CN103343226A - 一种从低浓度含锌溶液中回收锌的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从低浓度含锌溶液中回收锌的方法及系统，首先将低浓度含锌溶液以一定流速进入离子交换柱进行吸附，然后将吸附饱和的离子交换柱用一定浓度的解吸剂解吸，最后从吸附饱和的离子交换柱解吸出的含锌溶液中提取锌；本发明将低浓度含锌溶液中的锌离子交换吸附进入离子交换柱中的离子交换树脂，当离子交换树脂吸附饱和后，对离子交换树脂进行解吸及再生，离子交换树脂进入下一工作周期，解吸液为高浓度含锌溶液，并入电解锌装置实现了锌的回收；本发明回收锌的成本低、回收率高、在回收过程不会引入新的杂质元素、处理周期短，实用性强，具有较强的推广与应用价值。

Description

一种从低浓度含锌溶液中回收锌的方法及系统

技术领域

本发明属于化工生产技术领域，尤其涉及一种从低浓度含锌溶液中回收锌的方法及系统。

背景技术

随着国民经济的迅速发展，锌的需求量越来越大，单靠从锌的原生矿产资源提取锌已经难以满足需求，而原生矿产资源的日益减少，含锌废渣中锌难以回收的问题越来越突出。

对于湿法炼锌生产企业，锌的总回收率在86-96％之间，主要影响锌回收率的因素是废渣含锌高(含水溶性锌3～5％)，以及外排污水含锌(含锌在1～2％)，但是为了保证生产装置的水平衡，废渣的洗涤强度受限，低浓度含锌溶液无法进入工艺系统，最终导致锌回收率不高。

现有技术采用萃取法提取锌时，存在以下缺点：

1.需加入锌粉对含锌液体进行预先除杂，增加了回收成本；

2.在回收过程中，液体中难免引入有机相，造成液体受到有机物污染；

3.萃取采用煤油做稀释剂，存在易燃易爆危险性；

4.萃余液中pH会逐渐降低，因此需要用石灰或氧化锌矿来中和多余的酸，使pH达到2～5.2；

5.反萃液不能直接进入电解工序，需重新返回净化工段净化后才能电解；

6.锌回收成本高。

现有技术采用氢氧化钙或石灰、石灰石沉淀法提取锌时，存在以下缺点：

1.回收流程长，硫酸钙的过滤分离困难；

2.操作控制要求高；

3.回收物不是锌离子而是氢氧化锌沉淀，需用硫酸溶解后再利用。

发明内容

本发明提供了一种从低浓度含锌溶液中回收锌的方法及系统，旨在解决现有回收锌的方法存在回收成本高、回收率低、在回收过程会引入新的杂质元素、处理周期长，同时较易造成环境污染的问题。

本发明的目的在于提供一种从低浓度含锌溶液中回收锌的方法，方法包括以下步骤：

步骤一，将低浓度含锌溶液以2-8m³/(小时·m³树脂)流速进入离子交换柱进行吸附：

步骤二，将吸附饱和的离子交换柱用稀硫酸解吸，稀硫酸为电解废液，含酸量在质量百分比的8～15％之间，用量为树脂体积的2～4倍；

步骤三，从吸附饱和的离子交换柱解吸出的含锌溶液中提取锌。

进一步，在步骤一中，离子交换柱中设置有离子交换树脂。

进一步，在步骤一中，离子交换柱中设置的离子交换树脂为让日子交换树脂。

进一步，在步骤一中，离子交换柱中设置的离子交换树脂为大孔弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂。

进一步，在步骤一中，低浓度含锌溶液经离子交换柱吸附后的尾水再返回前一过程进行洗涤含锌渣处理。

进一步，在步骤三中，从吸附饱和的离子交换柱解吸出的高含锌溶液的浓度在75-90g/L之间。

进一步，在步骤三中，解吸后的离子交换柱用碳酸氢铵溶液再生，碳酸氢铵溶液浓度在质量百分比的5～12％之间，用量为树脂体积的3～5倍，再生好的离子交换柱进入下一工作循环。

本发明的目的在于提供一种从低浓度含锌溶液中回收锌的系统，该系统包括：

离子交换柱，盛装有离子交换树脂，用于对低浓度含锌溶液进行吸附及富集处理；

解吸剂高位罐，与所述离子交换柱相连通，用于对饱和的离子交换柱进行解吸处理，获得高浓度锌溶液；

电解锌装置，用于从获得的高浓度锌溶液中提取、回收锌。

进一步，该系统还包括：

再生剂配制罐，用于配制再生剂碳酸氢铵溶液；

再生剂高位罐，与所述再生剂配制罐相连通，用于利用再生剂配制罐中的再生剂将解吸后的离子交换柱中的离子交换树脂进行再生处理；

再生尾水储池，与所述离子交换柱及再生剂配制罐相连通，用于存储离子交换柱解吸后的尾水，并将低浓度锌溶液进行吸附后的尾水送入到再生剂配制罐进行再利用；

再生尾水储池与离子交换柱及再生剂配制罐相连通，用于存储再生液，并将再生液送入到再生剂配制罐进行再利用。

本发明提供的从低浓度含锌溶液中回收锌的方法及系统，首先将低浓度含锌溶液以流速(2-8m³/(小时·m³树脂))进入离子交换柱进行吸附，然后将吸附饱和的离子交换柱用稀硫酸解吸，稀硫酸为电解废液，含酸量在8～15％之间(质量百分比)，用量为树脂体积的2～4倍，最后从吸附饱和的离子交换柱解吸出的含锌溶液中提取锌；本发明将低浓度含锌溶液中的锌离子交换吸附进入离子交换柱中的离子交换树脂，当离子交换树脂吸附饱和后，对离子交换树脂进行解吸及再生，离子交换树脂进入下一工作周期，解吸液为高浓度含锌溶液，并入电解锌装置实现了锌的回收；本发明回收锌的成本低、回收率高、在回收过程不会引入新的杂质元素、处理周期短，实用性强，具有较强的推广与应用价值。

附图说明

图1是本发明实施例提供的从低浓度含锌溶液中回收锌的方法的实现流程图；

图2是本发明实施例提供的从低浓度含锌溶液中回收锌的系统的结构框图。

图中：21、离子交换柱；22、解吸剂高位罐；23、电解锌装置；24、再生尾水储池；25、再生剂配制罐；26、再生剂高位罐。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定发明。

图1示出了本发明实施例提供的从低浓度含锌溶液中回收锌的方法的实现流程。

该方法包括以下步骤：

步骤S101，将低浓度含锌溶液以2-8m³/（小时·m³树脂）流速进入离子交换柱21进行吸附；

步骤S102，将吸附饱和的离子交换柱21用稀硫酸解吸，稀硫酸为电解废液，含酸量在质量百分比的8～15％之间，用量为树脂体积的2～4倍；

步骤S103，从吸附饱和的离子交换柱21解吸出的含锌溶液中提取锌。

在本发明实施例中，在步骤S101中，离子交换柱21中设置有离子交换树脂。

在本发明实施例中，在步骤S101中，离子交换柱21中设置有大孔弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂。

在本发明实施例中，离子交换柱21中设置的离子交换树脂为阳离子型树脂。

在本发明实施例中，在步骤S101中，低浓度含锌溶液经离子交换柱21吸附后的尾水再返回前一过程进行洗涤含锌渣处理。

在本发明实施例中，在步骤S103中，从吸附饱和的离子交换柱21解吸出的高含锌溶液的浓度在75-90g/L之间。

在本发明实施例中，在步骤S103中，解吸后的离子交换柱21用碳酸氢铵溶液再生，再生好的离子交换柱21进入下一工作循环。

图2示出了本发明实施例提供的从低浓度含锌溶液中回收锌的系统的结构。为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。

该系统包括：

离子交换柱21，盛装有离子交换树脂，用于对低浓度锌溶液进行吸附及富集处理；

解吸剂高位罐22，与离子交换柱21相连通，用于对饱和的离子交换柱21进行解吸处理，获得高浓度锌溶液；

电解锌装置23，用于从获得的高浓度锌溶液中提取、回收锌。

在本发明实施例中，该系统还包括：

再生剂配制罐25，用于配制再生剂；

再生剂高位罐26，与再生剂配制罐25相连通，用于利用再生剂配制罐25中的再生剂将解吸后的离子交换柱21中的离子交换树脂进行再生处理；

再生尾水储池24，与离子交换柱21及再生剂配制罐25相连通，用于存储离子交换柱21再生后的尾水，再生后的尾水送入到再生剂配制罐25进行再利用。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

如图1及图2所示，本发明采用的离子交换树脂为阳离子型树脂，溶液中的锌离子被交换吸附进入离子交换树脂，当离子交换树脂吸附达到饱和后，再解吸、转型，解吸液为富集后的含锌溶液，并入电解锌装置23，实现锌的回收，解吸、再生后的离子交换树脂进入下一工作周期。

具体的实现步骤为：

(1)首先低浓度含锌溶液以2-8m³/(小时·m³树脂)进入离子交换柱21进行吸附，吸附后尾水返回前一过程进行洗涤含锌渣；

(2)吸附饱和的树脂用稀硫酸解吸，稀硫酸为电解废液，含酸量在8～15％之间(质量百分比)，用量为树脂体积的2～4倍；

(3)解吸后液体并入电解锌装置23，解吸后的离子交换树脂用再生剂再生，再生好的离子交换树脂进入下一工作循环，其中解吸获得的高锌液浓度在75-90g/L之间；

结合附图2，该从低浓度含锌溶液中回收锌的系统包括：离子交换柱21、电解锌装置23、再生尾水储池24、再生剂配制罐25、再生剂高位罐26、解吸剂高位罐22；

离子交换柱21和电解锌装置23相连通，用于处理低浓度锌液的吸附；

电解锌装置23用于实现锌的回收；

解吸剂高位罐22和离子交换柱21相连通，用于解吸吸附饱和后的树脂；

再生剂高位罐26用于将解吸后的树脂进行再生；

再生剂配制罐25和再生剂高位罐26相连通，用于再生剂的配置；

再生尾水储池24和再生剂配制罐25相连通，用于将尾水送入到再生剂配制罐25进行处理。

本发明的技术特点及优点：

(1)对于电解锌装置23来说，整个处理过程不引入新的离子，对工艺技术过程不造成影响；

(2)本发明可处理浓度10g/L及以下的硫酸锌溶液，离子交换树脂吸附容量大，离子交换树脂解吸获得的溶液中的锌离子浓度可达到75g/L以上；

(3)投资少，处理费用低；

(4)以铅泥为例，水溶性锌回收后，铅泥中铅含量可以提高约6个品位，铅泥的价值得到提高。

以年产1万吨电解锌装置23为例，锌回收装置一次性投资费用42万元，每回收1吨水溶性锌，过程处理费用为4000元左右，设备建设周期短，大约一个月。

采用本发明后，电解锌装置23的锌回收率提高3％，即每年电锌产量提高300吨，水溶性锌的价值按照每吨锌1.2万元计，则年创效益240万元左右。投资回收期三到六个月。

本发明实施例提供的从低浓度含锌溶液中回收锌的方法及系统，首先将低浓度含锌溶液以一定流速进入离子交换柱21进行吸附，然后将吸附饱和的离子交换柱21用一定浓度的解吸剂解吸，最后从吸附饱和的离子交换柱21解吸出的含锌溶液中提取锌；本发明将低浓度含锌溶液中的锌离子交换吸附进入离子交换柱21中的离子交换树脂，当离子交换树脂吸附饱和后，对离子交换树脂进行解吸及再生，离子交换树脂进入下一工作周期，解吸液为高浓度含锌溶液，并入电解锌装置23实现了锌的回收；本发明回收锌的成本低、回收率高、在回收过程不会引入新的杂质元素、处理周期短，实用性强，具有较强的推广与应用价值。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种从低浓度含锌溶液中回收锌的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一，将低浓度含锌溶液以2-8m³/(小时·m³树脂)流速进入离子交换柱进行吸附；

步骤二，将吸附饱和的离子交换柱用稀硫酸解吸，稀硫酸为电解废液，含酸量在质量百分比8～15％之间，用量为树脂体积的2～4倍；

步骤三，从吸附饱和的离子交换柱解吸出的含锌溶液中提取锌。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤一中，离子交换柱中设置有离子交换树脂。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，离子交换柱中设置的离子交换树脂为让日子交换树脂。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，离子交换柱中设置的离子交换树脂为大孔弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤一中，低浓度含锌溶液经离子交换柱吸附后的尾水再返回前一过程进行洗涤含锌渣处理。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤三中，从吸附饱和的离子交换柱解吸出的高含锌溶液的浓度在75-90g/L之间。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤三中，解吸后的离子交换柱用碳酸氢铵溶液再生，碳酸氢铵溶液浓度在质量百分比5～12％之间，用量为树脂体积的3～5倍，再生好的离子交换柱进入下一工作循环。

8.一种从低浓度含锌溶液中回收锌的系统，其特征在于，该系统包括：

离子交换柱，盛装有离子交换树脂，用于对低浓度含锌溶液进行吸附及富集处理；

解吸剂高位罐，与所述离子交换柱相连通，用于对饱和的离子交换柱进行解吸处理，获得高浓度锌溶液；

电解锌装置，用于从获得的高浓度锌溶液中提取、回收锌。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，该系统还包括：

再生剂配制罐，用于配制再生剂碳酸氢铵溶液；

再生剂高位罐，与所述再生剂配制罐相连通，用于利用再生剂配制罐中的再生剂将解吸后的离子交换柱中的离子交换树脂进行再生处理；

再生尾水储池，与所述离子交换柱及再生剂配制罐相连通，用于存储离子交换柱解吸后的尾水，并将低浓度锌溶液进行吸附后的尾水送入到再生剂配制罐进行再利用；

再生尾水储池与离子交换柱及再生剂配制罐相连通，用于存储再生液，并将再生液送入到再生剂配制罐进行再利用。

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