60~100℃的NH4Cl溶液浸取0.5~5小时,液固比为5~10∶1,净化后,电解液即浸取液浓度40~100g/l,在50~95℃电流密度200~800A/m2,槽电压2.6~3.1V的条件下进行电解。
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- 1989-04-29 CN CN89102917A patent/CN1013770B/zh not_active Expired
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