CN108396155A - 一种锌电积电解废液净化生产优质锌的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锌电积电解废液净化生产优质锌的工艺方法，通过对电积生产产出的硫酸锌溶液进行曝气、沉降分离、过滤处理，保证过滤液温度36‑40℃，曝气处理的上层溶液和沉降所得的底流、过滤渣返回浸出；过滤液与新液混合后加入到电解槽进行锌电积生产。经过处理，在曝气时通入空气、沉降和过滤时自然降温，可以减少或者不需要在启用常规电解生产过程中冷却塔时进行降温，降低电解液中的有机物、悬浮物杂质、阳极泥含量，明鲜提高锌片质量和电解效率。

Description

一种锌电积电解废液净化生产优质锌的工艺方法
技术领域
本发明属于湿法冶金技术领域，具体地说，涉及一种锌电积电解废液净化生产优质锌的工艺方法。
背景技术
在湿法锌冶炼过程中，电解液中有机物含量高会导致锌电积过程电解电效降低，影响析出锌片质量：电解液的悬浮物在阴极引起电解过程尖日放电造成阴极锌片长疱丁，对应阳极电流密度发生变化，电流变化引进阳极局部热胀冷缩破坏阳极保护膜，使铅析出进入阴板锌中，造成阴极锌含铅上升；同时悬浮物中包裹有阳极泥(铅:0.1-1.5％)，在阴极过程尖日放过程中悬浮物被产生的锌包裹进入到锌片中，也造成阴极锌含铅上升；而电解生产过程产生的阳极泥，部分吸附进入阴极锌锌片，也导致阴极锌含铅增加。
电解液中有机物高、悬浮物量多、阳极泥含量大，导致锌片结晶粗糙，阴极电流密度下降，氢超电压降低，电解过程伴随氢气析出，电效降低。
在常规电解生产过程中，目前已知提高电效和阴极锌片质量的方式主要有提高新液质量和部分过滤电解废液方法，提高新液质量主是控制Cu、Cd、Co、Ni、As、Sb、Ge、F、Cl和Mn，在此过程中，控制Co、Ni、As、Sb、Ge主要是提高电效，控制Cu、Cd、Cl、Mn目的是提高析出锌质量，控制阴极锌含铅主是降低新新Cl和适当提高新液Mn含量，一般要求新Cl含量越低越好，目前有工业应用的有火湿除氯和氯化亚铜除氯，生产成本高，锌液有机物目前工业应用的有活性碳吸附法、湿式氧化法、超声波除油法，生产成本均较高。电解液净化目前工业应用仅有单纯的过滤方法。
常规电解液冷却采用冷却塔，通过鼓入空气与细粒溶液液滴接触带走溶液质量，过程溶液析出的有机物不能分离，进入到电解槽内，同时溶液需要提升到较高的高度(冷却塔顶部)，能耗消耗大。
发明内容
针对背景技术中所提及的现有工艺情况，本发明提出了一种锌电积电解废液净化生产优质锌的工艺方法，针对电解废液进行净化处理，有效地解决了硫酸锌废液中有机物含量高、悬浮物量大、电解液含量高对阴极锌质量的影响及电解液冷却提升高度高能耗大的缺点，在低于电解分配槽3m以下的空间进行冷却、除有机物、悬浮物和阳极泥，生产成本低，且操作简便，净化成本低廉，具有应用和推广价值。
本发明是通过以下技术方案予以实现的：
一种锌电积电解废液净化生产优质锌的工艺方法，包括如下步骤：
1)将明胶或骨胶用水溶化，均匀加入电解废液中，将曝气气体均匀分布鼓入电解废液并进行初步分离有机物和悬浮物，时间10-60min，分离有机物和悬浮物排出溶液总量为加入新液体积的10-20％；
2)将第1)步得电解废液通过除油分离设备进行有机物和悬浮物再次精分离和初步阳极泥固体初步分离，分离有机物和悬浮物排出溶液总量为加入新液体积的20-30％，初步阳极泥固体初步分离排出溶液总量为加入新液体积的10-20％；
3)将第2)步得电解废液通过沉降分离设备进行有机物和悬浮物第三次精分离和阳极泥固体分离，分离有机物和悬浮物排出溶液总量为加入新液体积的5-15％，初步阳极泥固体初步分离排出溶液总量为加入新液体积的10-15％；
4)将第3)步得电解废液通过过滤分离设备进行悬浮物和阳极泥固体分离。
所述的电解废液为湿法锌冶炼电解生产过程产出的硫酸锌溶液，但含有有机物、悬浮物和阳极泥固体杂质晶粒，其中有机物含量TOC在35mg/L以上，透明度小于75mm，固含量0.02g以上。
曝气池温度控制在36-40℃，通过曝气和自然冷却，使电解液温度达到或部分达到电积要求，减少或停止常规电积生产过程冷却塔的使用数量，全部或局部改变常规电积生产工艺和冷却方式，减少常规电积冷却强制冷却造成电解液的损失和强制冷却酸雾治理的困难。
电解液的温度通过曝气的气体量和自然沉降的时间进行调节。
曝气气体是除油后的压缩空气、富氧、制氧过程产生的氮气、具有氧化性能的含臭氧的空气及氮气混合气体中的一种，压力0.08-0.10MPa。
进一步地，加入明胶或骨胶的用量为0.02-0.30Kg/t片。
进一步地，使用臭氧量为10-50Kg/t片。
工艺过程可以是其中的全部步骤或是几个步骤组合。
工艺处理电解废液量可以是全部处理，也可以是只处理部分电解废液。
过程排出的总废液体积与是加入新体总体积的70-100％。
本发明的有益效果：本发明方法对锌电积产出的硫酸锌溶液在低于电解分配槽3m以下的空间进行通过曝气实现冷却、去除有机物、悬浮物和阳极泥净化，在净化过程中加入明胶(骨胶)对悬浮物进行絮凝和分散空气泡以析出有机物、同时鼓入的空气(富氧气体/臭氧)对溶液中的有机物进行氧化破坏脱除，并对溶液进行冷却，也促使部分有机物析出，再进行沉降分离，从而实现对电解的净化和温度控制。与传统的净化工艺相比，净化后液中有机物含量降低了30％以上，固含量降低了90％以上，溶液透明度达120mmc以上。且冷却过程无需要提升溶液高度，本发明操作简便，净化成本低廉，过程能耗低，具有应用和推广价值。
附图说明
图1为本发明电解废液净化工艺流程图；
图2为本发明电解废液净化工艺设备示意图。
具体实施方式
一种锌电积电解废液净化生产优质锌的工艺方法，包括如下步骤：
1)将明胶或骨胶(用量为0.02-0.30Kg/t片)用水溶化，均匀加入电解废液中，将曝气气体(除油后的压缩空气、富氧、制氧过程产生的氮气、具有氧化性能的含臭氧的空气及氮气混合气体中的一种，臭氧量为10-50Kg/t片)均匀分布鼓入电解废液并进行初步分离有机物和悬浮物，压力0.08-0.10MPa，时间10-60min，分离有机物和悬浮物排出溶液总量为加入新液体积的10-20％；
2)将第1)步得电解废液通过除油分离设备进行有机物和悬浮物再次精分离和初步阳极泥固体初步分离，分离有机物和悬浮物排出溶液总量为加入新液体积的20-30％，初步阳极泥固体初步分离排出溶液总量为加入新液体积的10-20％；
3)将第2)步得电解废液通过沉降分离设备进行有机物和悬浮物第三次精分离和阳极泥固体分离，分离有机物和悬浮物排出溶液总量为加入新液体积的5-15％，初步阳极泥固体初步分离排出溶液总量为加入新液体积的10-15％；
4)将第3)步得电解废液通过过滤分离设备进行悬浮物和阳极泥固体分离。
其中，电解废液为湿法锌冶炼电解生产过程产出的硫酸锌溶液，但含有有机物、悬浮物和阳极泥固体杂质晶粒，其中有机物含量TOC在35mg/L以上，透明度小于75mm，固含量0.02g以上。
曝气池温度控制在36-40℃，通过曝气和自然冷却，使电解液温度达到或部分达到电积要求，减少或停止常规电积生产过程冷却塔的使用数量，全部或局部改变常规电积生产工艺和冷却方式，减少常规电积冷却强制冷却造成电解液的损失和强制冷却酸雾治理的困难。
电解液的温度通过曝气的气体量和自然沉降的时间进行调节。
工艺过程可以是其中的全部步骤或是几个步骤组合。
工艺处理电解废液量可以是全部处理，也可以是只处理部分电解废液。
过程排出的总废液体积与是加入新体总体积的70-100％。
实验分析
实验采用4个电解槽，按3.2m2工业生产按规100：1缩小，每槽阴极10片，阳极11片，两个槽一组，新液质量相同，开槽电解废液质量相同，电流密度430A/m2、电积周期48h、电解槽温40-42℃；电解液分别独立循环使用，实验结果如下。
表1实验结果
通过1个月实验，传统电解工艺电效平均90.33％，片铅0.00142％，电解废液净化电解工艺电效平均91.9％，片铅0.00045％，电解废液净化电解工艺与传统电解工艺相，电效提高1.57％，锌片铅下降0.001％。
其中11月1日至11月13日曝气采用除油压缩空气，电效平均91.8％、锌片含铅平均0.005％；13日至25日采用工业氮气，平均电效91.95％、锌片含铅平均0.00043％，25日至12月3日采用臭氧和压缩空气混合气体，臭氧用量0.2g/t锌，平均电效92％、锌片含铅平均0.0004％。
最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选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作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种锌电积电解废液净化生产优质锌的工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）将明胶或骨胶用水溶化，均匀加入电解废液中，将曝气气体均匀分布鼓入电解废液并进行初步分离有机物和悬浮物，时间10-60min，分离有机物和悬浮物排出溶液总量为加入新液体积的10-20%；
2）将第1）步得电解废液通过除油分离设备进行有机物和悬浮物再次精分离和初步阳极泥固体初步分离，分离有机物和悬浮物排出溶液总量为加入新液体积的20-30%，初步阳极泥固体初步分离排出溶液总量为加入新液体积的10-20%；
3）将第2）步得电解废液通过沉降分离设备进行有机物和悬浮物第三次精分离和阳极泥固体分离，分离有机物和悬浮物排出溶液总量为加入新液体积的5-15%，初步阳极泥固体初步分离排出溶液总量为加入新液体积的10-15%；
4）将第3）步得电解废液通过过滤分离设备进行悬浮物和阳极泥固体分离。
2.根据权利要求1所述的一种锌电积电解废液净化生产优质锌的工艺方法，其特征在于：所述的电解废液为湿法锌冶炼电解生产过程产出的硫酸锌溶液，但含有有机物、悬浮物和阳极泥固体杂质晶粒，其中有机物含量TOC在35mg/L以上，透明度小于75mm，固含量0.02g以上。
3.根据权利要求1所述的一种锌电积电解废液净化生产优质锌的工艺方法，其特征在于：曝气池温度控制在36-40℃。
4.根据权利要求1所述的一种锌电积电解废液净化生产优质锌的工艺方法，其特征在于：电解液的温度通过曝气的气体量和自然沉降的时间进行调节。
5.根据权利要求1所述的一种锌电积电解废液净化生产优质锌的工艺方法，其特征在于：曝气气体是使用除油后的压缩空气、富氧、制氧过程产生的氮气、具有氧化性能的含臭氧的空气及氮气混合气体中的一种，压力为0.08-0.10MPa。
6.根据权利要求1所述的一种锌电积电解废液净化生产优质锌的工艺方法，其特征在于：加入的明胶或骨胶的用量为0.02-0.30Kg/t片。
7.根据权利要求5所述的一种锌电积电解废液净化生产优质锌的工艺方法，其特征在于：使用臭氧量为10-50Kg/t片。
8.根据权利要求1所述的一种锌电积电解废液净化生产优质锌的工艺方法，其特征在于：工艺处理电解废液量可以是全部处理，也可以是只处理部分电解废液。
9.根据权利要求1所述的一种锌电积电解废液净化生产优质锌的工艺方法，其特征在于：过程排出的总废液体积与是加入新体总体积的70-100%。
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