CN110735048A

CN110735048A - 一种湿法炼锌含锌溶液中镁、氟的脱除方法

Info

Publication number: CN110735048A
Application number: CN201911149925.1A
Authority: CN
Inventors: 王勇; 廖贻鹏; 林文军; 周玉琳; 张记东
Original assignee: Zhuzhou Smelter Group Co Ltd
Current assignee: Zhuzhou Smelter Group Co Ltd
Priority date: 2019-11-21
Filing date: 2019-11-21
Publication date: 2020-01-31

Abstract

本发明公开了一种湿法炼锌含锌溶液中镁、氟的脱除方法，包括以下步骤：A、沉锌脱氟：用中和剂将湿法炼锌含锌溶液中的锌沉淀下来，过滤后得到中和渣与沉锌后液；B、除镁：向步骤A所得到的沉锌后液加入碱，使镁得以沉淀，过滤后得到滤液与氢氧化镁沉淀，滤液返回湿法炼锌系统使用。本发明利用锌、镁化学性质的差异，通过调节pH值使锌、镁得以分离，分别得到含锌的中和渣以及氢氧化镁产品，同时沉锌过程可使大部分氟进入中和渣，中和渣还可带走部分水，有利于锌系统体积的平衡。

Description

一种湿法炼锌含锌溶液中镁、氟的脱除方法

技术领域

本发明涉及湿法炼锌过程中的除杂领域，特别涉及一种湿法炼锌含锌溶液中镁、氟的脱除方法。

背景技术

湿法炼锌过程中，铜、镉、钴、镍、镁、氟等杂质主要是由原料带入，在浸出时与酸反应进入溶液，在净化时铜、镉、钴、镍可以通过适当的方法除去，达到深度净化，但在净化过程中镁、氟不能被除去，一般会在系统内循环积累，对系统造成不利的影响。

当镁离子浓度较高时有如下危害：一是会使矿浆、溶液的粘度将增大，硫酸镁可在滤布上结晶析出，堵塞滤布的毛细孔，造成液固分离困难和过滤困难；二是在溶液输送过程中，随着溶液温度的降低，硫酸镁会在泵、管道内壁结晶析出，造成管路的堵塞，严重时会导致停产，必须定期对管道进行清理，耗费人力物力；三是会增加电解电耗，增加运行成本。

目前，湿法炼锌系统除镁的方法已知的有：(1)中和沉锌排镁法，该法利用石灰将锌水解沉淀进入渣中，镁留在溶液中外排，实现了锌、镁的分离，但产生的大量石膏渣将会产生二次污染，镁资源、水资源无法得到回收；(2)锌精矿酸洗排镁法，该法只能除去部分镁，且有部分有价金属也会被酸洗出，难以回收，造成有价金属资源的损失；(3)氟化物沉锌排镁法，该法镁沉淀不完全，且会引入杂质氟离子；(4)浓缩结晶分离镁法，该法锌、镁分离效果欠佳，镁仍然留在溶液中；(5)高效萃取剂分离锌和镁法，该法能实现锌、镁的高效分离，但设备复杂，成本投入高。另外，昆明绩驰环保科技有限公司开发了锌镁强酸饱和结晶分离方法，该法虽然在流程中未引入任何杂质，无废水废渣产生，但需要加入浓硫酸，对设备的耐腐蚀性能、操作的安全性要求较高，且流程复杂、设备投入高。

对于湿法炼锌系统，一般要求氟离子浓度在50mg/l以下，主要因为氟离子可以腐蚀阴极铝板表面的三氧化二铝薄膜，使析出锌与金属铝形成一种合金，造成析出锌难以剥离，增加工人的劳动强度和阴极板的消耗。

脱氟的方法主要包括：(1)多膛炉脱氟法，该法属于火法冶炼范畴，能耗高，氟化物（包括氟化锌）挥发进入烟尘，得到含氟较高的含锌烟尘，回收较为困难；(2)碱洗脱氟法，该法流程复杂，纯碱消耗高，最后得到废水中含有铊，需要进一步处理；(3)离子交换法，该法流程复杂，离子树脂的再生成本较高；(4)双飞粉法，该法脱氟效果一般，且会引入钙离子，导致系统钙饱和易产生钙镁结晶。

因此，开发一种能高效分离湿法炼锌含锌溶液中锌、镁的方法，对于湿法炼锌行业来说具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的为针对现有技术的不足，提供了一种湿法炼锌含锌溶液中镁、氟的脱除方法，该法流程简单、操作方便、设备投资少，可实现湿法炼锌含锌溶液中锌、镁的分离。

本发明的技术方案是：

一种湿法炼锌含锌溶液中镁、氟的脱除方法，包括以下步骤：

A、沉锌脱氟：将湿法炼锌含锌溶液泵入到反应釜中，边搅拌边向反应釜内缓慢加入中和剂，反应温度为20~50℃，反应时间为4~8h，终点pH=6.5~8.0，液固分离后，得到中和渣与沉锌后液。

B、除镁：将步骤A得到的沉锌后液泵入到另一反应釜中，开启搅拌，加入碱使溶液的pH值达到9~11，反应温度为20~40℃，反应时间为3~5h，固液分离得到氢氧化镁和除镁后液，除镁后液返回湿法炼锌系统使用，以维持系统的体积平衡。

作为对本发明的进一步改进，所述步骤A中，搅拌速度为400~600r/min。

作为对本发明的进一步改进，所述步骤A中，中和剂为锌焙砂与石灰混合物、氧化锌与石灰混合物、锌焙砂与氧化锌与石灰混合物中的一种或多种，所述中和剂加入的量以达到终点pH=6.5~8.0为准；其中，石灰的质量占中和剂质量的10~30%。

作为对本发明的进一步改进，所述锌焙砂、氧化锌的粒度为200~300目。

作为对本发明的进一步改进，所述步骤A中，液固分离后，中和渣含水40~60%，沉锌后液含锌小于等于1g/l，含氟小于等于50mg/l。

作为对本发明的进一步改进，所述步骤B中，搅拌速度为200~400r/min。

作为对本发明的进一步改进，所述步骤B中，所述碱为片碱、纯碱、石灰或其它碱性化合物。

作为对本发明的进一步改进，所述步骤B中，固液分离后，得到的氢氧化镁含量为95%以上，除镁后液中含镁小于等于1mg/l，含锌小于等于10mg/l。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明所处理的溶液为湿法炼锌含锌溶液，包括净化除铜镉后液、电解新液、电解废液等，锌、镁的分离很彻底。

2、中和沉锌过程可将溶液含氟降至50mg/l以下，既实现了锌、镁的分离，又可使氟进入中和渣中，达到除氟的目的。

3、中和渣可带走部分水分，有利于湿法炼锌系统的体积平衡。

4、除镁过程既可实现镁的开路，又可实现镁资源的综合利用，除镁后液可回用于锌系统，实现资源的循环利用。

5、由于添加了石灰，增加了中和剂的中和效率，降低了中和剂的粒度要求，使用的锌焙砂、氧化锌的粒度仅200~300目。

本发明利用锌、镁化学性质的差异，通过调节pH值使锌、镁得以分离，分别得到含锌的中和渣以及氢氧化镁产品，同时沉锌过程可使大部分氟进入中和渣，中和渣还可带走部分水，有利于锌系统体积的平衡。本发明可实现湿法炼锌含锌溶液中锌、镁的分离，以达到镁和氟的开路得目的，降低湿法炼锌系统镁、氟含量，减少镁、氟对其造成的不利影响。沉锌后液含锌可降至1g/l以内，含氟可降至50mg/l以内；脱镁后液中镁含量可降至1mg/l以内，锌含量可降至10mg/l以内，除镁后液可返回湿法炼锌系统使用，以维持系统的体积平衡，过程中无“三废”产生，实现了资源的循环利用，属绿色冶炼范畴，具有良好的经济和社会效益。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明，本发明包含其技术思想范围内的其它实施方式和及其变形。

本发明实施例提供了一种湿法炼锌含锌溶液中镁、氟的脱除方法，请参阅图1。

下面通过具体实施例对本发明进行进一步说明。

实施例1

步骤A、沉锌脱氟：将湿法炼锌含锌溶液用泵泵入到反应釜中，开启搅拌，转速为400r/min，向反应釜内缓慢加入中和剂，反应温度为20℃，反应时间为8h，终点pH=8.0，液固分离后，得到中和渣与沉锌后液，中和渣含水60%，沉锌后液含锌1g/l，含氟50mg/l。其中，所述中和剂为锌焙砂和石灰混合物，石灰的质量占中和剂质量的10~30%。

步骤B、除镁：将步骤A得到的沉锌后液用泵泵入到反应釜中，开启搅拌，转速为200r/min，加入片碱使溶液的pH值达到9，反应温度为20℃，反应时间为5h，固液分离得到氢氧化镁和滤液，氢氧化镁品位95.5%，滤液含镁为1mg/l，含锌为10mg/l，可返回湿法炼锌系统使用。

实施例2

步骤A、沉锌脱氟：将湿法炼锌含锌溶液用泵泵入到反应釜中，开启搅拌，转速为500r/min，向反应釜内缓慢加入氧化锌和石灰混合物，反应温度为30℃，反应时间为6h，终点pH=7.5，液固分离后，得到中和渣与沉锌后液，中和渣含水50%，沉锌后液含锌0.8g/l，含氟45mg/l。

步骤B、除镁：将步骤A得到的沉锌后液用泵泵入到反应釜中，开启搅拌，转速为300r/min，加入纯碱使溶液的pH值达到10，反应温度为30℃，反应时间为4h，固液分离得到氢氧化镁和滤液，氢氧化镁品位96.2%，滤液含镁为0.8mg/l，含锌为8mg/l，可返回湿法炼锌系统使用。

实施例3

步骤A、沉锌脱氟：将湿法炼锌含锌溶液用泵泵入到反应釜中，开启搅拌，转速为600r/min，向反应釜内缓慢加入氧化锌与锌焙砂及石灰混合物，反应温度为50℃，反应时间为4h，终点pH=6.5，液固分离后，得到中和渣与沉锌后液，中和渣含水40%，沉锌后液含锌0.5g/l，含氟30mg/l。

步骤B、除镁：将步骤A得到的沉锌后液用泵泵入到反应釜中，开启搅拌，转速为400r/min，加入石灰使溶液的pH值达到11，反应温度为40℃，反应时间为3h，固液分离得到氢氧化镁和滤液，氢氧化镁品位96.8%，滤液含镁为0.5mg/l，含锌为5mg/l，可返回湿法炼锌系统使用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种湿法炼锌含锌溶液中镁、氟的脱除方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、沉锌脱氟：将湿法炼锌含锌溶液泵入到反应釜中，边搅拌边向反应釜内缓慢加入中和剂，反应温度为20~50℃，反应时间为4~8h，终点pH=6.5~8.0，液固分离后，得到中和渣与沉锌后液；

2.根据权利要求1所述的一种湿法炼锌含锌溶液中镁、氟的脱除方法，其特征在于：所述步骤A中，搅拌速度为400~600r/min。

3.根据权利要求1所述的一种湿法炼锌含锌溶液中镁、氟的脱除方法，其特征在于：所述步骤A中，中和剂为锌焙砂与石灰混合物、氧化锌与石灰混合物、锌焙砂与氧化锌与石灰混合物中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的一种湿法炼锌含锌溶液中镁、氟的脱除方法，其特征在于：所述锌焙砂、氧化锌的粒度为200~300目。

5.根据权利要求1所述的一种湿法炼锌含锌溶液中镁、氟的脱除方法，其特征在于：所述步骤A中，液固分离后，中和渣含水40~60%，沉锌后液含锌小于等于1g/l，含氟小于等于50mg/l。

6.根据权利要求1所述的一种湿法炼锌含锌溶液中镁、氟的脱除方法，其特征在于：所述步骤B中，搅拌速度为200~400r/min。

7.根据权利要求1所述的一种湿法炼锌含锌溶液中镁、氟的脱除方法，其特征在于：所述步骤B中，所述碱为片碱、纯碱、石灰或其它碱性化合物。

8.根据权利要求1所述的一种湿法炼锌含锌溶液中镁、氟的脱除方法，其特征在于：所述步骤B中，固液分离后，得到的氢氧化镁含量为95%以上，除镁后液中含镁小于等于1mg/l，含锌小于等于10mg/l。