CN107904414A - 一种硫酸锌溶液中排镁的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于湿法锌冶炼技术领域。提供了一种硫酸锌溶液中排镁的方法，该方法包括：(1)向中浸上清液中加入钙粉进行反应，得到钙锌渣和沉锌后液；(2)将沉锌后液冷却至25‑30℃后加入石灰粉反应，调节pH为7‑8，在pH值没有下降后，继续反应2h后过滤，得到钙镁渣和沉镁后液；(3)向沉镁后液中加入钙锌渣进行反应，反应过程中控制pH为2‑3，在pH值没有上升后，继续反应2h后加入碳酸钙中和至pH为4‑5过滤，得到滤渣和滤液，滤渣为钙渣运送至渣场，滤液进入净化工序。该方法能有效降低镁含量，降低电能消耗，提高电解锌产量，且其排镁成本低，锌金属回收率高。
Description
技术领域
本发明属于湿法锌冶炼技术领域，具体地说，涉及一种硫酸锌溶液中排镁的方法。
背景技术
随着行业的发展，冶锌原料成分也更加复杂，对电解锌的质量及节能环保要求越来越高。湿法炼锌系统中，电解工序为主要的用能单位，电解锌的产量，直接影响着电解锌厂的生产成本。其中镁对槽电压有明显影响。传统的排镁方式有冷却结晶法、化学沉淀法等。其中冷却结晶法排镁效率低，且锌金属损失过大；化学沉淀法生产成本高，产生的石膏渣量大外销困难，堆存会带来很大的环保压力，同时造成大量锌金属和硫酸损失。显然，冷却结晶法、化学沉淀法已经不能满足生产需求。
发明内容
针对现有技术中上述的不足，本发明的目的在于提供一种硫酸锌溶液中排镁的方法，该方法能有效降低镁含量，降低电能消耗，提高电解锌产量，且其排镁成本低，锌金属回收率高。
为了达到上述目的，本发明采用的解决方案是：
一种硫酸锌溶液中排镁的方法，包括：
(1)向中浸上清液中加入钙粉进行反应，得到钙锌渣和沉锌后液；
(2)将沉锌后液冷却至25-30℃后加入石灰粉反应，调节pH为7-8，在pH值没有下降后，继续反应2h后过滤，得到钙镁渣和沉镁后液；
(3)向沉镁后液中加入钙锌渣进行反应，反应过程中控制pH为2-3，在pH值没有上升后，继续反应2h后加入碳酸钙中和至pH为4-5过滤，得到滤渣和滤液，滤渣为钙渣运送至渣场，滤液进入净化工序。
本发明提供的一种硫酸锌溶液中排镁的方法的有益效果是：
本发明提供的硫酸锌溶液中排镁的方法，通过各步骤之间的紧密配合，以及各步骤所涉及到的工艺参数之间协同配合，能够达到优异的降低镁含量的效果，保证电锌系统中镁含量处于低位水平，保证电锌产量，避免电能浪费。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例提供的一种硫酸锌溶液中排镁的方法进行具体说明。
一种硫酸锌溶液中排镁的方法，包括：
(1)向中浸上清液中加入钙粉进行反应，得到钙锌渣和沉锌后液。
需要说明的是，湿法锌冶炼浸出过程，是以稀硫酸溶液(主要是锌电解过程中产生的废电解液)做溶剂，将含焙砂中的锌及有价金属溶解进入溶液的过程。原料焙砂中除锌外，一般含有铁、铜、镉、钴、砷、锑、镍、锗及稀有金属元素。在浸出过程中，除锌进入溶液外，其它金属元素也会不同程度地溶解而随锌一起进入溶液。这些杂质会对锌电积过程产生不良影响，因此在电解以前必须把有害杂质尽可能除去。尤其是锌冶炼系统中的80％的镁在浸出时会进入溶液，镁在系统中流转累积含量越来越高，导致电解锌过程中槽电压升高。
在本实施例中，为了保证实验的顺利进行，通常对中浸上清液质量要求为：Zn含量在120-145g/L，Fe含量<20mg/L、pH值在5.2-5.4之间。
钙粉能够与中浸上清液中的锌离子发生反应，从而起到沉锌的作用。
(2)将沉锌后液冷却至25-30℃后加入石灰粉反应，调节pH为7-8，在pH值没有下降后，继续反应2h后过滤，得到钙镁渣和沉镁后液。
需要说明的是，在本步骤中，还包括：在冷却前，过滤沉锌后液，进一步提高沉锌后液的纯度；石灰粉的加入有利于与镁离子在碱性条件下生成氢氧化镁；为保证沉镁后液的含锌量≤1g/L，当pH值没有下降后，反应达到较为稳定的状态，此时再反应2h小时，有利于反应充分。需要说明的是，在本实施例中，石灰粉的粒径优选为1200-1400目，在该粒径范围内，由于石灰粉的比表面积大，其反应速度更快，反应更加充分。
(3)向沉镁后液中加入钙锌渣进行反应，反应过程中控制pH为2-3，在pH值没有上升后，继续反应2h后加入碳酸钙至pH为4-5过滤，得到滤渣和滤液，滤渣运送至渣场，滤液进入净化工序。
其中，反应过程中控制pH为2-3，使钙锌渣中的碱式硫酸锌重新成为硫酸锌返回系统；当pH值没有上升后，反应达到较为稳定的状态，此时再反应2h小时，有利于反应充分。碳酸钙的加入一方面能够起到调节pH的作用，另一方面没有杂质进入，确保pH为4-5得到最终稳定的滤渣和滤液。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供了一种硫酸锌溶液中排镁的方法，包括：。
(1)向中浸上清液中加入钙粉进行反应，得到钙锌渣和沉锌后液。；
(2)将过滤后的沉锌后液冷却至25℃后加入石灰粉反应，调节pH为7，在pH值没有下降后，继续反应2h后过滤，得到钙镁渣和沉镁后液；
(3)向沉镁后液中加入钙锌渣进行反应，反应过程中控制pH为2，在pH值没有上升后，继续反应2h后加入碳酸钙中和至pH为4过滤，得到滤渣和滤液，滤渣为钙渣运送至渣场，滤液进入净化工序。
实施例2
本实施例提供了一种硫酸锌溶液中排镁的方法，包括：。
(1)向中浸上清液中加入钙粉进行反应，得到钙锌渣和沉锌后液。；
(2)将过滤后的沉锌后液冷却至30℃后加入石灰粉反应，调节pH为8，在pH值没有下降后，继续反应2h后过滤，得到钙镁渣和沉镁后液；
(3)向沉镁后液中加入钙锌渣进行反应，反应过程中控制pH为3，在pH值没有上升后，继续反应2h后加入碳酸钙中和至pH为5过滤，得到滤渣和滤液，滤渣为钙渣运送至渣场，滤液进入净化工序。
实施例3
(1)向中浸上清液中加入钙粉进行反应，得到钙锌渣和沉锌后液；
(2)将过滤后的沉锌后液冷却至28℃后加入石灰粉反应，调节pH为7.5，在pH值没有下降后，继续反应2h后过滤，得到钙镁渣和沉镁后液；
(3)向沉镁后液中加入钙锌渣进行反应，反应过程中控制pH为2.5，在pH值没有上升后，继续反应2h后加入碳酸钙中和至pH为4.5过滤，得到滤渣和滤液，滤渣为钙渣运送至渣场，滤液进入净化工序。
对比例1
本对比例提供了一种硫酸锌溶液中排镁的方法，包括：
(1)向中浸上清液中加入钙粉进行反应，得到钙锌渣和沉锌后液；
(2)将过滤后的沉锌后液冷却至40℃后加入石灰粉反应，调节pH为7，在pH值没有下降后，继续反应2h后过滤，得到钙镁渣和沉镁后液；
(3)向沉镁后液中加入钙锌渣进行反应，反应过程中控制pH为2，在pH值没有上升后，继续反应2h后加入碳酸钙中和至pH为4过滤，得到滤渣和滤液，滤渣为钙渣运送至渣场，滤液进入净化工序。
对比例2
本对比例提供了一种硫酸锌溶液中排镁的方法，包括：
(1)向中浸上清液中加入钙粉进行反应，得到钙锌渣和沉锌后液；
(2)将过滤后的沉锌后液冷却至25℃后加入石灰粉反应，调节pH为9，在pH值没有下降后，继续反应2h后过滤，得到钙镁渣和沉镁后液；
(3)向沉镁后液中加入钙锌渣进行反应，反应过程中控制pH为1.5，在pH值没有上升后，继续反应2h后加入碳酸钙中和至pH为6过滤，得到滤渣和滤液，滤渣为钙渣运送至渣场，滤液进入净化工序。
对比例3
本对比例提供了一种硫酸锌溶液中排镁的方法，包括：
(1)向向中浸上清液中加入钙粉进行反应，得到钙锌渣和沉锌后液；
(2)将过滤后的沉锌后液冷却至25℃后加入石灰粉反应，调节pH为7，在pH值没有下降后，继续反应2h后过滤，得到钙镁渣和沉镁后液；
(3)向沉镁后液中加入钙锌渣进行反应，反应过程中控制pH为2，在pH值没有上升后，继续反应2h后加入碳酸钙中和至pH为4过滤，得到滤渣和滤液，滤渣为钙渣运送至渣场，滤液进入净化工序。
实验例1
实验方法：分别取实施例1-3、对比例1-3的中浸上清液的原液、沉锌后液和沉镁后液，采用AA-7050原子吸收分光光度计测试其中的含镁量和含锌量，测试结果见表1所示。
表1实施例1-3和对比例1-3中原液、沉锌后液和沉镁后液的含镁和含锌量对比
由表1数据可知，相比于对比例1-3，实施例1-3中沉锌后液的含锌量和含镁量显著下降，尤其是含锌量≤1g/L；且实施例1-3中沉镁后液的含锌量和含镁量更是急剧下降，沉镁后液没有锌，且含镁量≤1g/L；该结果表明，采用本发明实施例提供的方法步骤以及各步骤涉及的参数范围之间能够协同配合，在有效降低镁含量的同时具有极高的锌金属回收率。
综上所述，由本发明实施例提供的一种硫酸锌溶液中排镁的方法，该方法能有效降低镁含量，降低电能消耗，提高电解锌产量，且其排镁成本低，锌金属回收率高。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种硫酸锌溶液中排镁的方法，其特征在于：包括：
(1)向中浸上清液中加入钙粉进行反应，得到钙锌渣和沉锌后液；
(2)将所述沉锌后液冷却至25-30℃后加入石灰粉反应，调节pH为7-8，在pH值没有下降后，继续反应2h后过滤，得到钙镁渣和沉镁后液；
(3)向所述沉镁后液中加入所述钙锌渣进行反应，反应过程中控制pH为2-3，在pH值没有上升后，继续反应2h后加入碳酸钙至pH为4-5过滤，得到滤渣和滤液，滤渣为钙渣运送至渣场，滤液进入净化工序。
2.根据权利要求1所述的硫酸锌溶液中排镁的方法，其特征在于，步骤(2)中，还包括：在冷却前，过滤所述沉锌后液。
3.根据权利要求1所述的硫酸锌溶液中排镁的方法，其特征在于，所述石灰粉的粒径为1200-1400目。
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