CN104561547A - 降低硫酸锌溶液净化过程中锌粉耗量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于硫酸锌溶液净化生产技术领域，具体涉及一种降低硫酸锌溶液净化过程中锌粉耗量的方法。工艺步骤为：①在搅拌状态下，将硫酸锌溶液的中上清液加热至50～60℃；②将溶液的pH值调整在1～4.5；③加入置换反应所需理论量的电炉锌粉，脱除溶液中的铜和镉，反应时间为30～60min；④反应后，过滤溶液，得到除铜镉液和铜镉渣，除铜镉液送至深度净化除钴镍段处理，铜镉渣进一步综合回收有价金属。本发明解决了硫酸锌溶液净化过程中锌粉过量的难题，方法操作简单，实用，能够节省一半以上的电炉锌粉成本，经济效益显著。
Description
技术领域
本发明属于硫酸锌溶液净化生产技术领域，具体涉及一种降低硫酸锌溶液净化过程中锌粉耗量的方法。
背景技术
在传统锌湿法冶炼过程中，一般采用锌粉置换法脱除硫酸锌溶液中的杂质铜、镉，置换反应为：CuSO4+ Zn= ZnSO4+ Cu，CdSO4+ Zn= ZnSO4+ Cd。置换反应所选用的锌粉分为电炉锌粉和喷吹锌粉，两种均有工业化应用，但电炉锌粉更具有优势：①电炉锌粉粒度细，单位重量的颗粒数约为喷吹锌粉的60倍，因而表面积大，反应速度快，活性强，使其耗量比喷吹锌粉少；②电炉锌粉含铅、锑等杂质元素，对净化除杂具有促进作用；③电炉锌粉用原矿或锌焙砂直接制取，流程短，成本比喷吹锌粉低很多。
在生产实践中，电炉锌粉的用量尽管比喷吹锌粉的少，但仍然需要理论量的2～3倍，才能保证置换后镉含量小于20mg/L，一般计算公式为：电炉锌粉量（g/L）=1.5×Cd含量（g/L）+2×Cu含量（g/L）。锌粉过量的原因是：①被置换的铜、镉与锌形成合金，而这些合金与锌的电位差比铜、镉单质与锌的电位差小得多，因而大大地降低其热力学推动力；②锌粉置换时，固-液间的附面层成为整个过程的控制环节，升温和搅拌也难以解决，因而只有多加锌粉来提高反应速度。
发明内容
本发明的目的是针对上述电炉锌粉消耗量大的问题，提出一种降低硫酸锌溶液净化过程中锌粉耗量的方法，该方法操作简单，实用，能够节省一半以上的电炉锌粉成本，经济效益显著。
本发明的目的通过以下工艺步骤来实现：
①在搅拌状态下，将硫酸锌溶液的中上清液加热至50～60℃；
②将溶液的pH值调整在1～4.5；
③加入置换反应所需理论量的电炉锌粉，脱除溶液中的铜和镉，反应时间为30～60min；
④反应后，过滤溶液，得到除铜镉液和铜镉渣，除铜镉液送至深度净化除钴镍段处理，铜镉渣进一步综合回收有价金属。
步骤①中所述的中上清液为湿法炼锌系统浸出段产出的待送至净化段进行深度净化处理的合格溶液。
步骤②中用来调整pH值的物料为硫酸、锌系统电解产出的废电解液、醋酸、硝酸、磷酸中的任何一种。
步骤③中所述的电炉锌粉的粒度为100～400目，其中的金属锌含量大于80wt%，并夹带有氧化锌，以及铅、锑杂质。
本发明的有益技术效果是：通过添加活化剂来调整溶液的pH值以及相应的配套技术方法，彻底解决硫酸锌溶液净化过程中锌粉过量的难题，将锌粉的消耗量减少一半以上，经济效益显著，操作简单，实用；加活化剂破坏了电炉锌粉表面的氧化锌附面层，减少铜、镉与锌合金的形成，提高了反应速度和电炉锌粉的利用效率，实现了理论量的电炉锌粉即可脱除溶液中的铜、镉。
附图说明
图１是本发明的原则工艺流程图。
具体实施方式
结合实例对本发明作进一步详细说明，但本发明不限于实施例。
实施例1：
①取某冶炼厂湿法炼锌系统浸出段产出的硫酸锌溶液的中上清液4L，pH=5～5.4，主要成分为：Zn 120.56g/L，Cu 168.23mg/L，Cd 1560mg/L，Co 2.14mg/L，Ni 2.04 mg/L，As 0.17mg/L，Sb 0.53mg/L，F 150.31 mg/L，Cl 425.78mg/L。在搅拌状态下，将中上清液加热至50～60℃。
②加入锌系统电解产出的废电解液（也可加入醋酸、硝酸或磷酸），控制溶液pH=1.5。
③缓慢加入置换反应所需理论量的365目电炉锌粉5.14g，电炉锌粉中的金属锌含量为86%。反应时间为30min。
④反应结束后，过滤溶液，得到除铜镉液和铜镉渣。除铜镉液中含Cu 0.26mg/L，Cd 16.01mg/L，送至深度净化除钴镍段处理；铜镉渣中含Cu 5.78%、Cd 50.56%、Zn 20.91%，可进一步综合回收锌、铜、镉。经计算，上述置换过程中，铜的脱出率为99.85%，镉的脱出率为98.97%。
实施例2：
①取某冶炼厂湿法炼锌系统浸出段产出的硫酸锌溶液的中上清液4L，pH=5～5.4，主要成分为：Zn 125.89g/L，Cu 350.91mg/L，Cd 2180mg/L，Co 1.97mg/L，Ni 2.33 mg/L，As 0.14mg/L，Sb 0.46mg/L，F 145.28 mg/L，Cl 480.16mg/L。在搅拌状态下，将中上清液加热至50～60℃。
②加入硫酸，控制溶液pH=4.5。
③缓慢加入置换反应所需理论量的120目电炉锌粉7.63g，电炉锌粉中的金属锌含量为87%。反应时间为55min。
④反应结束后，过滤溶液，得到除铜镉液和铜镉渣。除铜镉液中含Cu 0.13mg/L，Cd 19.28mg/L，送至深度净化除钴镍段处理；铜镉渣中含Cu 9.43%、Cd 52.61%、Zn 18.39%，可进一步综合回收锌、铜、镉。经计算，上述置换过程中，铜的脱出率为99.96%，镉的脱出率为99.12%。
Claims (4)
1.一种降低硫酸锌溶液净化过程中锌粉耗量的方法，其特征在于它包含如下步骤：
①在搅拌状态下，将硫酸锌溶液的中上清液加热至50～60℃；
②将溶液的pH值调整在1～4.5；
③加入置换反应所需理论量的电炉锌粉，脱除溶液中的铜和镉，反应时间为30～60min；
④反应后，过滤溶液，得到除铜镉液和铜镉渣，除铜镉液送至深度净化除钴镍段处理，铜镉渣进一步综合回收有价金属。
2.根据权利要求1所述的降低硫酸锌溶液净化过程中锌粉耗量的方法，其特征在于：步骤①中所述的中上清液为湿法炼锌系统浸出段产出的待送至净化段进行深度净化处理的合格溶液。
3.根据权利要求1所述的降低硫酸锌溶液净化过程中锌粉耗量的方法，其特征在于：步骤②中用来调整pH值的物料为硫酸、锌系统电解产出的废电解液、醋酸、硝酸、磷酸中的任何一种。
4.根据权利要求1所述的降低硫酸锌溶液净化过程中锌粉耗量的方法，其特征在于：步骤③中所述的电炉锌粉的粒度为100～400目，其中的金属锌含量大于80wt%，并夹带有氧化锌，以及铅、锑杂质。
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