CN104630471A - 一种加压脱除硫酸锌溶液镁离子的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种加压脱除硫酸锌溶液镁离子的方法及其装置，属于有色冶金领域，本发明将含镁(Mg2+12-65g/L)硫酸锌溶液加入到压力罐体中，利用加压装置将压强提高至0.5-4.5MPa；将硫酸溶液温度提高到120-250℃；加入硫酸镁晶种后，保持温度在120-250℃，进行浓缩沉降0.5-6小时，使硫酸锌溶液镁离子进行有效脱除，保持湿法锌冶金过程镁离子的平衡。本发明在不改变现有湿法炼锌流程的情况下，在湿法炼锌过程中将溶液中镁离子高效脱除，避免产出中和沉锌渣，同时，本发明还具有生产运行整体成本低、操作简便的优势。
Description
技术领域
本发明涉及一种在湿法炼锌过程中将溶液中镁离子高效脱除的方法，属于有色冶金领域，具体公开了一种加压脱除硫酸锌溶液镁离子的方法及其装置。
背景技术
在湿法炼锌过程中，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。
国外有些湿法炼锌厂，当硫化锌精矿含镁高于0.6%时，采用稀硫酸洗涤法除去镁，使镁以硫酸镁进入到洗涤液中排出。这种方法能有效地去除硫化锌精矿中的镁。但由于增加了一个工艺过程，仍然会带来金属的损耗，如果硫化锌精矿含有氧化锌、碳酸锌时，这部分锌也在酸洗时进入到酸洗液中，造成回收困难。
工业生产中，多采用鼓风式空气冷却塔，冷却经净化后的新液，新液从50℃以上，在冷却塔内降至40～45℃时放置在大型的新液储槽内，自然缓慢冷却，镁盐生成结晶，在储槽内壁和槽底沉积，随着时间的增加，储槽内壁四周和槽底形成块状的结晶物。定期清除结晶物，以达到除去钙镁的目的。也有的将新液与废液混合加入到空气冷却塔共同冷却，硫酸镁结晶在冷却塔内或在塔底集液池中析出。还有的厂用部分废液生产硫酸锌，从而镁通过硫酸锌副产品部分开路。但这些方法除钙镁都不彻底，也有采用膜渗析法将阴、阳离子分开，仍然无法将镁与锌有效分离。
比较彻底的是中和法排镁，包括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。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种加压脱除硫酸锌溶液镁离子的方法及其装置，在不改变现有湿法炼锌流程的情况下，在湿法炼锌过程中将溶液中镁离子高效脱除，避免产出中和沉锌渣，同时，本发明还具有生产运行整体成本低、操作简便的优势。
为了达到上述目的，本发明提出如下技术方案：
一种加压脱除硫酸锌溶液镁离子的方法，具体步骤为：
1）将Mg2+ 浓度为12-65 g/L的硫酸锌溶液，从溶液加入口2加入到加压脱除硫酸锌溶液镁离子的浓缩装置中，利用加压装置将压强提高至0.5-4.5MPa；
2）利用加压装置将浓缩装置内的压强提高至0.5-4.5MPa后，通过加温装置将硫酸溶液温度提高到120-250℃，由浓缩装置的晶种加入口3加入硫酸盐晶种，保持温度在120-250℃，进行浓缩沉降0.5-6小时；
3）浓缩沉降完成后，在0.5-4.5 Mpa的压强状态下快速将浓缩上清液由上清液排放口5排出，送到湿法锌流程；
4）浓缩底流由底流排放口7放出进行过滤，滤液返回到加压装置再次处理，滤渣采用反火法系统进行处理。
作为优选，在步骤2）中，保持溶液150-250℃的温度使硫酸锌溶液中的Mg2+沉降。
作为优选，浓缩沉降过程中加入硫酸镁晶种，促进溶液中镁离子的析出沉降。
所述的浓缩装置主要由浓缩罐体1、溶液加入口2、晶种加入口3、排气口4、上清液排放口5、圆锥沉降槽6、底流排放口7和支架8组成；所述的浓缩罐体1为密闭罐压力罐体，下方设置有圆锥沉降槽6，所述的圆锥沉降槽6的沉降槽锥体角度为40-55°，溶液加入口2位于浓缩罐体1的上部，晶种加入口3和排气口4设置在浓缩罐体1的顶部，上清液排放口5位于浓缩罐体1的中下部，底流排放口7设置在圆锥沉降槽6的底部，支架8设置在浓缩罐体1的底部。
作为优选，所述的上清液排放口5位于浓缩罐体1中下部的三分之一处。
本发明的有益效果：本发明在不改变现有湿法炼锌流程的情况下，保持湿法锌冶金过程镁离子的平衡，在湿法炼锌过程中将溶液中镁离子高效脱除，避免产出中和沉锌渣，同时，本发明还具有生产运行整体成本低、操作简便的优势。
附图说明
图1为本发明方法的工艺流程图；
图2为本发明加压脱除硫酸锌溶液镁离子的装置结构图；
图中，1-浓缩罐体、2-溶液加入口、3-晶种加入口、4-排气口、5-上清液排放口、6-圆锥沉降槽、7-底流排放口和、8-支架。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种加压脱除硫酸锌溶液镁离子的方法，具体步骤为：
1）将Mg2+ 浓度为12-65 g/L的硫酸锌溶液，从溶液加入口2加入到加压脱除硫酸锌溶液镁离子的浓缩装置中，利用加压装置将压强提高至0.5-4.5MPa；
2）利用加压装置将浓缩装置内的压强提高至0.5-4.5MPa后，通过加温装置将硫酸溶液温度提高到120-250℃，由浓缩装置的晶种加入口3加入硫酸盐晶种，保持温度在120-250℃，进行浓缩沉降0.5-6小时；
3）浓缩沉降完成后，在0.5-4.5Mpa的压强状态下快速将浓缩上清液由上清液排放口5排出，送到湿法锌流程；
4）浓缩底流由底流排放口7放出进行过滤，滤液返回到加压装置再次处理，滤渣采用反火法系统进行处理。
作为优选，在步骤2）中，保持溶液150-250℃的温度使硫酸锌溶液中的Mg2+沉降。
作为优选，浓缩沉降过程中加入硫酸镁晶种，促进溶液中镁离子的析出沉降。
参见附图2所示，加压脱除硫酸锌溶液镁离子的浓缩装置由浓缩罐体1、溶液加入口2、晶种加入口3、排气口4、上清液排放口5、圆锥沉降槽6、底流排放口7和支架8组成；所述的浓缩罐体1为密闭罐压力罐体，下方设置有圆锥沉降槽6，溶液加入口2位于浓缩罐体1的上部，晶种加入口3和排气口4设置在浓缩罐体1的顶部，上清液排放口5位于浓缩罐体1的中下部，底流排放口7设置在圆锥沉降槽6的底部，支架8设置在浓缩罐体1的底部。
作为优选，所述的浓缩装置主要由浓缩罐体1、溶液加入口2、晶种加入口3、排气口4、上清液排放口5、圆锥沉降槽6、底流排放口7和支架8组成；所述的浓缩罐体1为密闭罐压力罐体，下方设置有圆锥沉降槽6，圆锥沉降槽6的沉降槽锥体角度为40-55°，溶液加入口2位于浓缩罐体1的上部，晶种加入口3和排气口4设置在浓缩罐体1的顶部，上清液排放口5位于浓缩罐体1的中下部的三分之一处，底流排放口7设置在圆锥沉降槽6的底部，支架8设置在浓缩罐体1的底部。
实施例1
一种加压脱除硫酸锌溶液镁离子的方法，具体步骤为：
1）将Mg2+ 浓度为12-65 g/L的硫酸锌溶液，从溶液加入口2加入到加压脱除硫酸锌溶液镁离子的浓缩装置中，利用加压装置将压强提高至0.5MPa；
2）利用加压装置将浓缩装置内的压强提高至0.5 MPa后，通过加温装置将硫酸溶液温度提高到120℃，由浓缩装置的晶种加入口3加入硫酸盐晶种，保持温度在120℃，进行浓缩沉降0.5小时；
3）浓缩沉降完成后，在0.5 Mpa的压强状态下快速将浓缩上清液由上清液排放口5排出，送到湿法锌流程；
4）浓缩底流由底流排放口7放出进行过滤，滤液返回到加压装置再次处理，滤渣采用反火法系统进行处理。
实施例2
一种加压脱除硫酸锌溶液镁离子的方法，具体步骤为：
1）将Mg2+ 浓度为12-65 g/L的硫酸锌溶液，从溶液加入口2加入到加压脱除硫酸锌溶液镁离子的浓缩装置中，利用加压装置将压强提高至4.5MPa；
2）利用加压装置将浓缩装置内的压强提高至4.5 MPa后，通过加温装置将硫酸溶液温度提高到250℃，由浓缩装置的晶种加入口3加入硫酸盐晶种，保持温度在250℃，进行浓缩沉降6小时；
3）浓缩沉降完成后，在4.5Mpa的压强状态下快速将浓缩上清液由上清液排放口5排出，送到湿法锌流程；
4）浓缩底流由底流排放口7放出进行过滤，滤液返回到加压装置再次处理，滤渣采用反火法系统进行处理。
实施例3：
作为优选，一种加压脱除硫酸锌溶液镁离子的方法，具体步骤为：
1）将Mg2+ 浓度为12-65 g/L的硫酸锌溶液，从溶液加入口2加入到加压脱除硫酸锌溶液镁离子的浓缩装置中，利用加压装置将压强提高至2.5MPa；
2）利用加压装置将浓缩装置内的压强提高至2.5 MPa后，通过加温装置将硫酸溶液温度提高到150℃，由浓缩装置的晶种加入口3加入硫酸镁晶种，保持温度在150℃，进行浓缩沉降3小时；
3）浓缩沉降完成后，在2.5Mpa的压强状态下快速将浓缩上清液由上清液排放口5排出，送到湿法锌流程；
4）浓缩底流由底流排放口7放出进行过滤，滤液返回到加压装置再次处理，滤渣采用反火法系统进行处理。
采用本申请所记载的技术方案在湿法炼锌过程中将溶液中镁离子高效脱除，实现溶液中的镁离子有效脱除，减少生产过程中中和沉锌渣的产出。中和沉锌渣由原来未使用该系统前的10吨，降低至使用该方法和装置后的3吨，一种加压脱除硫酸锌溶液镁离子的方法可提高镁离子70%的脱除效率。
本发明在不改变现有湿法炼锌流程的情况下，保持湿法锌冶金过程镁离子的平衡，在湿法炼锌过程中将溶液中镁离子高效脱除，避免产出中和沉锌渣，同时，本发明还具有生产运行整体成本低、操作简便的优势。
最终，以上实施例和附图仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (5)
1.一种加压脱除硫酸锌溶液镁离子的方法，其特征在于，具体步骤为：
1）将Mg2+ 浓度为12-65 g/L的硫酸锌溶液，从溶液加入口（2）加入到加压脱除硫酸锌溶液镁离子的浓缩装置中，利用加压装置将浓缩装置内的压强提高至0.5-4.5MPa；
2）利用加压装置将浓缩装置内的压强提高至0.5-4.5MPa后，通过加温装置将硫酸溶液温度提高到120-250℃，由浓缩装置的晶种加入口（3）加入硫酸盐晶种，保持温度在120-250℃，进行浓缩沉降0.5-6小时；
3）浓缩沉降完成后，在0.5-4.5 Mpa的压强状态下快速将浓缩上清液排出，送到湿法锌流程；
4）将浓缩底流进行过滤，滤液返回到加压装置再次处理，滤渣采用反火法系统进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种加压脱除硫酸锌溶液镁离子的方法，其特征在于：在步骤2）中，保持溶液150-250℃的温度使硫酸锌溶液中的Mg2+沉降。
3.根据权利要求1所述的一种加压脱除硫酸锌溶液镁离子的方法，其特征在于：浓缩沉降过程中加入促进溶液中镁离子析出沉降的硫酸镁晶种。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的加压脱除硫酸锌溶液镁离子方法中的浓缩装置，其特征在于：所述的浓缩装置主要由浓缩罐体（1）、溶液加入口（2）、晶种加入口（3）、排气口（4）、上清液排放口（5）、圆锥沉降槽（6）、底流排放口（7）和支架（8）组成；所述的浓缩罐体（1）为密闭罐压力罐体，下方设置有圆锥沉降槽（6），所述的圆锥沉降槽（6）的沉降槽锥体角度为40-55°，溶液加入口（2）位于浓缩罐体（1）的上部，晶种加入口（3）和排气口（4）设置在浓缩罐体（1）的顶部，上清液排放口（5）位于浓缩罐体（1）的中下部，底流排放口（7）设置在圆锥沉降槽（6）的底部，支架（8）设置在浓缩罐体（1）的底部。
5.根据权利要求4所述的一种加压脱除硫酸锌溶液镁离子的浓缩装置，其特征在于：所述的上清液排放口（5）位于浓缩罐体（1）中下部的三分之一处。
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- 2015-03-01 CN CN201510091055.2A patent/CN104630471B/zh active Active
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