CN104451146A - 一种从氯盐体系中回收锌的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种从氯盐体系中回收锌的方法,属于有色金属湿法冶金领域。该方法包括以下步骤:a、萃取有机相制备:采用P204为萃取剂,煤油为稀释剂,配制成含P204的有机相;b、苛化液制备:采用六次甲基四胺为助剂,用石灰粉和水配制饱和石灰水,得含钙量为6~8g/L的苛化液;c、皂化:将所得含P204的有机相与苛化液按体积比为1:2~3的量进行皂化,得钙皂化有机相;d、萃取:将所述钙皂化有机相与氯化锌溶液混合,进行钙-锌交换萃取金属锌,得富锌有机相和萃余液;e、反萃:所述富锌有机相用硫酸反萃取,电积回收金属锌。本发明的有益效果是:萃取锌时的萃取率高达95%以上,萃余液含锌量降至100mg/L左右。
Description
技术领域
本发明属于有色金属湿法冶金领域,具体涉及一种从氯盐体系中回收锌的方法。
背景技术
由于氟、氯在电积液中影响锌电积过程的正常进行,不仅使铅阳极腐蚀加剧,造成电积作业剥锌困难;而且铅阳极单耗增加,还导致阴极锌含铅量升高;电极槽上空氟氯升高,使操作条件恶化,严重影响工人的身体健康。而去除氟、氯的工序比较麻烦,且处理成本高,故一般炼锌企业都采用氟、氯不大于0.02%的锌原料。高氟、氯锌物料主要来源是钢厂回收镀锌钢材时产生的粗氧化锌,据有关资料介绍数量达到1000万吨/年,每年都在产生,随着锌产量增高,镀锌材料的广泛使用,产出数量还在稳定增长,其中含有锌、铅、银、铟、铁及氯、钾、钠等元素,含锌一般在30%以上,含氯也在5~20%,由于含氯、氟高,不能用现有锌冶炼技术处理实现规模化生产锌,世界上尚无使用该原料生产电锌的成熟技术。资源日趋匮乏的今天,对含高氟氯锌原料的提炼技术研究势在必行。
发明内容
本发明的目的是提供了一种从氯盐体系中回收锌的方法,该方法对含锌物料氟、氯含量高低无要求,且锌萃取率高。
本发明所采取的技术方案是一种从氯盐体系中回收锌的方法,该方法包括以下步骤:
a、萃取有机相制备:采用P204为萃取剂,煤油为稀释剂,配制成含P204的有机相;
b、苛化液制备:采用六次甲基四胺为助剂,用石灰粉和水配制饱和石灰水,得含钙量为6~8g/L的苛化液;
c、皂化:将上述所得含P204的有机相与苛化液按体积比为1:2~3的量进行皂化,得钙皂化有机相;
d、萃取:将所述钙皂化有机相与氯化锌溶液混合,进行钙-锌交换萃取金属锌,得富锌有机相和萃余液;
e、反萃:所述富锌有机相用硫酸反萃取,电积回收金属锌。
作为优选,所述步骤a含P204的有机相中P204与煤油的体积比为2~3:7。本发明中采用煤油作稀释剂,在于增加与水相的比重差,利于分相。
作为优选,所述步骤d中钙皂化有机相与氯化锌溶液的体积比为1:1~4。
作为优选,所述步骤d中钙-锌交换萃取的时间为3~5分钟。
作为优选,所述步骤d中钙-锌交换萃取的温度为20℃~40℃。经试验发现,温度大于40℃时,能提高反应速度,但温度高有机相煤油挥发过快,不利于生产;温度低于20℃,反应速度较低,分相速度较慢,也不利于生产。
经试验发现,萃取的级数越多,萃取率越高,生产稳定易于控制。作为优选,所述步骤d中钙-锌交换萃取的级数≥六级。
作为优选,所述步骤d中萃余液用石灰中和再生,再次用于皂化空载有机相进行循环使用。
作为优选,为保证萃取率,所述步骤e中硫酸的浓度为1.5mol/L~2.5mol/L。
本发明主要涉及的反应方程式:
Ca2++2HR=R2Ca+2H+
Zn2++R2Ca=R2Zn
本发明的有益效果在于:(1)采用P204钙皂化萃取技术回收氯盐体系中的金属锌,将P204和煤油制成的有机相皂化成钙皂化有机相,与氯盐体系中的锌进行交换萃取锌,萃取率高达95%以上;(2)萃余液中的含锌量降至100mg/L左右或更低,萃余液可返回体系中循环使用,或开路;(3)本发明所需锌原料不需要控制氟、氯含量,可大量处理高氟高氯锌物料,应用前景广泛。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的其中一个实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
为使本领域技术人员详细了解本发明的生产工艺和技术效果,下面以具体的生产实例来进一步介绍本发明的应用和技术效果。
实施例1:
a、萃取有机相制备:采用P204为萃取剂,煤油为稀释剂,配制成含P204的有机相;其中,含P204的有机相中P204与煤油的体积比为2:8。
b、苛化液制备:采用六次甲基四胺为助剂,用石灰粉和水配制饱和石灰水,得含钙量7g/L的苛化液。
c、皂化:将所得含P204的有机相与苛化液按体积比为1:2的量进行皂化,得钙皂化有机相;钙皂化有机相:Ca 12.5g/L,皂化度:95.8%。
d、萃取:将钙皂化有机相与氯化锌溶液(Zn含量为6g/L,Cl含量为170g/L)混合,进行钙-锌交换萃取金属锌,得富锌有机相(Zn含量为23.2g/L)和萃余液(Zn含量为121.8mg/L),萃取率为96.7%;其中,钙皂化有机相与氯化锌溶液的体积比为1:4,钙-锌交换萃取的时间为4分钟,钙-锌交换萃取的温度为35℃,钙-锌交换萃取的级数为六级,钙-锌交换萃取时,钙皂化有机相的流速为50ml/min、氯化锌溶液的流速为200ml/min。
e、反萃:富锌有机相用浓度为2mol/L硫酸反萃取,锌反萃取率为99.5%,电积回收金属锌。
其中,萃余液用石灰中和再生,可再次用于皂化空载有机相进行循环使用。
实施例2:
a、萃取有机相制备:采用P204为萃取剂,煤油为稀释剂,配制成含P204的有机相;其中,含P204的有机相中P204与煤油的体积比为3:7。
b、苛化液制备:采用六次甲基四胺为助剂,用石灰粉和水配制饱和石灰水,得含钙量6g/L的苛化液。
c、皂化:将所得含P204的有机相与苛化液按体积比为1:3的量进行皂化,得钙皂化有机相;钙皂化有机相:Ca 16.5g/L,皂化度:95.8%。
d、萃取:将钙皂化有机相与氯化锌溶液(Zn含量为12.5g/L,Cl含量为170g/L)混合,进行钙-锌交换萃取金属锌,得富锌有机相(Zn含量为24.8g/L)和萃余液(Zn含量为115.8mg/L),萃取率为99.2%;其中,钙皂化有机相与氯化锌溶液的体积比为1:2,钙-锌交换萃取的时间为3分钟,钙-锌交换萃取的温度为30℃,钙-锌交换萃取的级数为八级,钙-锌交换萃取时,钙皂化有机相的流速为50ml/min、氯化锌溶液的流速为100ml/min。
e、反萃:富锌有机相用浓度为1.5mol/L硫酸反萃取,锌反萃取率为99.6%,电积回收金属锌。
其中,萃余液用石灰中和再生,可再次用于皂化空载有机相进行循环使用。
实施例3:
a、萃取有机相制备:采用P204为萃取剂,煤油为稀释剂,配制成含P204的有机相;其中,含P204的有机相中P204与煤油的体积比为3:7。
b、苛化液制备:采用六次甲基四胺为助剂,用石灰粉和水配制饱和石灰水,得含钙量8g/L的苛化液。
c、皂化:将所得含P204的有机相与苛化液按体积比为1:3的量进行皂化,得钙皂化有机相;钙皂化有机相:Ca 16.5g/L,皂化度:95.8%。
d、萃取:将钙皂化有机相与氯化锌溶液(Zn含量为24g/L,Cl含量为170g/L)混合,进行钙-锌交换萃取金属锌,得富锌有机相(Zn含量为24.8g/L)和萃余液(Zn含量为228.6mg/L),萃取率为97.5%;其中,钙皂化有机相与氯化锌溶液的体积比为1:1,钙-锌交换萃取的时间为5分钟,钙-锌交换萃取的温度为40℃,钙-锌交换萃取的级数为六级,钙-锌交换萃取时,钙皂化有机相的流速为100ml/min、氯化锌溶液的流速为100ml/min。
e、反萃:富锌有机相用浓度为2.5mol/L硫酸反萃取,锌反萃取率为99.2%,电积回收金属锌。
其中,萃余液用石灰中和再生,可再次用于皂化空载有机相进行循环使用。
实施例4:
a、萃取有机相制备:采用P204为萃取剂,煤油为稀释剂,配制成含P204的有机相;其中,含P204的有机相中P204与煤油的体积比为2.8:7。
b、苛化液制备:采用六次甲基四胺为助剂,用石灰粉和水配制饱和石灰水,得含钙量7.5g/L的苛化液。
c、皂化:将所得含P204的有机相与苛化液按体积比为1:2.2的量进行皂化,得钙皂化有机相;钙皂化有机相:Ca 16.5g/L,皂化度:95.8%。
d、萃取:将钙皂化有机相与氯化锌溶液(Zn含量为6g/L,Cl含量为170g/L)混合,进行钙-锌交换萃取金属锌,得富锌有机相(Zn含量为23.8g/L)和萃余液(Zn含量为27.4mg/L),萃取率为99.2%;其中,钙皂化有机相与氯化锌溶液的体积比为1:2,钙-锌交换萃取的时间为3分钟,钙-锌交换萃取的温度为20℃,钙-锌交换萃取的级数为十级,钙-锌交换萃取时,钙皂化有机相的流速为100ml/min、氯化锌溶液的流速为200ml/min。
e、反萃:富锌有机相用浓度为2mol/L硫酸反萃取,锌反萃取率为99.4%,电积回收金属锌。
其中,萃余液用石灰中和再生,可再次用于皂化空载有机相进行循环使用。
实施例5:
a、萃取有机相制备:采用P204为萃取剂,煤油为稀释剂,配制成含P204的有机相;其中,含P204的有机相中P204与煤油的体积比为2.2:7。
b、苛化液制备:采用六次甲基四胺为助剂,用石灰粉和水配制饱和石灰水,得含钙量8g/L的苛化液。
c、皂化:将所得含P204的有机相与苛化液按体积比为1:2.8的量进行皂化,得钙皂化有机相;钙皂化有机相:Ca 16.5g/L,皂化度:95.8%。
d、萃取:将钙皂化有机相与氯化锌溶液(Zn含量为6g/L,Cl含量为170g/L)混合,进行钙-锌交换萃取金属锌,得富锌有机相(Zn含量为23.9g/L)和萃余液(Zn含量为10.5mg/L),萃取率为99.6%;其中,钙皂化有机相与氯化锌溶液的体积比为1:3,钙-锌交换萃取的时间为4分钟,钙-锌交换萃取的温度为25℃,钙-锌交换萃取的级数为六级,钙-锌交换萃取时,钙皂化有机相的流速为50ml/min、氯化锌溶液的流速为150ml/min。
e、反萃:富锌有机相用浓度为1.8mol/L硫酸反萃取,锌反萃取率为99.5%,电积回收金属锌。
其中,萃余液用石灰中和再生,可再次用于皂化空载有机相进行循环使用。
对比例1:
a、萃取有机相制备:采用P204为萃取剂,煤油为稀释剂,配制成含P204的有机相;其中,含P204的有机相中P204与煤油的体积比为2:7。
b、苛化液制备:用石灰粉和水配制饱和石灰水,得含钙量1g/L的苛化液。
c、皂化:将所得含P204的有机相与苛化液按体积比为1:2的量进行皂化,得钙皂化有机相;钙皂化有机相:Ca 16.5g/L,皂化度:95.8%。
d、萃取:将钙皂化有机相与氯化锌溶液(Zn含量为6g/L,Cl含量为170g/L)混合,进行钙-锌交换萃取金属锌,得富锌有机相和萃余液(Zn含量为3.8g/L),萃取率为35%;其中,钙皂化有机相与氯化锌溶液的体积比为1:1,钙-锌交换萃取的时间为4分钟,钙-锌交换萃取的温度为35℃,钙-锌交换萃取的级数为六级,钙-锌交换萃取时,钙皂化有机相的流速为100ml/min、氯化锌溶液的流速为100ml/min。
e、反萃:富锌有机相用浓度为2mol/L硫酸反萃取,电积回收金属锌。
对比例2:
a、萃取有机相制备:采用P204为萃取剂,煤油为稀释剂,配制成含P204的有机相;其中,含P204的有机相中P204与煤油的体积比为2:7。
b、苛化液制备:采用六次甲基四胺为助剂,用石灰粉和水配制饱和石灰水,得含钙量7g/L的苛化液。
c、皂化:将所得含P204的有机相与苛化液按体积比为1:1的量进行皂化,得钙皂化有机相;
d、萃取:将钙皂化有机相与氯化锌溶液(Zn含量为6g/L,Cl含量为170g/L)混合,进行钙-锌交换萃取金属锌,得富锌有机相和萃余液,萃取率为53.4%;其中,钙皂化有机相与氯化锌溶液的体积比为1:1,钙-锌交换萃取的时间为4分钟,钙-锌交换萃取的温度为35℃,钙-锌交换萃取的级数为六级,钙-锌交换萃取时,钙皂化有机相的流速为100ml/min、氯化锌溶液的流速为100ml/min。
e、反萃:富锌有机相用浓度为2mol/L硫酸反萃取,电积回收金属锌。
对比例3:
a、萃取有机相制备:采用P204为萃取剂,煤油为稀释剂,配制成含P204的有机相;其中,含P204的有机相中P204与煤油的体积比为2:7。
b、苛化液制备:采用六次甲基四胺为助剂,用石灰粉和水配制饱和石灰水,得含钙量7g/L的苛化液。
c、皂化:将所得含P204的有机相与苛化液按体积比为1:4的量进行皂化,得钙皂化有机相;
d、萃取:将钙皂化有机相与氯化锌溶液(Zn含量为6g/L,Cl含量为170g/L)混合,进行钙-锌交换萃取金属锌,油相和水相无法分开。
最后应说明的是,以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域技术人员应当理解,依然可以对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (8)
1.一种从氯盐体系中回收锌的方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
a、萃取有机相制备:采用P204为萃取剂,煤油为稀释剂,配制成含P204的有机相;
b、苛化液制备:采用六次甲基四胺为助剂,用石灰粉和水配制饱和石灰水,得含钙量为6~8g/L的苛化液;
c、皂化:将上述所得含P204的有机相与苛化液按体积比为1:2~3的量进行皂化,得钙皂化有机相;
d、萃取:将所述钙皂化有机相与氯化锌溶液混合,进行钙-锌交换萃取金属锌,得富锌有机相和萃余液;
e、反萃:所述富锌有机相用硫酸反萃取,电积回收金属锌。
2.根据权利要求1所述的一种从氯盐体系中回收锌的方法,其特征在于:所述步骤a含P204的有机相中P204与煤油的体积比为2~3:7。
3.根据权利要求1所述的一种从氯盐体系中回收锌的方法,其特征在于:所述步骤d中钙皂化有机相与氯化锌溶液的体积比为1:1~4。
4.根据权利要求1所述的一种从氯盐体系中回收锌的方法,其特征在于:所述步骤d中钙-锌交换萃取的时间为3~5分钟。
5.根据权利要求1所述的一种从氯盐体系中回收锌的方法,其特征在于:所述步骤d中钙-锌交换萃取的温度为20℃~40℃。
6.根据权利要求1所述的一种从氯盐体系中回收锌的方法,其特征在于:所述步骤d中钙-锌交换萃取的级数≥六级。
7.根据权利要求1所述的一种从氯盐体系中回收锌的方法,其特征在于:所述步骤d中萃余液用石灰中和再生,再次用于皂化空载有机相进行循环使用。
8.根据权利要求1所述的一种从氯盐体系中回收锌的方法,其特征在于:所述步骤e中硫酸的浓度为1.5mol/L~2.5mol/L。
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