CN1071714A

CN1071714A - 一种由粗锌制取纯锌的电解精炼法

Info

Publication number: CN1071714A
Application number: CN91109764A
Authority: CN
Inventors: 徐鑫坤
Original assignee: KUNMING POLYTECHNIC COLLEGE
Current assignee: KUNMING POLYTECHNIC COLLEGE; Kunming University of Science and Technology
Priority date: 1991-10-14
Filing date: 1991-10-14
Publication date: 1993-05-05

Abstract

用电解精炼法由粗锌制取纯锌。本发明是以粗锌(Zn93～98％)为原料，并浇铸为阳极。通过电解而得到阴极纯锌的电解精炼方法。本法以碳酸锌-硼酸(或磷酸或醋酸)为电解液，控制适当的电解条件，实行粗锌的弱酸中性电解精炼阴极产出1^#锌，经熔铸成锌锭产品阳级泥含Pb、Zn回收制取化工产品；熔铸浮渣含Zn，回收制取锌化工产品；残阳极返回铸阳极；废电解液经净化返回电解，实行闭路循环。

Description

本发明属于锌冶炼的粗金属提纯领域，即用粗锌为阳极，铝板为阴极，在以硫酸锌-硼酸（或醋酸、磷酸）为电解液，通入直流电，在阴极上析出纯锌的电解精炼法。

为了由粗锌（皆由火法炼锌所产）制取纯锌，《无机化学试剂手册》（化学工业出版社、1958.8）及《冶金工业部长沙矿冶研究院，1983.8）分别提出了采用常规的H₂SO₄-ZnSO₄体系电解质的酸性电解（H₂SO₄50～80克/升）及中性电解（PH＝5～6），电解时的两极反应为：

存在的问题是：（1）在酸性电解中，锌的溶解速度大于其析出速度，并析出大量的氢气，使电解难于进行，并污染环境;（2）阴极析出锌结构疏松呈苔藓状，化学质量低;（3）电解液的净化比较困难;（4）中性电解的槽电压较高，致使电耗高，成本高。

本发明针对上述问题，提出一种以硼酸（或醋酸、磷酸）代替硫酸的弱酸中性电解精炼。本发明在于将粗锌浇铸成阳极，铝板为阴极，以硫酸锌-硼酸（或醋酸、磷酸）为电解液，在直流电的作用下，控制适当的电流密度、温度、PH进行电解精炼，在阴极上则析出纯锌。具有许多优点：（1）整个电解过程平稳，阴极放氢极少，酸雾小，对空气污染小;（2）所得阴极结构致密，烧板现象极少，基本无反溶;（3）剥锌容易;（4）电解液净化容易;（5）析出阴极锌质量可达1^＃锌;（6）溶液对设备的腐蚀小;（7）操作容易。

图1为本发明的工艺流程图。

本发明的内容及实施方法是，用粗锌（93～98%Zn）为原料，按电解要求浇铸成阳极，并加上耐酸布套，以厚4毫米的纯铝板为阴极，顶边联接导电铜棒，周边加橡皮或塑料包边，平行交替放于电解槽中，异极距为25～35毫米;电解溶液为Zn

浓度40～60克/升、硼酸（或醋酸、磷酸）5～20克/升、以流速为15～30升/分通过电解槽循环;保持溶液PH为3.5～5;通入直流电，电流密度为300～500安/米，槽电压为0.5～1.2伏，电解温度30～50℃，经24小时取出阴极剥离锌片后，浇铸成锌锭产品。当电解至阳极为原来的12～20%时取出阳极，换上新阳极。洗去残极上的极泥，残阳极则返回熔铸，阳极泥则回收锌、铅。定期抽出废电解液在空气中自然氧化，使Fe

变为

水解成Fe（OH）₃脱除Fe，再以-100～125目锌粉在45～50℃下置换脱除Cu、Cd，经过滤后，溶液返回电解。阳极泥用稀硫酸（100～110克/升）溶解，过滤后，溶液加锌粉脱去镉后，制取硫酸锌或氧化锌;硫酸铅渣直接用碳酸氨转化成白铅矿。溶铸浮渣单独处理，以氯化锌回收。电解过程指标：电效95～98%，电耗800～1500千瓦.小时/吨锌。阴极锌品位1^＃锌（Zn99.98～99.99%）。

实例1：云南省某地士法生产粗锌。

（1）原料成份：Zn99.72%、Pb0.90%、Cd0.002%、Fe0.039%、As0.0005%、其它为余数。

（2）阳极由粗锌熔铸而成，有效面积0.005米²，加上耐酸布套。阴极为4毫米的纯铝板，周边加塑料包边。

（3）电解液成份：Zn

浓度50克/升，硼酸5克/升，PH3.5～5。

（4）电解技术条件：电流密度300安/米²，电解温度50℃，异极距30毫米，阴、阳极各1片，电解液体积1000毫升，电解液循环量15升/分，电解时间8小时。

（5）结果与指标：槽电压1伏（平均），电效97.34%，电耗834竿千瓦.小时/吨锌，阳极泥率12.3%，阳极泥成份：Zn53.4%、Pb6.36%、Cd0.005%、As0.004%、Fe0.005%。

实例2：云南省某地土法生产粗锌。

（1）原料成份同例1。

（2）阴、阳极同例1。

（3）电解液组成同例1。

（4）技术条件：电流密度300安/米²，电解温度40℃，异极距30毫米，阴极片3片、阳极片4片，电解液总体积2000毫升，电解液循环量20升/分。

（5）结果与指标：槽电压1.75伏（平均），电效98.4%，电耗1456千瓦.小时/吨锌，阳极泥率12.24%，阳极泥成份：Zn45.06%、Pb10.9%、Cd0.098%、Fe0.07%、Cu0.008%，阴极锌成份：Zn99.99%、Pb0.001%、Fe0.001%、Cu0.003%.

Claims

1、一种由粗锌电解精炼制取纯锌的方法，采弱酸用中性电解，其特征在于将粗锌浇铸成阳极，铝板为阴极，以硫酸锌--硼酸(或醋酸、磷酸)为电解液，在直流电的作用下，控制适当的电流密度、温度、PH、进行电解精炼，在阴极上则析出纯锌。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所处理的原料为粗锌（95～98%），并将粗锌按电解要求熔铸成锌阳极板。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所使用的电解液组成为：Zn浓度40～60克/升，硼酸（或醋酸、磷酸）5～20克/升，保持PH为3.5～5。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于控制电解技术条件为：电流密度300～500安/米²，电解温度30～50℃，不必另外加热和冷却，异极距25～35毫米，电解液循环量15～30升/分，阴极周期24小时。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于阴极采用厚4毫米的纯铝板，用铜棒作导电棒，其面极比阳极稍大，周边加包橡皮或塑料条，电解时，锌阳极加用耐酸布套。

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于定时抽出部分废电解液，在空气中自燃氧化脱除铁，再以-100～120目之锌粉，在40～50℃下置换沉淀镉、铜，过滤后，溶液返电解。