CN105861832A - 一种湿法炼锌净化除杂方法 - Google Patents

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Abstract

一种湿法炼锌净化除杂方法，将锰和锌按质量比1：（1~9）混合在一起，用非金属研磨机研磨，经筛分得锌锰合金粉；该锌锰合金粉可直接加入弱酸性硫酸锌溶液中，净化效果好，比直接使用普通锌粉节约20%左右，该锌锰合金粉制备过程简单，制备成本与普通锌粉一样，同时又兼具电解锌系统为保护铅阳极板而补锰的作用。

Description

一种湿法炼锌净化除杂方法
技术领域
本发明属于湿法炼锌技术领域，具体涉及一种湿法炼锌净化除杂方法。
背景技术
湿法炼锌生产过程中，大量使用锌粉净化分离、除去其他有害金属杂质如：Cu、Cd、Co、Ni、As、Sb、Ge等等。由于这些有价金属性质各异，在使用锌粉置换除杂的过程中，需要过量加入锌粉，像净化Co、Ni时锌粉用量需要达到理论用量的200倍左右，使电解锌生产成本居高不下，许多企业被迫投入巨大的人力、物力，研究如何降低锌粉消耗。电炉锌粉、蒸馏锌粉、超声波净化工艺等等发明创造，都是旨在提高锌粉的活性，增加其反应速度，虽然取得一定的效果，但电解锌生产成本却没有明显下降。
发明内容
本发明的目的就在于为解决湿法炼锌净化锌粉消耗高、成本高的缺陷，提供一种低成本的湿法炼锌净化除杂方法。
本发明的目的是以下述技术方案实现的：
一种湿法炼锌净化除杂方法，包括以下步骤：
（1）将锰与锌按质量比1：（1~9）混合均匀；
（2）将步骤（1）混合物放入非金属研磨机进行研磨；过筛得到锌锰合金粉；
（3）将步骤（2）获得的锌锰合金粉加入硫酸锌溶液中，在pH 4.5-5.4、温度60-95℃条件下进行净化除杂。
步骤（1）中的锰为电解锰或金属锰，锌为金属锌。
所述步骤（2）过60-100目筛。
步骤（3）净化除杂时间为90-120min
本发明将锰和锌按质量比1：（1~9）混合在一起，用非金属研磨机研磨，经筛分得锌锰合金粉；该锌锰合金粉可直接加入弱酸性硫酸锌溶液中，净化效果好，比直接使用普通锌粉节约20%左右，该锌锰合金粉制备过程简单，制备成本与普通锌粉一样，同时又兼具电解锌系统为保护铅阳极板而补锰的作用。
具体实施方式
实施例1
一种湿法炼锌净化除杂方法，包括以下步骤：
（1）将锰与锌按质量比1：（1~9）混合均匀；
（2）将步骤（1）混合物放入非金属研磨机进行研磨；过60-100目筛得到锌锰合金粉；使用非金属研磨机研磨避免混入铁离子，影响净化效果；
（3）将步骤（2）获得的锌锰合金粉加入硫酸锌溶液中，在pH 4.5-5.4、温度60-95℃条件下进行净化除杂，净化反应时间90-120min；反应时进行搅拌。
步骤（1）中的锰为电解锰碎片或金属锰粗颗粒，锌为金属锌粗颗粒或金属粗锌粉。
金属锰属于活泼金属，在含有其他金属杂质的弱酸性硫酸锌溶液中，金属锰同硫酸的反应速度快，也能起到置换其他金属的作用；锌锰合金粉中的锰快速反应后，使锌成蜂窝状，并裸露出新鲜的金属表面，提高了锌粉的活性及净化的效果，达到了降低锌粉消耗的目的。同时锰进入溶液，提高电解锌系统电解液的含锰量，起到保护铅阳极板的作用。
锰与酸反应式如下：
Mn＋2H -=Mn2+＋H2↑
锌锰合金粉中的锰起到与溶液反应和分散锌的双重作用，使锌粉在pH值4.5-5.4、温度60-95℃条件下达到良好的净化效果，反应时间90-120min，且制备成本低，无副作用，易于操作、经济实用。
实施例2
称取100g电解锰片与200g金属锌粗颗粒混合均匀加入非金属研磨机中反复研磨后，过80目筛筛分得250g合金锌粉；
取某湿法炼锌厂中间产品-中上清（即电解锌生产的净化前液）（成分见下表1）若干备用，加入上述合金锌粉进行净化，并与现场正在使用的普通锌粉200g做对比试验。
净化工艺条件：搅拌强度85转/分钟，pH值5.0，温度85℃，各取中上清1000ml，其中1#加入普通锌粉5g，2#加入锌锰合金锌粉4.0g，每组做3个平行试验，反应时间90分钟，真空抽滤后化验溶液，化验结果如表2。
表1 中上清成分（g/L）
表2 净化后溶液化验结果（mg/L）
从上表看出：锌锰合金粉用量4.0g/L时的净化效果好于普通锌粉用量5.0g/L时的净化效果，而且锰比锌价格低，使用锌锰合金粉起到了更好的降低生产成本的作用。
实施例3
称取100g金属锰粗颗粒与500g金属锌粗颗粒混合均匀加入非金属研磨机中反复研磨后，过80目筛筛分得550g合金锌粉；
取实施例2使用的中上清（成分见表1），加入上述合金锌粉进行净化，与现场正在使用的普通锌粉做对比试验。
净化工艺条件：搅拌强度85转/分钟，pH值4.8，温度88℃，各取中上清1000ml，其中1#加入普通锌粉5g，2#加入锌锰合金锌粉4.0g，每组做3个平行试验，反应时间90分钟，真空抽滤后化验溶液，化验结果如表3。
表3 净化后溶液化验结果（mg/L）
从上表看出：锌锰合金锌粉用量4.0g/l时的净化效果略差于普通锌粉用量5.0g/l时的净化效果，但用量基本达到了节约20%的效果。
实施例4
称取100g金属锰粗颗粒与900g金属锌粗颗粒混合均匀加入非金属研磨机中反复研磨后，过100目筛筛分得900g合金锌粉；
取实施例2使用的中上清（成分见表1），加入上述合金锌粉进行净化，与现场正在使用的普通锌粉做对比试验。
净化工艺条件：搅拌强度85转/分钟，pH值5.2，温度90℃，各取中上清1000ml，其中1#加入普通锌粉5g，2#加入锌锰合金锌粉5.0g，每组做3个平行试验，反应时间120分钟，真空抽滤后化验溶液，化验结果如表4。
表4 净化后溶液化验结果（mg/L）
从上表看出：锌锰合金锌粉用量5.0g/l时的净化效果好于普通锌粉用量5.0g/l时的净化效果，由于锰价格低于锌，因此节约了生产成本。
实施例5
称取100g金属锰粗颗粒与100g金属锌粗颗粒混合均匀加入非金属研磨机中反复研磨后，过60目筛筛分得180g合金锌粉；
取实施例2使用的中上清（成分见表1），加入上述合金锌粉进行净化，与现场正在使用的普通锌粉做对比试验。
净化工艺条件：搅拌强度85转/分钟，pH值4.5，温度70℃，各取中上清1000ml，其中1#加入普通锌粉5.0g，2#加入锌锰合金锌粉4.0g，每组做3个平行试验，反应时间100分钟，真空抽滤后化验溶液，化验结果如表5。
表5净化后溶液化验结果（mg/L）
从上表看出：锌锰合金锌粉用量4.0g/l时的净化效果好于普通锌粉用量5.0g/l时的净化效果，超过了节约20%的目的，节约了生产成本。
实施例6
称取100g金属锰粗颗粒与700g金属锌粗颗粒混合均匀加入非金属研磨机中反复研磨后，过80目筛筛分得740g合金锌粉；
取实施例2使用的中上清（成分见表1），加入上述合金锌粉进行净化，与现场正在使用的普通锌粉做对比试验。
净化工艺条件：搅拌强度85转/分钟，pH值5.4，温度95℃，各取中上清1000ml，其中1#加入普通锌粉5g，2#加入锌锰合金锌粉4.5g，每组做3个平行试验，反应时间110分钟，真空抽滤后化验溶液，化验结果如表6。
表6 净化后溶液化验结果（mg/L）
从上表看出：锌锰合金锌粉用量4.5g/l时的净化效果好于普通锌粉用量5.0g/l时的净化效果，。
实施例7
称取100g金属锰粗颗粒与400g金属锌粗颗粒混合均匀加入非金属研磨机中反复研磨后，过80目筛筛分得450g合金锌粉；
取实施例2使用的中上清（成分见表1），加入上述合金锌粉进行净化，与现场正在使用的普通锌粉做对比试验。
净化工艺条件：搅拌强度85转/分钟，pH值4.9，温度60℃，各取中上清1000ml，其中1#加入普通锌粉5g，2#加入锌锰合金锌粉4.0g，每组做3个平行试验，反应时间100分钟，真空抽滤后化验溶液，化验结果如表7。
表7 净化后溶液化验结果（mg/L）
从上表看出：锌锰合金锌粉用量4.0g/l时的净化效果与普通锌粉用量5.0g/l时的净化效果相当。

Claims (4)

1.一种湿法炼锌净化除杂方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将锰与锌按质量比1：（1~9）混合均匀；
（2）将步骤（1）混合物放入非金属研磨机进行研磨；过筛得到锌锰合金粉；
（3）将步骤（2）获得的锌锰合金粉加入硫酸锌溶液中，在pH 4.5-5.4、温度60-95℃条件下进行净化除杂。
2.如权利要求1所述的湿法炼锌净化除杂方法，其特征在于步骤（1）中的锰为电解锰或金属锰，锌为金属锌。
3.如权利要求1所述的湿法炼锌净化除杂方法，其特征在于所述步骤（2）过60-100目筛。
4.如权利要求1所述的湿法炼锌净化除杂方法，其特征在于步骤（3）净化除杂时间为90-120min。
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