CN108315569B - 一种吸附、沉淀脱除硫酸锌溶液中微量硒和碲的方法 - Google Patents

一种吸附、沉淀脱除硫酸锌溶液中微量硒和碲的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种吸附、沉淀脱除硫酸锌溶液中微量硒和碲的方法，属于冶金和化工领域，具体步骤为：将复合吸附剂溶液解；将复合吸附剂加入硫酸锌溶液中；将硫酸锌溶液冷却；硫酸锌溶液加氧雾化；雾化后的硫酸锌溶液在加压设备充分与臭氧和氧气反应；保持加压反应器的溶液循环；反应后溶液在磁场内进行静置沉淀反应；反应后溶液进行过滤即得到合格的硫酸锌溶液。本发明利用在加压环境下，使硫酸锌溶液中的低价态的硒和碲氧化生成高价态，再与复合吸附剂中水解的氢氧化物吸附凝结，在磁场作用下细小的荷电水解氢氧化物凝聚沉淀,从而实现湿法锌冶金过程硫酸锌溶液中微量硒和碲的深度脱除。

Description

一种吸附、沉淀脱除硫酸锌溶液中微量硒和碲的方法
技术领域
本发明属于冶金化工技术领域，具体地说，涉及一种吸附、沉淀脱除硫酸锌溶液中微量硒和碲的方法。
背景技术
在湿法锌冶金过程中，溶液中的硒和碲的含量过高（超过1.5mg/L）会影响电积生产过程，造成电解电流效率降低、直流能耗增加和产品质量下降，整体生产成本增加。现有的公知方法锌粉置换还原法、吸附法，锌粉、常规吸附法难于将溶液中硒和碲脱除到1mg/L以内，生产成本高，过程难于实现自动化控制。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种吸附、沉淀脱除硫酸锌溶液中微量硒和碲的方法，利用在加压条件下对硫酸锌溶液进行氧化复合吸附磁场沉淀净化，作业时间短，所需场地小，过程自动化程度高，在有效的降低人工劳动强度的同时进行高效净化。
本发明是通过以下技术方案予以实现的：
一种吸附、沉淀脱除硫酸锌溶液中微量硒和碲的方法，具体步骤为：
1）将复合吸附剂溶解于热水中，水溶液中铝为10-25g/L；
2）将溶解的复合吸附剂加入硫酸锌水溶液，以铝计为1-25mg/L；
3）将硫酸锌溶液通过冷却装置将硫酸溶液温度控制到80℃以内；
4）将冷却至80℃以内的硫酸锌溶液用富氧空气雾化，使溶液分散成颗粒状和细线状加入加压反应器内；
5) 雾化后的硫酸锌溶液在加压反应器内充分与氧和臭氧反应；
6）控制压力反应器内的压力0.01-2.5 MPa；出口溶液50-80℃之间，保持加压反应器内的氧气和溶液循环，反应时间为10-60分钟；
7）加压反应后的溶液在磁场中保持静置沉化30-180分钟；
8）静置反应后的溶液将底流进行过滤或全部过滤，所得滤液为合格溶液，渣返回浸出或送火法回收系统处理。
其中，所述硫酸锌溶液的pH值为4.0-5.4。
在步骤4）中，硫酸锌溶液使用含O2：22-85%、O3：0.5-10%的富氧空气进行雾化。
在步骤5）中，硫酸锌溶液经雾化后体积在加压反应器中增加3-300倍。
在步骤6）中，硫酸锌溶液在加压设备内的循环量为出量的0.3-10倍，加压设备内气体循环量为供气量的30-80%。
溶液雾化成细粒状态在加压反应器内内与臭氧充分接触，促使硫酸锌溶液中的有硒和碲的低价态离子氧化成高价态以生水解反应从溶液中析出与复合吸附剂吸附共沉淀，从而实现湿法锌冶金过程硫酸锌溶液中硒和碲脱除，其反应过程是气-液和气-汽反应。
在步骤7）中，氧化反应后的溶液在100-1500T的磁场中保持30-180分钟的静置沉化，其中磁场可以是永磁磁场，也可以是电磁场，在磁场作用下，硒和碲细微的水解产物凝聚成长为大颗粒从溶液，实现法锌冶金过程硫酸锌溶液中硒和碲脱除深度脱除。
本发明的有益效果：本发明利用在加压条件下，增加氧气和臭氧在溶液中的溶解度，提高氧化效率；溶液在雾化（细粒）过程中，富氧空气中的氧和部分臭氧与细小液滴充分接触快速发生氧化反应；通过加压反应内气体和溶液雾化循环，提高气体利用率和强化反应，促使硫酸锌溶液中的硒和碲的低价态离子氧化成高价态发生水解反应从溶液中析出，与复合吸附剂水解产生氢氧物的吸附共沉淀，过程中生产的细微荷电胶体在磁场作用下凝聚成大颗粒，从而实现湿法锌冶金过程硫酸锌溶液中硒和碲深度脱除。与现有技术相比，本发明的有益效果是作业时间短，自动化程度高，生产成本低，溶液质量稳定。
附图说明
图1为硫酸锌溶液中有机物脱除的工艺流程图。
具体实施方式
一种吸附、沉淀脱除硫酸锌溶液中微量硒和碲的方法，具体步骤为：
1）将复合吸附剂溶解于热水中，水溶液中铝为10-25g/L；
2）将溶解的复合吸附剂加入硫酸锌水溶液，以铝计为1-25mg/L；
3）将硫酸锌溶液通过冷却装置将硫酸溶液温度控制到80℃以内；
4）将冷却至80℃以内的硫酸锌溶液用富氧（O2：22-85%、O3：0.5-10%）空气雾化，使溶液分散成颗粒状和细线状加入加压反应器内；
5) 雾化后的硫酸锌溶液在加压反应器内充分与氧和臭氧反应，硫酸锌溶液经雾化后体积在加压反应器中增加3-300倍；
6）控制压力反应器内的压力0.01-2.5 MPa；出口溶液50-80℃之间，保持加压反应器内的氧气和溶液循环，硫酸锌溶液在加压设备内的循环量为出量的0.3-10倍，加压设备内气体循环量为供气量的30-80%，反应时间为10-60分钟；
7）加压反应后的溶液在100-1500T的磁场中保持静置沉化30-180分钟；
8）静置反应后的溶液将底流进行过滤或全部过滤，所得滤液为合格溶液，渣返回浸出或送火法回收系统处理。
实施例1
将复合吸附剂溶解于60℃水中，浓度以Al计为25g/L，将复合吸附剂水沉液加入到焙烧1000ml矿中性浸出的硫酸锌溶液（pH：5.0），硫酸溶液中Al浓度为3mg/L,将溶液降温降到80℃，雾化加入到3000ml的加压釜中，保持压力0.05 MPa、加压反应器的内气体循环、溶液循环雾化，时间10 min，反应后的溶液在100T磁场中静置30分钟，臭氧用量0.04g/L，雾化气体氧含量28%，硫酸锌溶液硒由2.58mg/L降低到0.46mg/L；溶液中碲由3.47降低到0.62mg/L。
实施例2
将复合吸附剂溶解于50℃水中，浓度以Al计为30g/L，将复合吸附剂水沉液加入到焙烧1000 ml矿中性浸出的硫酸锌溶液（pH：5.2），硫酸溶液中Al浓度为8mg/L,将溶液降温降到70℃，雾化加入到3000 ml的加压釜中，保持压力0.10 MPa、加压反应器的内气体循环、溶液循环雾化，时间20 min，反应后的溶液在150T磁场中静置60分钟，臭氧用量0.06g/L，雾化气体氧含量48%，硫酸锌溶液硒由2.76mg/L降低到0.42mg/L；溶液中碲由3.28降低到0.56mg/L。
实施例3
将复合吸附剂溶解于60℃水中，浓度以Al计为30g/L，将复合吸附剂水沉液加入到氧化锌烟尘浸出除铁后（pH：5.4）1000 ml的硫酸锌溶液，硫酸溶液中Al浓度为12mg/L,将溶液降温降到60℃，雾化加入到3000 ml的加压釜中，保持压力1.0 MPa、加压反应器的内气体循环、溶液循环雾化，时间30 min，反应后的溶液在500T磁场中静置90分钟，臭氧用量0.08g/L，雾化气体氧含量55%，硫酸锌溶液硒由3.42mg/L降低到0.38mg/L；溶液中碲由4.83降低到0.51mg/L。
实施例4：
将复合吸附剂溶解于60℃水中，浓度以Al计为30g/L，将复合吸附剂水溶液加入到净化后硫酸锌溶液（pH：5.4）1000ml中，硫酸锌溶液中Al浓度为20mg/L,将溶液降温降到50℃，雾加入到3000ml的超重力发生器中，保持压力2.0 MPa、加压反应器的内气体循环、溶液循环雾化，时间60 min，反应后的溶液在1000T磁场中静置120分钟，臭氧用量0. 1g/L，雾化气体氧含量82%，硫酸锌溶液硒由2.45mg/L降低到0.26mg/L；溶液中碲由3.64降低到0.40mg/L。
实施例5
将复合吸附剂溶解于60℃水中，浓度以Al计为30g/L，将复合吸附剂水沉液加入到氧化锌烟尘浸出除铁后液（pH：4.0）1000 ml的硫酸锌溶液，硫酸锌溶液中Al浓度为25mg/L,将溶液降温降到50℃，雾化加入到3000 ml的加压釜中，保持压力2.5 MPa、加压反应器的内气体循环、溶液循环雾化，时间80 min，反应后的溶液在1500T磁场中静置180分钟，臭氧用量0.13g/L，雾化气体氧含量92%，硫酸锌溶液硒由3.76mg/L降低到0.18mg/L；溶液中碲由4.67降低到0.22mg/L。
本发明利用在雾化加压条件下，增加气体在溶液中的溶解度；在雾化过程中巨大的剪切力将液体撕裂成微米甚至纳米级的液膜、液丝和液滴，产生巨大表面积的和快速更新的相界面，相间传质速率比传统气-液提高，使溶液形细小微粒和汽态，强化气－液、气－汽反应。同时通过加压反应器内内氧气和臭氧进行循环使用，提高气体利用率增加氧化效果，使硫酸锌溶液中的有硒和碲的低价态离子氧化成高价态以生水解反应从溶液中析出，与复合吸附剂水解产生的氢氧化物吸附共沉淀，过程中生产的细微荷电胶体在磁场作用下凝聚成大颗粒，从而实现湿法锌冶金过程硫酸锌溶液中硒和碲深度脱除。与现有技术相比，本发明的有益效果是作业时间短，生产成本低，溶液质量稳定。
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做出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (4)

1.一种吸附、沉淀脱除硫酸锌溶液中微量硒和碲的方法，其特征在于：具体步骤为：
1）将复合吸附剂溶解于热水中，水溶液中Al为10-25g/L；
2）将溶解的复合吸附剂加入硫酸锌水溶液，硫酸锌溶液的pH值为4.0-5.4，复合吸附剂加入量以铝计为1-25mg/L；
3）将硫酸锌溶液通过冷却装置将硫酸溶液温度控制到80°C以内；
4）将冷却至80°C以内的硫酸锌溶液用富氧空气雾化，使溶液分散成颗粒状和细线状加入加压反应器内； 5）雾化后的硫酸锌溶液在加压反应器内充分与氧和臭氧反应；
6）控制压力反应器内的压力0.01-2.5 MPa； 出口溶液50-80°C之间，保持加压反应器内的氧气和溶液循环，反应时间为10-60分钟；
7）加压反应后的溶液在100-1500T的磁场中保持静置沉化30-180分钟，在磁场作用下，硒和碲细微的水解产物凝聚成长为大颗粒从溶液脱除 ，实现法锌冶金过程硫酸锌溶液中硒和碲深度脱除；
8）静置反应后的溶液将底流进行过滤或全部过滤，所得滤液为合格溶液，渣返回浸出或送火法回收系统处理。
2.根据权利要求1所述的一种吸附、沉淀脱除硫酸锌溶液中微量硒和碲的方法，其特征在于：在步骤4）中，硫酸锌溶液使用含O2：22-85%、O3：0.5-10%的富氧空气进行雾化。
3.根据权利要求1所述的一种吸附、沉淀脱除硫酸锌溶液中微量硒和碲的方法，其特征在于：在步骤5）中，硫酸锌溶液经雾化后体积在加压反应器中增加3-300倍。
4.根据权利要求1所述的一种吸附、沉淀脱除硫酸锌溶液中微量硒和碲的方法，其特征在于：在步骤6）中，硫酸锌溶液在加压设备内的循环量为出量的0 .3-10倍，加压设备内气体循环量为供气量的30-80%。
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