CN103014782B - 一种锌电解过程中的排镁方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种锌电解过程中的排镁方法，其中，包括步骤：将氧化锌中性浸出上清液与水打入到第一中和槽，同时将氧化锌粉加入到所述第一中和槽中进行一次中和反应后，将第一中和槽的中和产物进行板框压滤得到第一中和渣和第一中和液；将第一中和液打入到第二中和槽中，同时将石灰粉加入到第二中和槽中进行二次中和反应后，将第二中和槽的中和产物进行板框压滤得到第二中和渣和第二中和液，将所述第二中和液用于挥发窖淋水冲渣，将所述第二中和渣进行调浆处理，并用于湿法炼锌针铁矿法水解沉铁过程中做中和剂。

Description

一种锌电解过程中的排镁方法
技术领域
本发明涉及冶金领域，尤其涉及一种锌电解过程中的排镁方法。
背景技术
在炼锌过程中，如果镁离子一直在高位运行，就会对整个生产过程带来了很大的负面影响，导致新液含锌无法提高至正常水平，电解锌片产量也无法达到高水平，如何长期排镁是业界一直关注的问题。
传统的排镁方法主要有电解废液排镁以及弱酸浸渣水洗液排镁，但是电解废液排镁由于电解废液含酸高、含锌低、且有价金属含量低，导致中和排镁过程中石灰粉耗量大，渣处理的费用高；弱酸浸渣水洗液排镁的方法有一定量的铜、镉有价金属，在排镁过程中损失掉，需增加的设备也较多，也不宜推广使用。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种锌电解过程中的排镁方法，旨在解决现有的锌电解排镁方法成本高、有价金属损失高的问题。
本发明的技术方案如下：
一种锌电解过程中的排镁方法，其中，包括步骤：
将氧化锌中性浸出上清液与水打入到第一中和槽，同时将预定比例的氧化锌粉加入到所述第一中和槽中进行一次中和反应后，将第一中和槽的中和产物进行板框压滤得到第一中和渣和第一中和液；
将第一中和液打入到第二中和槽中，同时将预定比例的石灰粉加入到第二中和槽中进行二次中和反应后，将第二中和槽的中和产物进行板框压滤得到第二中和渣和第二中和液，将所述第二中和液用于挥发窑淋水冲渣处理，将所述第二中和渣进行调浆处理，并作为氧化锌粉水解过程中的中和剂。
所述锌电解过程中的排镁方法，其中，还包括步骤：
将第一中和渣与锌电解废液进行调浆处理，将调浆处理的混合物进行中浸处理。
所述锌电解过程中的排镁方法，其中，所述二次中和反应的反应pH为7.0~8.0。
所述锌电解过程中的排镁方法，其中，所述一次中和反应的温度为80~90℃。
所述锌电解过程中的排镁方法，其中，所述一次中和反应的时间为1.5~3小时。
所述锌电解过程中的排镁方法，其中，所述一次中和反应中，每1L氧化锌中性浸出上清液投加750~1700g氧化锌粉。
所述锌电解过程中的排镁方法，其中，所述二次中和反应中，每1L第一中和液投加15~70g石灰粉。
所述锌电解过程中的排镁方法，其中，所述一次中和反应的终点pH为5.5~6.5。
所述锌电解过程中的排镁方法，其中，所述调浆处理的pH控制在3.5~4.5。
所述锌电解过程中的排镁方法，其中，所述氧化锌中性浸出上清液中，Zn为120~150g/L，Fe≤5g/L，F≤100mg/L，Cl≤1000mg/L。
有益效果：本发明通过利用氧化锌粉对氧化锌中性浸出上清液进行中和处理，从而在进行排镁的同时，能够去除Cl等杂质，另外，由于氧化锌中性浸出上清液的有价金属含量非常低，本发明的排镁方法对有价金属的损失量降低到最小；并且，本发明的排镁过程与氧化锌粉调浆的过程同时进行，从而减少了大量投资，降低了生成成本。
附图说明
图1为本发明中的排镁装置的结构示意图。
图2为本发明实施例1的一次中和数据表的示意图。
图3为本发明实施例1的二次中和数据表的示意图。
图4为本发明实施例2的一次中和数据表的示意图。
图5为本发明实施例2的二次中和数据表的示意图。
图6为本发明实施例3的一次中和数据表的示意图。
图7为本发明实施例3的二次中和数据表的示意图。
图8为本发明实施例4的一次中和数据表的示意图。
图9为本发明实施例4的二次中和数据表的示意图。
具体实施方式
本发明提供一种锌电解过程中的排镁方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供的锌电解过程中的排镁方法，其包括步骤：
将氧化锌中性浸出上清液（该特征词为本领域熟知，可参见文献<株冶铟富集工艺的改进及应用研究>，指用锌电解废液浸出氧化锌粉，以下为方便描述，简称氧化锌中上清）与水打入到第一中和槽，同时将氧化锌粉加入到所述第一中和槽中进行一次中和反应后，将第一中和槽的中和产物进行板框压滤得到第一中和渣和第一中和液；将第一中和液打入到第二中和槽中，同时将石灰粉加入到第二中和槽中进行二次中和反应后，将第二中和槽的中和产物进行板框压滤得到第二中和渣和第二中和液，将所述第二中和液用于挥发窑淋水冲渣，将所述第二中和渣进行调浆处理，并用于湿法炼锌针铁矿法沉铁过程中做中和剂，即在水解氧化锌粉过程中做中和剂，其原理是在湿法炼锌针铁矿法沉铁过程中，会产生一定量的酸（H+），利用二次中和渣中的有效成分CaO以及ZnO可以中和这部分产出的酸，实现作为中和剂的作用。
本发明中，采用氧化锌中性浸出上清液来进行除镁，这是因为氧化锌中性浸出上清液本身是用废液做槽，一方面镁离子含量比较稳定，另一方面氧化锌中性浸出上清液的Cl等杂质含量比较高，在排镁的过程中，可以去除这些高含量的杂质。另外，氧化锌中性浸出上清液的有价金属离子含量非常低，所以整个排镁的过程有价金属的损失量非常少。最后就是氧化锌中性浸出上清液的排镁过程可以与氧化锌粉的调浆过程同时进行，从而减少了大量投资。
本发明利用氧化锌粉中和氧化锌中性浸出上清液的反应式为：
ZnSO4 + 3ZnO + 7H2O → ZnSO4·3Zn(OH)2·4H2O
由于通过上述中和反应后，在第一中和液中还残留有一定的锌不能完全沉淀，所以本发明还采用石灰粉对第一中和液进行二次中和，以使中和后的第二中和液的锌含量达到规定要求，其中，氧化锌粉的用量是根据氧化锌中上清的量确定添加量，一般来说，按质量计，一次中和反应中，每1L氧化锌中性浸出上清液投加750~1700g氧化锌粉，石灰粉的主要成分是CaO，CaO的含量为98%，根据第一中和液的含锌量确定其添加量，一般来说，二次中和反应中，每1L第一中和液投加15~70g石灰粉。而第一中和渣可以与锌电解废液进行调浆处理，将调浆处理生成的混合物进行中性浸出，其浸出过程pH控制在3.5~4.5，使第一中和渣的锌浸出到液体中，而杂质则尽量少的浸出到液体中。
实施例1
85℃条件下，氧化锌粉用量为理论量的1.5倍的情况：
一次中和反应的温度保持85℃，反应时间2小时，电收尘粉（即氧化锌粉）用量是理论量的1.5倍，第一次中和液含锌在150mg/L以下。具体数据见图2：
上述反应得到的第一中和液中还含有一定量的锌，所以需要进行二次中和，具体可以采用石灰粉对第一次中和液进行二次中和，在室温条件下，反应30min，反应结束的终点pH为7~8，得到的第二中和液中的锌含量≤10mg/L。具体数据见图3：
从实施例1可知：用氧化锌粉在85℃过量1.5倍的条件下中和氧化锌粉中上清来沉锌是可行的，通过两次中和可以将第二中和液的锌含量≤10mg/L，使第二中和液可用于挥发窑的窑皮淋水。
实施例2
85℃条件下，氧化锌粉用量为理论量2倍的情况：
一次中和反应的温度保持85℃，反应时间2小时，电收尘粉（即氧化锌粉）用量是理论量的2倍，第一次中和液含锌在150mg/L以下。具体数据见图4：
上述反应得到的第一中和液中还含有一定量的锌，所以需要进行二次中和，具体可以采用石灰粉对第一次中和液进行二次中和，在室温条件下，反应30min，反应结束的终点pH为7~8，得到的第二中和液中的锌含量≤10mg/L。具体数据见图5：
从实施例2可知：用氧化锌粉在85℃过量2倍的条件下中和氧化锌粉中上清来沉锌是可行的，通过两次中和可以将第二中和液的锌含量≤10mg/L，使第二中和液可用于挥发窑的窑皮淋水。
实施例3
80℃条件下，氧化锌粉用量为理论量的1.5倍或2倍的情况：
一次中和反应的温度保持85℃，反应时间2小时，电收尘粉（即氧化锌粉）用量是理论量的1.5倍或2倍，第一次中和液含锌在300mg/L以下。具体数据见图6：
上述反应得到的第一中和液中还含有一定量的锌，所以需要进行二次中和，具体可以采用石灰粉对第一次中和液进行二次中和，在室温条件下，反应30min，反应结束的终点pH为7~8，得到的第二中和液中的锌含量≤10mg/L。具体数据见图7：
从实施例3可知：用氧化锌粉在80℃过量1.5及2倍的条件下中和氧化锌粉中上清来沉锌是可行的，通过两次中和可以将第二中和液的锌含量≤10mg/L，使第二中和液可用于挥发窑的窑皮淋水。
实施例4
80℃条件下，氧化锌粉用量为理论量的情况：
一次中和反应的温度保持80℃，反应时间3小时，电收尘粉（即氧化锌粉）用量是理论量的1.0倍，第一次中和液含锌在300mg/L以下。具体数据见图8：
上述反应得到的第一中和液中还含有一定量的锌，所以需要进行二次中和，具体可以采用石灰粉对第一次中和液进行二次中和，在室温条件下，反应60min，反应结束的终点pH为7~8，得到的第二中和液中的锌含量≤10mg/L。具体数据见图9：
从实施例4可知：用氧化锌粉在80℃的条件下，采用理论量中和氧化锌中上清来沉锌是可行的，通过两次中和可以将第二中和液的锌含量≤10mg/L，使第二中和液可用于挥发窑的窑皮淋水。
至于在85℃以及90℃条件下，氧化锌粉为理论量的情况，经过试验证明，均可用于中和氧化锌中上清，且第二中和液也可用于挥发窑的窑皮淋水。
本发明排镁方法可以采用如图1所示的装置来进行，如图所示，首先将氧化锌中性浸出上清液与水打入到处于高位的第一中和槽100，同时将氧化锌粉加入到所述第一中和槽100中进行一次中和反应，一次中和反应后得到一次中和反应的中和产物，将第一次中和反应的中和产物打入到第一板框压滤装置200中进行板框压滤，然后得到第一中和液以及第一中和渣，第一中和液可以打入到处于低位的第二中和槽300中，然后向第二中和槽300中添加石灰粉进行二次中和反应，二次中和反应后得到二次中和反应的中和产物，将二次中和反应的中和产物打入到第二板框压滤装置400中进行板框压滤，然后得到第二中和液和第二中和渣，第二中和渣可以打入到第二调浆槽600中进行调浆处理，然后将调浆处理后形成的混合物在水解槽700用作氧化锌粉水解过程中的中和剂。而第二中和液可以打入到过滤槽500中，用来对挥发窖的淋水冲渣。
在上述步骤中，第一中和渣可以打入到第一调浆槽800中进行调浆处理，调浆时可以采用锌电解废液进行调浆，然后送到中浸反应槽900中进行中浸（中性浸出）处理后，获得混合物送入到第三板框压滤装置910中进行板框压滤，将中浸渣进行酸性浸出（终点H2SO4浓度为20~150 g/L），将中浸渣中未浸出的锌等有价金属在高温高酸条件下进一步浸出并回收处理。
其中，在第一中和槽100、第二中和槽300、第一调浆槽800、第二调浆槽600中都需要进行搅拌，搅拌的条件为：：第一中和槽的搅拌强度为88r/min，第二中和槽、第一调浆槽、第二调浆槽的搅拌强度为120r/min，第一中和槽100、第二中和槽300、第一调浆槽800、第二调浆槽600的容积可设置为25m3，当然，也可根据产量进行调整。
本发明中，所述氧化锌中性浸出上清液的成分为：Zn为120~150g/L，Fe≤5g/L，F≤100mg/L，Cl≤1000mg/L，Cd≤3g/L，Mg为10~30g/L，As≤1g/L。所采用的中和剂氧化锌粉的化学成分（质量分数）为：Zn≥48，还原性＜8，Fe＜5，无块状及杂物。锌电解废液（g/L）：Zn为45~55，H2SO4＜190。
第一中和渣进行调浆处理时，液固比控制在8：1~12：1之间，调浆开始时的酸度在100~150g/L，调浆处理的条件为：调浆温度为常温，调浆时间≥90min，调浆终点pH为3.5~4.5，第一中和渣进行调浆处理后的Zn≥100g/L。二次中和反应的反应pH控制在7.0~8.0之间；所述一次中和反应的温度控制在80~90℃；一次中和反应的时间为1.5~3小时；一次中和反应的终点pH为5.5~6.5。
综上所述，本发明通过利用氧化锌粉对氧化锌中性浸出上清液进行中和处理，从而在进行排镁的同时，能够去除Cl等杂质，另外，由于氧化锌中性浸出上清液的有价金属含量非常低，本发明的排镁方法对有价金属的损失量降低到最小；并且，本发明的排镁过程与氧化锌粉调浆的过程同时进行，从而减少了大量投资，降低了生成成本。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种锌电解过程中的排镁方法，其特征在于，包括步骤：
将氧化锌中性浸出上清液与水打入到第一中和槽，同时将预定比例的氧化锌粉加入到所述第一中和槽中进行一次中和反应后，将第一中和槽的中和产物进行板框压滤得到第一中和渣和第一中和液；
将第一中和液打入到第二中和槽中，同时将预定比例的石灰粉加入到第二中和槽中进行二次中和反应后，将第二中和槽的中和产物进行板框压滤得到第二中和渣和第二中和液，将所述第二中和液用于挥发窑淋水冲渣处理，将所述第二中和渣进行调浆处理，并作为氧化锌粉水解过程中的中和剂；
所述一次中和反应中，每1L氧化锌中性浸出上清液投加750~1700g氧化锌粉；
所述二次中和反应中，每1L第一中和液投加15~70g石灰粉；
所述调浆处理的pH控制在3.5~4.5。
2.根据权利要求1所述锌电解过程中的排镁方法，其特征在于，还包括步骤：
将第一中和渣与锌电解废液进行调浆处理，将调浆处理的混合物进行中浸处理。
3.根据权利要求1所述锌电解过程中的排镁方法，其特征在于，所述二次中和反应的反应pH为7.0~8.0。
4.根据权利要求1所述锌电解过程中的排镁方法，其特征在于，所述一次中和反应的温度为80~90℃。
5.根据权利要求1所述锌电解过程中的排镁方法，其特征在于，所述一次中和反应的时间为1.5~3小时。
6.根据权利要求1所述锌电解过程中的排镁方法，其特征在于，所述一次中和反应的终点pH为5.5~6.5。
7.根据权利要求1所述锌电解过程中的排镁方法，其特征在于，所述氧化锌中性浸出上清液中，Zn为120~150g/L，Fe≤5g/L，F≤100mg/L，Cl≤1000mg/L。
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