CN106756025A - 一种利用湿法炼锌净化渣脱除氧化锌浸出液中杂质的方法 - Google Patents

一种利用湿法炼锌净化渣脱除氧化锌浸出液中杂质的方法 Download PDF

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于红卫
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Abstract

一种利用湿法炼锌净化渣脱除氧化锌浸出液中杂质的方法，利用中间物料净化渣作为原料，包括该方法包括以下步骤：（1）净化渣浆化；（2）置换除杂：脱出杂质，净化渣中的单质锌与氧化锌浸出液中的杂质进行置换反应，反应温度为70℃~75℃，pH为4.5~5.0，反应时间为1~2个小时；（3）固液分离：得到置换液和置换渣。本发明利用湿法炼锌系统自产的中间物料，在投入成本极少、运行成本极低的情况下，实现氧化锌浸出液中杂质的开路去除，保证湿法系统硫酸锌溶液的质量，提高湿法炼锌的经济效益。

Description

一种利用湿法炼锌净化渣脱除氧化锌浸出液中杂质的方法
技术领域
本发明涉及锌冶炼综合回收利用领域，尤其是涉及一种利用湿法炼锌净化渣脱除氧化锌浸出液中杂质的方法。
背景技术
在湿法炼锌企业中，随着氧化锌处理量的增加，氧化锌浸出液杂质升高，其湿法系统硫酸锌溶液中会存在不同程度的杂质累积，随着杂质的富集，现有净化脱除困难，新液质量难以得到保证，造成电锌品质下降。
目前，炼锌企业为防止氧化锌浸出液中杂质偏高，影响新液质量，采用以下两种方法除杂，一是锌粉置换法，二是单宁酸沉锗法，即添加单宁酸，使锗离子与之作用而生成难溶物而去除。其中有专利号为201210172908的专利是湿法炼锌锌液净化工艺及锌液净化中的锌粉置换方法，提供了一种利用锌粉置换锌液中铜、镉、钴、镍等杂质的方法；专利号为201620259059的专利提供了一种分级制备单宁酸沉锗剂的装置，是一种利用该装置，与含锗硫酸锌溶液进行反应去除杂质锗的方法；专利号201610620654的专利是一种氧化锌回收利用方法，提供了氧化锌浸出液的净化步骤，包括单宁酸沉锗、中和除杂、中和滤渣洗涤、中和滤液除铁、除铁后滤液净化等步骤。这些从硫酸锌溶液中脱除杂质的方法都需要较大的投入和较高的运行成本，且需增加额外的工艺步骤，不利于提高企业的经济效益。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种工艺简单，低成本，高效率的利用湿法炼锌净化渣脱除氧化锌浸出液中杂质的方法，该方法利用湿法炼锌系统自产的中间物料，利用净化渣中含单质锌高的特点，无需额外加入新物料，可以在投入成本极少、运行成本极低的情况下，实现氧化锌浸出液中杂质的开路去除，保证湿法系统硫酸锌溶液的质量。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种利用湿法炼锌净化渣脱除氧化锌浸出液中杂质的方法，该方法包括以下步骤：
（1）净化渣浆化；
（2）置换除杂：脱出杂质，净化渣中的单质锌与氧化锌浸出液中的杂质进行置换反应，反应温度为70℃~75℃，pH为4.5~5.0，反应时间为1~2个小时；
（3）固液分离：得到置换液和置换渣。
该方法还包括：置换液回送湿法炼锌主系统循环利用，置换渣送火法系统回收有价金属。
步骤（1）的具体操作为：净化渣按液固质量比为3~4：1的比例用水浆化，泵入氧化锌浸出液反应槽中。
步骤（1）的具体操作为：净化渣按液固质量比为3：1的比例用水浆化，泵入氧化锌浸出液反应槽中。
所述步骤（2）中，氧化锌浸出液反应槽通过蒸汽加温或者电升温。
所述杂质包括镉、以及铜、砷、锗、镍中的一种或几种。
控制液固质量比为3~4:1是基于整个流程的稳定性及合理性而最终确定的，当液固质量比低于3:1时，净化渣浆化不彻底，在泵入反应槽的过程中极易出现堵塞泵及管道的情况，当液固质量比高于4:1时，溶液中增加水的比重，经压滤后进入主系统会造成整个系统体积增加，不利于主系统体积平衡；最终，经实践操作改进，3~4:1为最佳液固质量比。
置换反应整个过程的温度控制在70~75℃，是因为，低于70℃，置换反应进行不完全，杂质脱除率降低，达不到杂质脱除效果，高于75℃，杂质的脱除率不会明显升高，此时升高温度，会造成能源的浪费。为节约能源，并最大限度的脱除杂质，我们选择70~75℃为整个置换反应的最佳温度范围。
pH设为4.5~5.0，是因为氧化锌浸出液的pH值为4.5~5.0，当调节酸度至pH低于4.5时，净化渣中的杂质会出现返溶浸出的现象，当调节酸度至pH高于5.0时，氧化锌浸出液中的锌离子会部分析出成结晶状态，液固分离时会造成锌的流失。
反应时间为1~2个小时，低于1小时，置换反应进行不完全，达不到杂质脱除效果，高于2小时，杂质的脱除率不会明显升高，此时延长反应时间，不利于整个置换流程，造成资源浪费。
本发明一种利用湿法炼锌净化渣脱除氧化锌浸出液中杂质的方法的工作原理及使用方法是：
本发明主要涉及的化学反应式为：
CdSO4 + Zn = Cd↓+ ZnSO4；
As2(SO4)3 + 3Zn = 2 As↓+ 3ZnSO4；
Ge(SO4)2 + 2Zn = Ge↓+ 2ZnSO4；
CuSO4 + Zn = Cu↓+ ZnSO4；
NiSO4 + Zn = Ni↓+ ZnSO4；
本发明的有益效果：
与传统锌粉置换相比，本发明的净化剂是湿法炼锌系统自产的中间渣料，根据湿法炼锌净化渣含单质锌高的特点，采用常规净化技术条件，让净化渣中单质锌与溶液中的杂质离子发生置换反应，最终将杂质从离子态置换为单质态，杂质的总置换率高达90%以上，达到脱除杂质的目的，也最大程度地保证了湿法系统硫酸锌溶液的质量，处理成本显著降低，与传统锌粉置换工艺的处理成本相比，本发明浸出液的处理成本降低了70元/m3，仅为传统锌粉置换工艺的22%；
净化时进入溶液中的锌离子正是电锌系统需要的，不会带入其它有害杂质；
该方法利用湿法系统中自产的中间渣料以及现有的工艺，只需一个反应槽和一台压滤机，即可实现氧化锌浸出液中杂质的脱除，有别于传统的锌粉除杂方法；
本发明是在综合回收有价金属的同时附带实现杂质的脱除目标，无需额外投资，在投入成本极少、运行成本极低的情况下，实现氧化锌浸出液中杂质的开路去除，保证湿法系统硫酸锌溶液的质量，提高企业的经济效益；此外，本发明还符合国家倡导的循环经济物尽其用的产业政策。
附图说明
图1—为本发明一种利用湿法炼锌净化渣脱除氧化锌浸出液中杂质的方法的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
参照图1，本实施例的一种利用湿法炼锌净化渣脱除氧化锌浸出液中杂质的方法，该方法包括以下步骤：
一种利用湿法炼锌净化渣脱除氧化锌浸出液中杂质的方法，该方法包括以下步骤：
（1）净化渣浆化；
（2）置换除杂：脱出杂质，净化渣中的单质锌与氧化锌浸出液中的杂质进行置换反应，反应温度为70℃，pH为5.0，反应时间为1个小时；
（3）固液分离：得到置换液和置换渣。
步骤（1）的具体操作为：净化渣按液固质量比为3:1的比例用水浆化，泵入氧化锌浸出液反应槽中。
该方法还包括：置换液回送湿法炼锌主系统循环利用，置换渣送火法系统回收有价金属。
所述步骤（2）中，氧化锌浸出液反应槽通过蒸汽加温。
所述杂质包括镉、以及铜、砷、锗、镍这几种。
6t净化渣，其化学成分为：Zn 60%、有效Zn 55%、Cd 5%、Cu 3%、As 1%、Ge1%、Ni1%；将净化渣按液固质量比为3:1的比例用水浆化，然后泵入氧化锌浸出液反应槽；脱除杂质，按常规净化工艺条件进行杂质脱除，控制温度70℃，pH值为5.0，化学反应时间1小时；经过上述时间的脱除，净化渣中单质锌与氧化锌浸出液中杂质进行置换反应，最终杂质从离子态置换为单质态，沉淀出来；固液分离后，得到置换液和置换渣，杂质以单质态留在置换渣中，达到杂质脱除目的，其中杂质的总置换率达到95%，其中，Cd的置换率为96%，Cu的置换率为92%，As的置换率为99%，Ge的置换率为78%，Ni的置换率为45%。
实施例2
参照图1，实施例2的一种利用湿法炼锌净化渣脱除氧化锌浸出液中杂质的方法，与实施例1相比，存在以下不同：
置换除杂：脱出杂质，净化渣中的单质锌与氧化锌浸出液中的杂质进行置换反应，反应温度为73℃，pH为4.5，反应时间为1个小时。
步骤（1）的具体操作为：净化渣按液固质量比为4:1的比例用水浆化，泵入氧化锌浸出液反应槽中。
6t净化渣，其化学成分为：Zn 60%、有效Zn 55%、Cd 5%、Cu 3%、As 1%、Ge1%、Ni1%；将净化渣按液固质量比为3:1的比例用水浆化，然后泵入氧化锌浸出液反应槽；脱除杂质，按常规净化工艺条件进行杂质脱除，控制温度73℃，pH值为4.5，化学反应时间1小时；经过上述时间的脱除，净化渣中单质锌与氧化锌浸出液中杂质进行置换反应，最终杂质从离子态置换为单质态，沉淀出来；固液分离后，得到置换液和置换渣，杂质以单质态留在置换渣中，达到杂质脱除目的，其中杂质的总置换率达到93%，其中，Cd的置换率为93%，Cu的置换率为89%，As的置换率为93%，Ge的置换率为69%，Ni的置换率为40%。
实施例3
参照图1，实施例3的一种利用湿法炼锌净化渣脱除氧化锌浸出液中杂质的方法，与实施例1相比，存在以下不同：
置换除杂：脱出杂质，净化渣中的单质锌与氧化锌浸出液中的杂质进行置换反应，反应温度为70℃，pH为5.0，反应时间为2个小时。
步骤（1）的具体操作为：净化渣按液固质量比为3:1的比例用水浆化，泵入氧化锌浸出液反应槽中。
6t净化渣，其化学成分为：Zn 60%、有效Zn 55%、Cd 5%、Cu 3%、As 1%、Ge1%、Ni1%；将净化渣按液固质量比为4:1的比例用水浆化，然后泵入氧化锌浸出液反应槽；脱除杂质，按常规净化工艺条件进行杂质脱除，控制温度70℃，pH值为5.0，化学反应时间2小时；经过上述时间的脱除，净化渣中单质锌与氧化锌浸出液中杂质进行置换反应，最终杂质从离子态置换为单质态，沉淀出来；固液分离后，得到置换液和置换渣，杂质以单质态留在置换渣中，达到杂质脱除目的，其中杂质的总置换率达到92%，其中，Cd的置换率为92%，Cu的置换率为87%，As的置换率为92%，Ge的置换率为69%，Ni的置换率为36%。
以上实施例的内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种利用湿法炼锌净化渣脱除氧化锌浸出液中杂质的方法，利用中间物料净化渣作为原料，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）净化渣浆化；
（2）置换除杂：脱出杂质，净化渣中的单质锌与氧化锌浸出液中的杂质进行置换反应，反应温度为70℃~75℃，pH为4.5~5.0，反应时间为1~2个小时；
（3）固液分离：得到置换液和置换渣。
2.如权利要求1所述利用湿法炼锌净化渣脱除氧化锌浸出液中杂质的方法，其特征在于，该方法还包括：置换液回送湿法炼锌主系统循环利用，置换渣送火法系统回收有价金属。
3.如权利要求1或2所述利用湿法炼锌净化渣脱除氧化锌浸出液中杂质的方法，其特征在于，步骤（1）的具体操作为：净化渣按液固质量比为3~4：1的比例用水浆化，泵入氧化锌浸出液反应槽中。
4.如权利要求3所述利用湿法炼锌净化渣脱除氧化锌浸出液中杂质的方法，其特征在于，步骤（1）的具体操作为：净化渣按液固质量比为3：1的比例用水浆化，泵入氧化锌浸出液反应槽中。
5.如权利要求1或2所述利用湿法炼锌净化渣脱除氧化锌浸出液中杂质的方法，其特征在于，所述步骤（2）中，氧化锌浸出液反应槽通过蒸汽加温或者电升温。
6.如权利要求1或2所述利用湿法炼锌净化渣脱除氧化锌浸出液中杂质的方法，其特征在于，所述杂质包括镉、以及铜、砷、锗、镍中的一种或几种。
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