CN103695664A - 一种新型湿法炼锌溶液净化工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种新型湿法炼锌溶液净化工艺，在对常规溶液净化压滤后的净化后液中加入新型除杂剂活性炭，滤渣直接送往锌浸出渣尾矿压滤给矿槽进行压滤，压滤后的滤渣再送挥发窑回收处理，同传统溶液净化工艺相比，净化后液中有机物含量降低60%以上，跑浑的细颗粒、钙镁等结晶含量降低80%以上，达到了提升溶液质量的目的，降低了对后续溶液电解过程的影响，具有良好的经济效益。

Description

一种新型湿法炼锌溶液净化工艺

技术领域

本发明涉及一种新型湿法炼锌溶液净化工艺，属于有色金属冶炼领域。

背景技术

目前降低低含量重金属溶液或废水中的有机物及油通常采用活性炭吸附技术，其吸附效果较好，使用周期长，活性炭吸附后的废渣重金属含量低，可以直接开路处理。本发明涉及一种锌湿法冶炼行业中从硫酸锌溶液中除油的技术，其主成分矿浆溶液含锌100―200g/l，属于高含量重金属溶液，也采用活性炭吸附分离硫酸锌溶液中的有机物，其推广应用效果一般未见评价报道文件，应用也未普及，可见其效果并不理想，个别使用该法的同行通常活性炭一般直接加在浸出或净化搅拌反应器中的溶液里，因其除油效果不好，使用量大，甚至采用多点大量使用，使用后的活性炭随着过滤渣开路，还会有重金属的损失，且处理成本较高，该方法不能很好地同时对有机物及油进行开路和重金属进行回收，因此应用并不像废水处理及家用那般普及。

长期以来，在湿法炼锌生产过程中，溶液净化过程存在两个明显问题：一是在净化后液压滤过程中不可避免的存在的跑浑与结晶的问题，二是净化工艺中没有进行有机物净化脱除的问题，这两个问题的存在造成净化后液质量波动，最终给锌电解过程造成不利影响，轻则电耗升高，重则发生烧板，增加了湿法炼锌的生产成本。因此，如何采用新的溶液净化提纯技术，解决上述两个问题，提升净化质量，是湿法炼锌生产过程中的重要课题之一，而本发明内容则成功解决了这两个问题。

活性炭因为其本身巨大的微孔结构，广泛用于液相吸附提纯及气相分离。活性炭是一种非极性吸附剂，活性炭的强吸附性能除与它的孔隙结构和巨大的比表面积有关外，还与细孔的行状和分布以及表面化学性质有关。具有巨大的比表面积和发达的微孔，而且表面有大量的羟基和羧基官能团，可以对各种性质的有机物进行化学吸附、以及静电引力作用。因此，可以脱色，除臭味，脱除重金属、各种溶解性有机物、放射性元素、胶体及游离氯等。

活性炭能去除水中产生臭味的物质和有机物，此外，对银、镉、铬酸根、氰、锑、砷、铋、锡、汞、铅、镍等离子也有吸附能力。

一般湿法冶炼企业为减少投入和操作步骤，减轻劳动强度，降低成本，通常活性炭一般直接加在浸出或净化搅拌反应器中的溶液里，其吸附效果不好，使用量大，主要是浸出矿浆含固量高，还要添加各种添加剂，不是纯净的硫酸锌溶液，影响干扰活性炭吸附表面积，不能完全充分发挥吸附功能，造成使用量大，甚至采用多点大量使用，处理成本较高。

因此本发明改为在较纯净的压滤后硫酸锌溶液中添加活性炭进行吸附，达到除去溶液中的跑浑杂质、结晶以及有机物的目的，此外，在较低的温度下更有利于活性炭吸附。众所周知溶液降温时产生的结晶以及溶液中溶解的有机物对锌电解正常析出和电耗有重大影响，同时对净化过滤性能也有较大负面影响。此外，在硫酸锌溶液净化压滤过程中，因滤布孔隙度质量或卸渣不规范等因素影响，硫酸锌溶液净化压滤后液总有少量细颗粒等固含量，尤其在刚开压时，滤布表面滤饼层尚未完全形成，小于滤布孔隙的细小净化渣颗粒就会穿过滤布和溶液进入下道工序，如此长期积累会给电解带来重大隐患，如周期性烧版或电耗居高不下，综合以上考虑，结合活性炭吸附性能和条件，利用活性炭吸附净化压滤后的硫酸锌溶液，通过搅拌碰撞细小颗粒逐步结合为较大颗粒，同时吸附了结晶和有机物，消除其对过滤性能的不利影响，在过滤时活性炭吸附混合物快速在滤布表面形成滤饼层，大大减少穿滤现象，供给电解更加优质纯净的硫酸锌新液。形成滤饼层后在压滤机上过滤整个过程活性炭还能继续发挥作用，滤渣直接由直接开路改为送往锌浸出渣尾矿压滤给矿槽进行压滤，滤渣送挥发窑回收处理。这样滤渣携带锌能在挥发窑回收，活性炭也能得到利用，有机物烧掉开路，尾矿压滤过程也能再利用活性炭除部分有机物，一举多得，不另外增加投入和回收成本，充分利用了资源。

发明内容

本发明针对上述湿法炼锌溶液净化过程中的不足，提供一种能有效脱除跑浑杂质、结晶以及有机物和油的新型湿法炼锌溶液净化工艺。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

一种新型湿法炼锌溶液净化工艺，包括如下步骤：

第一步：对常规湿法炼锌净化后液进行压滤，滤渣进行开路处理，滤液送下一步净化提纯工艺；

第二步：在第一步产出的滤液中加入活性炭进行除杂，活性炭加入的量根据滤液体积按0.1～0.5g/l比例加入，滤液的温度控制在40℃～60℃，加入后进行搅拌，除杂后液进行再次压滤，滤渣进行开路处理，滤液送锌电解工艺。

第三步：将第二步产出的滤渣送锌浸出渣尾矿压滤给矿槽进行压滤，压滤后的滤渣送挥发窑回收处理。

进一步的，第二步中加入活性炭进行除杂的加入方式分为以下两种：如果是间断作业，即搅拌机内进满滤液后加活性炭，搅拌完成后送压滤，压滤完成后重新进滤液开始新的周期，则活性炭根据滤液体积按0.1～0.5g/l比例一次性加入，每次搅拌时间不少于30min；如果是连续作业，即滤液以一定的流量连续进入搅拌机内搅拌，搅拌后连续送压滤，则活性炭采用间隔一定时间多次加入的方式，间隔时间为30～60min,或采用连续少量均匀加入，加入活性炭的量根据滤液体积按0.1～0.5g/l比例确定。

优选的，第二步所述的活性炭为木质封装粉状活性炭，其颗粒大小为10～60μm。木质封装粉状活性炭越细加入越多，除有机物、油效果越好，但综合考虑成本等因素，其颗粒大小选用10～60μm为最佳参数。

本发明的技术效果如下：采用本新型湿法炼锌溶液净化工艺，对常规溶液净化压滤后的净化后液再进行一次净化除杂，在净化过程中加入新型除杂剂活性炭，充分发挥该除杂剂对溶液中跑浑的细颗粒、有机物、油和钙镁及碱式硫酸锌结晶等杂质的吸附作用而对溶液进行深度净化，净化后液进行一次压滤，溶液中的杂质随除杂剂进入滤渣，滤渣如果在一般废水处理会直接开路，但本工艺涉及高含量硫酸锌溶液，直接丢弃会夹带大量锌损失，因此设计工艺改为送往锌浸出渣尾矿压滤给矿槽进行压滤，滤渣送挥发窑回收处理。这样滤渣中携带的锌能在挥发窑回收，活性炭也能得到燃烧利用，有机物烧掉开路，尾矿压滤过程也能再次利用活性炭除部分有机物，一举多得，不另外增加投入和回收成本，充分利用了资源。从而达到进一步降低净化后液杂质含量，提升其质量的目的。

本发明提供的新型湿法炼锌溶液净化提纯工艺，同传统溶液净化工艺相比，净化后液中有机物含量降低60%以上，跑浑的细颗粒、钙镁等结晶含量降低80%以上，达到了提升净化溶液质量的目的。与现有净化除油工艺相比，本发明活性炭耗用量大幅减少，净化效果更好，成本更低，同时又能将净化后滤渣中的重金属回收和活性炭部分再次利用。

具体实施方式

以下以具体的实施方式说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不仅限于此。尽管采用不同设备和实施方式，只要与主要工艺技术原理及过程相同都属于侵权。

实施例1

某锌冶炼厂年产20万吨析出锌，溶液净化采取锌粉加黄药净化方式，由于黄药本身就是一种有机物，造成该厂有机物控制难度非常大。

采用本发明新型湿法炼锌溶液净化工艺，处理过程如下：

第一步：对常规湿法炼锌中含黄药较多的净化后液进行压滤，滤渣进行开路处理，滤液送下一步净化提纯工艺；

第二步：在第一步产出的滤液中加入颗粒大小为10～60μm木质封装粉状活性炭进行除杂，加入的量根据滤液体积按0.3～0.5g/l比例计算，加入方式为一次性加入，滤液的温度控制在45℃，加入后进行搅拌，搅拌的时间40～50min，除杂后液进行再次压滤，滤渣进行开路处理，滤液送锌电解工艺。

第三步：将第二步产出的滤渣送锌浸出渣尾矿压滤给矿槽进行压滤，压滤后的滤渣送挥发窑回收处理。

2012年10月开始使用本发明新工艺，有机物含量下降非常明显，具体结果见表1。

表1  本发明技术在某锌冶炼厂运行前后新液有机物含量统计表（mg/l）

由表1可以看出，本发明新工艺运行前，该锌冶炼厂新液有机物含量达到1.01mg/l，运行后降低至0.39mg/l，降低61.38%。

此外，本发明新工艺采用的活性碳吸附剂对于压滤过程跑浑的细颗粒以及降温过程析出的钙镁结晶等都有很好的吸附脱除作用，活性碳吸附渣的具体成份见表2。

表2 某20万吨产能锌冶炼厂活性碳吸附压滤渣成分统计表

由表2可以看出，新液经过活性碳吸附后，压滤渣中各杂质元素含量总和接近3%，并且含有3%以上的钙镁，通过实践证明本发明新工艺对于压滤过程跑浑的细颗粒以及降温过程析出的钙镁结晶的吸附脱除率达到80%以上。

实施例2

某锌冶炼厂年产10万吨析出锌，冶炼工艺采用的是常压富氧直接浸出工艺，锌精矿没有经过高温焙烧过程，其中残留的选矿药剂在浸出过程中大量进入系统，造成系统有机物含量高，控制难度大。

采用本发明新型湿法炼锌溶液净化工艺，处理过程如下：

第一步：对常规湿法炼锌中含残留选矿药剂较多的净化后液进行压滤，滤渣进行开路处理，滤液送下一步净化提纯工艺；

第二步：在第一步产出的滤液中加入颗粒大小为10～60μm木质封装粉状活性炭进行除杂，加入的量根据滤液体积按0.1～0.5g/l比例计算，加入方式为采用连续少量均匀加入，滤液的温度控制在55℃，加入后进行连续搅拌，除杂后液进行再次压滤，滤渣进行开路处理，滤液送锌电解工艺。

第三步：将第二步产出的滤渣送锌浸出渣尾矿压滤给矿槽进行压滤，压滤后的滤渣送挥发窑回收处理。

2013年3月开始使用本发明新工艺，有机物含量下降非常明显，具体结果见表3。

表3  本发明技术在某锌冶炼厂运行前后新液有机物含量统计表（mg/l）

由表3可以看出，本发明新工艺运行前，该锌冶炼厂新液有机物含量达到2.23mg/l，运行后降低至0.74mg/l，降低66.82%。

此外，本发明新工艺采用的活性碳吸附剂对于压滤过程跑浑的细颗粒以及降温过程析出的钙镁结晶等都有很好的吸附脱除作用，活性碳吸附渣的具体成份见表4。

表4 某10万吨产能锌冶炼厂活性碳吸附压滤渣成分统计表

由表4可以看出，新液经过活性碳吸附后，压滤渣中各杂质元素含量总和接近3%，并且含有4%以上的钙镁，通过实践证明本发明新工艺对于压滤过程跑浑的细颗粒以及降温过程析出的钙镁结晶的吸附脱除率达到80%以上。

Claims (3)

1.一种新型湿法炼锌溶液净化工艺，其特征在于包括以下步骤：

第一步：对常规湿法炼锌净化后液进行压滤，滤渣进行开路处理，滤液送下一步净化提纯工艺；

第二步：在第一步产出的滤液中加入活性炭进行除杂，活性炭加入的量根据滤液体积按0.1～0.5g/l比例加入，滤液的温度控制在40℃～60℃，加入后进行搅拌，除杂后液进行再次压滤，滤渣进行开路处理，滤液送锌电解工艺；

第三步：将第二步产出的滤渣送锌浸出渣尾矿压滤给矿槽进行压滤，压滤后的滤渣送挥发窑回收处理。

2.根据权利要求1所述的一种新型湿法炼锌溶液净化工艺，其特征在于：所述第二步中加入活性炭进行除杂的加入方式分为以下两种：如果是间断作业，即搅拌机内进满滤液后加活性炭，搅拌完成后送压滤，压滤完成后重新进滤液开始新的周期，则活性炭根据滤液体积按0.1～0.5g/l比例一次性加入，每次搅拌时间不少于30min；如果是连续作业，即滤液以一定的流量连续进入搅拌机内搅拌，搅拌后连续送压滤，则活性炭采用间隔一定时间多次加入的方式，间隔时间为30～60min,或采用连续少量均匀加入，加入活性炭的量根据滤液体积按0.1～0.5g/l比例确定。

3.根据权利要求1或2所述的一种新型湿法炼锌溶液净化工艺，其特征在于：所述活性炭为木质封装粉状活性炭，其颗粒大小为10～60μm。