CN109321762A - 一种节能环保湿法炼锌生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种节能环保湿法炼锌生产工艺，包括以下步骤：(1)将锌矿回砖窑烘干，用球磨机粉碎；(2)矿颗粒放入浸出槽，加入浸液以及氢氧化钠和生石灰，浸取完，降温后板框压滤；(3)将滤液导入净化釜中，加入分离剂，使微量元素转化为沉淀物，经板框压滤，滤液进入电解液储液池；(4)通入电电解；(5)电解液储液池排出废电解液及析出锌，压滤后，并用氢氧化钠溶液和清水清洗，进入真空干燥箱烘干；(6)烘干后的锌粉碾磨。本发明采用的方法环境友好，避免产生对人体有害的酸雾，属于清洁生产，实现了真正安全的无污染零排放。同时本发明采用的固体氢氧化钠和生石灰遇水会放热，使浸液达到反应所需要的温度，极大的节省了能源。

Description

一种节能环保湿法炼锌生产工艺
技术领域
本发明属于金属锌的冶炼技术领域，特别涉及一种节能环保湿法炼锌生产工艺。
背景技术
在现代经济建设中，锌已成为国计民生必不可少的重要金属材料，锌的生产量和消费量在世界有色金属材料中仅次于铝和铜居第三位。我国锌储量居世界第一位，是锌的主要生产和消费国，但随着高品位优质锌矿资源的减少，部分锌生产企业将面临原料短缺的困难，研究开发应用贫杂锌矿、含锌废渣等二次资源的冶炼方法，成为今后我国锌冶炼工业的重要和迫切的任务。
我国湿法炼锌企业多采用回转窑烟化法，即用大量的碎煤等还原剂在1100～1300℃的高温下把铅银渣中的Zn、Pb、Cd和In等元素挥发进入烟尘，再进行处理。但该方法能耗大，烟气污染大，还会造成部分Cu、Ag等资源的浪费。且回收得到的氧化锌烟尘要经脱除氟氯后，重新进入湿法炼锌系统进行浸出才能得到含锌浸出液，工艺流程长。还有一种湿法炼锌是热酸浸出法，热酸浸出法是对中浸渣进行高温强酸浸出分解铁酸锌。此法强酸高温浸出设备腐蚀大，由于锌铁同时浸出，浸出液要经沉铁才能进行净化，工艺流程长，沉铁渣的产生不但导致锌铁资源的损失，还导致环境污染。
为了更好、更清洁的综合利用这类危险废弃物中的资源，国外学者迄今为止还在进行着大量深入的研究，提出了一系列处理方法和工艺。而国内在此领域研究相对较少，因此亟需一种节能、环保的炼锌生产工艺。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种节能环保湿法炼锌生产工艺。
为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：
一种节能环保湿法炼锌生产工艺，包括以下步骤：
(1)将锌矿回砖窑烘干，并用球磨机粉碎，粒度达到0.1～0.2mm；
(2)将步骤(1)所得的锌矿颗粒放入浸出槽内，向浸出槽内加入浸液，同时加入固体氢氧化钠和生石灰，浸取完，从槽底出料口用抗碱砂浆泵抽入澄清槽中澄清降温后板框压滤，滤液进入净化槽，浸出渣进行洗涤，洗涤液返回作为浸液循环利用；
(3)将步骤(2)所得的滤液导入净化釜中，加入分离剂，使得原液中的微量元素转化为沉淀物，经板框压滤，滤液进入电解液储液池，过滤掉沉淀物；
(4)电解液储液池中通入电流强度为10000A，总电压为100V，电解时间为90～110min；
(5)电解结束后从电解液储液池排出废电解液及析出锌，直接进入压滤机过滤，并用氢氧化钠溶液和清水清洗，清洗过滤后锌粉进入真空干燥箱烘干，温度控制在300～350℃；
(6)烘干后的锌粉碾磨至0.01～0.05mm。
进一步地，所述步骤1中加入固体氢氧化钠和生石灰后溶液中氢氧根离子的浓度为2～6M。
进一步地，所述电解液储液池阳极为不锈钢板，阴极为钛合金板。
进一步地，所述分离剂为硫化物和/或硫代硫酸盐，所述硫化物为硫化钠、硫化钙、硫化氢、硫化镁中的任意一种。
本发明的有益效果是：
本发明生产的锌粉产品质量好、活性高，相对传统工艺生产的电炉球状锌粉，生产的锌粉为片状、活性高，用途广。发明采用的方法环境友好，避免产生对人体有害的酸雾，属于清洁生产工艺，且碱浸电解生产锌粉过程中，含锌原料直接在常压下浸取，整个过程无二氧化硫产生，彻底消除了制酸尾气中排放的二氧化硫对环境的污染，彻底实现全过程湿法冶炼，工艺生产过程水是循环使用，实现了真正安全的无污染零排放；经清洗过滤后排放的滤渣无毒性，带有弱碱性，可作为再生固废物进行转移销售处理，为企业增添附加收入。同时本发明采用的固体氢氧化钠和生石灰遇水会放热，因此不需要蒸汽加热步骤，即可使浸出液达到反应所需要的温度，极大的节省了能源，降低了成本。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种节能环保湿法炼锌生产工艺，包括以下步骤：
(1)将锌矿回砖窑烘干，并用球磨机粉碎，粒度达到0.1mm；
(2)将步骤(1)所得的锌矿颗粒放入圆柱形浸出槽，加入浸液，同时加入固体氢氧化钠和生石灰，固体氢氧化钠和生石灰遇水溶解放热，使浸液的温度迅速升高，最终浸液中氢氧根离子的浓度达到5M，为强碱性溶液，搅拌反应1h；浸取完从槽底出料口用抗碱砂浆泵抽入澄清槽中澄清降温后板框压滤，滤液进入净化槽，浸出渣进行洗涤，洗涤液返回作为浸液循环利用；
(3)步骤(2)所得的滤液导入净化斧中，加入分离剂，使得原液中的微量元素转化为沉淀物，经板框压滤，滤液进入电解液储液池，过滤掉沉淀物；加入分离剂之前先分析浸取原液中Pb、Fe、Cu、Al、As微量元素含量取其高含量的金属物质如铅、铜等进行再次富集使在产生的渣中提升品位3倍，投入相应的分离剂即硫化钠，使上述微量元素转化为沉淀物；
(4)电解液储液池中通入电流强度为10000A，总电压为100V，电解时间为90min；
(5)电解结束后从电解液储液池排出废电解液及析出锌，直接进入压滤机过滤，并用氢氧化钠溶液和清水清洗，清洗过滤后锌粉进入真空干燥箱烘干，温度控制在300℃；
(6)烘干后的锌粉碾磨至0.01mm。
经过测试锌粉纯度为97.35％，符合国家锌粉标准三级以上(锌含量92％～97％)，浸出率89.58％，总回收率88.14％，电解电流效率91.62％。
实施例2
一种节能环保湿法炼锌生产工艺，包括以下步骤：
(1)将锌矿回砖窑烘干，并用球磨机粉碎，粒度达到0.15mm；
(2)将步骤(1)所得的锌矿颗粒放入圆柱形浸出槽，加入浸液，同时加入固体氢氧化钠和生石灰，固体氢氧化钠和生石灰遇水溶解放热，使浸液的温度迅速升高，最终浸液中氢氧根离子的浓度达到3M，为强碱性溶液，搅拌反应1.5h；浸取完从槽底出料口用抗碱砂浆泵抽入澄清槽中澄清降温后板框压滤，滤液进入净化槽，浸出渣进行洗涤，洗涤液返回作为浸液循环利用；
(3)步骤(2)所得的滤液导入净化斧中，加入分离剂，使得原液中的微量元素转化为沉淀物，经板框压滤，滤液进入电解液储液池，过滤掉沉淀物；加入分离剂之前先分析浸取原液中Pb、Fe、Cu、Al、As微量元素含量取其高含量的金属物质如铅、铜等进行再次富集使在产生的渣中提升品位3倍，投入相应的分离剂即硫化钠，使上述微量元素转化为沉淀物；
(4)电解液储液池中通入电流强度为10000A，总电压为100V，电解时间为100min；
(5)电解结束后从电解液储液池排出废电解液及析出锌，直接进入压滤机过滤，并用氢氧化钠溶液和清水清洗，清洗过滤后锌粉进入真空干燥箱烘干，温度控制在350℃；
(6)烘干后的锌粉碾磨至0.03mm。
经过测试锌粉纯度为96.91％，符合国家锌粉标准三级以上(锌含量92％～97％)，浸出率88.63％，总回收率87.57％，电解电流效率90.65％。
实施例3
一种节能环保湿法炼锌生产工艺，包括以下步骤：
(1)将锌矿回砖窑烘干，并用球磨机粉碎，粒度达到0.2mm；
(2)将步骤(1)所得的锌矿颗粒放入圆柱形浸出槽，加入浸液，同时加入固体氢氧化钠和生石灰，固体氢氧化钠和生石灰遇水溶解放热，使浸液的温度迅速升高，最终浸液中氢氧根离子的浓度达到6M，为强碱性溶液，搅拌反应0.5h；浸取完从槽底出料口用抗碱砂浆泵抽入澄清槽中澄清降温后板框压滤，滤液进入净化槽，浸出渣进行洗涤，洗涤液返回作为浸液循环利用；
(3)步骤(2)所得的滤液导入净化斧中，加入分离剂，使得原液中的微量元素转化为沉淀物，经板框压滤，滤液进入电解液储液池，过滤掉沉淀物；加入分离剂之前先分析浸取原液中Pb、Fe、Cu、Al、As微量元素含量取其高含量的金属物质如铅、铜等进行再次富集使在产生的渣中提升品位4倍，投入相应的分离剂即硫化钠，使上述微量元素转化为沉淀物；
(4)电解液储液池中通入电流强度为10000A，总电压为100V，电解时间为110min；
(5)电解结束后从电解液储液池排出废电解液及析出锌，直接进入压滤机过滤，并用氢氧化钠溶液和清水清洗，清洗过滤后锌粉进入真空干燥箱烘干，温度控制在330℃；
(6)烘干后的锌粉碾磨至0.04mm。
经过测试锌粉纯度为96.86％，符合国家锌粉标准三级以上(锌含量92％～97％)，浸出率88.91％，总回收率87.69％，电解电流效率90.34％。
实施例4
一种节能环保湿法炼锌生产工艺，包括以下步骤：
(1)将锌矿回砖窑烘干，并用球磨机粉碎，粒度达到0.15mm；
(2)将步骤(1)所得的锌矿颗粒放入圆柱形浸出槽，加入浸液，同时加入固体氢氧化钠和生石灰，固体氢氧化钠和生石灰遇水溶解放热，使浸液的温度迅速升高，最终浸液中氢氧根离子的浓度达到4M，为强碱性溶液，搅拌反应1.5h；浸取完从槽底出料口用抗碱砂浆泵抽入澄清槽中澄清降温后板框压滤，滤液进入净化槽，浸出渣进行洗涤，洗涤液返回作为浸液循环利用；
(3)步骤(2)所得的滤液导入净化斧中，加入分离剂，使得原液中的微量元素转化为沉淀物，经板框压滤，滤液进入电解液储液池，过滤掉沉淀物；加入分离剂之前先分析浸取原液中Pb、Fe、Cu、Al、As微量元素含量取其高含量的金属物质如铅、铜等进行再次富集使在产生的渣中提升品位3倍，投入相应的分离剂即硫化钠，使上述微量元素转化为沉淀物；
(4)电解液储液池中通入电流强度为10000A，总电压为100V，电解时间为95min；
(5)电解结束后从电解液储液池排出废电解液及析出锌，直接进入压滤机过滤，并用氢氧化钠溶液和清水清洗，清洗过滤后锌粉进入真空干燥箱烘干，温度控制在340℃；
(6)烘干后的锌粉碾磨至0.01mm。
经过测试锌粉纯度为96.92％，符合国家锌粉标准三级以上(锌含量92％～97％)，浸出率89.69％，总回收率88.47％，电解电流效率91.29％。
本发明生产的锌粉产品质量好、活性高，相对传统工艺生产的电炉球状锌粉，生产的锌粉为片状、活性高，用途广。发明采用的方法环境友好，避免产生对人体有害的酸雾，属于清洁生产工艺，且碱浸电解生产锌粉过程中，含锌原料直接在常压下浸取，整个过程无二氧化硫产生，彻底消除了制酸尾气中排放的二氧化硫对环境的污染，彻底实现全过程湿法冶炼，工艺生产过程水是循环使用，实现了真正安全的无污染零排放；经清洗过滤后排放的滤渣无毒性，带有弱碱性，可作为再生固废物进行转移销售处理，为企业增添附加收入。同时本发明采用的固体氢氧化钠和生石灰遇水会放热，因此不需要蒸汽加热步骤，即可使浸出液达到反应所需要的温度，极大的节省了能源，降低了成本。
上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种节能环保湿法炼锌生产工艺，包括以下步骤：
(1)将锌矿回砖窑烘干，并用球磨机粉碎，粒度达到0.1～0.2mm；
(2)将步骤(1)所得的锌矿颗粒放入浸出槽内，向浸出槽内加入浸液，同时加入固体氢氧化钠和生石灰，浸取完，从槽底出料口用抗碱砂浆泵抽入澄清槽中澄清降温后板框压滤，滤液进入净化槽，浸出渣进行洗涤，洗涤液返回作为浸液循环利用；
(3)将步骤(2)所得的滤液导入净化釜中，加入分离剂，使得原液中的微量元素转化为沉淀物，经板框压滤，滤液进入电解液储液池，过滤掉沉淀物；
(4)电解液储液池中通入电流强度为10000A，总电压为100V，电解时间为90～110min；
(5)电解结束后从电解液储液池排出废电解液及析出锌，直接进入压滤机过滤，并用氢氧化钠溶液和清水清洗，清洗过滤后锌粉进入真空干燥箱烘干，温度控制在300～350℃；
(6)烘干后的锌粉碾磨至0.01～0.05mm。
2.根据权利要求1所述的节能环保湿法炼锌生产工艺，其特征在于，所述步骤1中加入固体氢氧化钠和生石灰后溶液中氢氧根离子的浓度为2～6M。
3.根据权利要求1所述的节能环保湿法炼锌生产工艺，其特征在于，所述电解液储液池阳极为不锈钢板，阴极为钛合金板。
4.根据权利要求1所述的节能环保湿法炼锌生产工艺，其特征在于，所述分离剂为硫化物和/或硫代硫酸盐，所述硫化物为硫化钠、硫化钙、硫化氢、硫化镁中的任意一种。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190212

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