CN114472881A - 锌粉活化浆及制备方法、除杂方法及除杂装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锌粉活化浆及制备方法、除杂方法及除杂装置。该制备方法包括以下步骤：制备锌粉浆；将稀硫酸加入锌粉浆中，以去除锌氧化层，得到锌粉活化浆。本发明采用稀硫酸液(如电解废液)破坏锌粉表上面钝化层恢复锌粉活性，提高锌粉的反应速率，从而使锌粉消耗指标得到下降。在浆化同时实现对净化过程用锌粉的活化，提升反应效果，达到有效降低湿法炼锌净化过程锌粉单耗，减少一净渣产出，提高金属回收率，并解决干粉下料扬尘问题，改善现场环境，降低安全环保风险。
Description
技术领域
本发明涉及湿法炼锌领域，特别是涉及一种锌粉活化浆及制备方法、除杂方法及除杂装置。
背景技术
固体锌粉与硫酸锌浸出液(湿法炼锌锌精矿经加压加酸浸出后产出经中和除铁后的硫酸锌溶液)接触，液固间界面张力使加入的锌粉不能立刻与硫酸锌溶液中的杂质发生置换反应。所以在锌粉加入净化反应槽之前，需要先用清水对锌粉进行浆化(因为清水相对于硫酸锌浸出液而言，粘度较低)。锌粉经清水充分浆化揽拌后，锌粉颗粒表面被清水湿润界面张力降到最低，经清水浆化后的锌粉再加入到净化反应槽时，锌粉分散而不会结团，同时表面湿润的锌粉，与硫酸锌浸出液能很好接触，从而迅速与硫酸锌浸出液中的杂质发生置换反应。然而，锌粉浆化过程中锌粉与空气、水等接触发生反应会使得锌粉表面钝化降低锌粉活性，影响反应效率，降低除杂效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的锌粉浆化过程中锌粉与空气、水等接触发生反应会使得锌粉表面钝化降低锌粉活性，影响反应效率，降低除杂效果的缺陷，从而提供一种锌粉活化浆及制备方法、除杂方法及除杂装置。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种锌粉活化浆的制备方法，包括以下步骤：
制备锌粉浆；
将稀硫酸加入锌粉浆中，以去除锌氧化层，得到锌粉活化浆。
优选地，所述锌粉浆中锌粉浓度为0.2-0.8kg/L，优选为0.5kg/L；所述稀硫酸的浓度为150-230g/l，优选为180g/l；所述稀硫酸和所述锌粉浆的体积比为1:(12-20)，优选为1:17。
优选地，制备锌粉浆的步骤包括：在浆化槽先加部分水；按比例将锌粉加入浆化槽中，并搅拌；向浆化槽中补充水，得到锌粉浆；
将稀硫酸加入锌粉浆中，以去除锌氧化层，得到锌粉活化浆的步骤包括：将所述锌粉浆输送到锌粉浆高位槽；将稀硫酸存储槽中稀硫酸加入锌粉浆化高位槽中。
优选地，锌粉浆中液固比为(1.7-1.9)：1，优选为1.86:1；锌粉浆高位槽的液位控制在400-1200mm。
一种锌粉活化浆，由所述的制备方法制备得到。
一种除杂方法，包括以下步骤：
利用所述的制备方法制备锌粉活化浆；
将所述锌粉活化浆加入到硫酸锌浸出液中进行除杂。
优选地，控制硫酸锌浸出液的温度为80-90℃，按锑钴比0.7-0.9，铜离子15-25mg/L的条件加入辅料，然后加入所述锌粉活化浆。
优选地，所述辅料包括1.5-3g/l三氧化二锑的溶液和含80-120g/l硫酸铜的溶液。
一种除杂装置，用于上述的除杂方法，包括浆化槽、锌粉浆高位槽和净化反应槽，且所述浆化槽和所述锌粉浆高位槽之间，以及所述锌粉浆高位槽和所述净化反应槽之间均连接有输送管道，且所述输送管道上均设置有泵。
优选地，所述锌粉浆高位槽和所述净化反应槽之间的输送管道还设置有流量计和调节阀；所述浆化槽、所述锌粉浆高位槽和所述净化反应槽中均设置有搅拌机；所述浆化槽上设置有锌粉料斗，所述锌粉浆高位槽上设置有稀硫酸存储槽。
上述除杂装置的工作过程为：锌粉在浆化槽浆化，得到锌粉浆，然后将锌粉浆输送到锌粉浆高位槽。锌粉浆高位槽的液位控制在400～1200mm。当锌粉浆高位槽液位降至400mm左右时，点泵“正转”往锌粉浆高位槽输送锌粉浆，锌粉浆高位槽液位涨到1150mm时停泵。每次送浆停泵后要马上点输送软管泵“反转”约15s，反抽空管内锌粉浆，以免堵管。
锌粉浆输送到锌粉浆高位槽，锌粉浆高位槽达到一定液位1150mm，停止泵，在锌粉浆化高位槽边上装有一个有刻度的稀硫酸存储槽，稀硫酸存储槽提前定量加入稀硫酸(电解废酸)，稀硫酸存储槽装有排液管和排液阀，人工打开阀门可将稀硫酸加入锌粉浆化高位槽中，以确保锌粉活性。锌粉浆高位槽的液位控制在400-1200mm，每次送液600mm，锌粉浆高位槽直径1.2m，每次输送锌粉量339kg。加酸量为非有效锌(非有效锌是指被氧化后的非单质锌)与酸反应所需的量，湿法炼锌净化过程使用锌粉按98％计算，非有效锌按2％计算，核算0.5kg/L的锌粉浆与185g/l的电解废酸体积比为：17:1。活化后的锌粉活化浆按生产需求加入到净化反应槽3中。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明采用稀硫酸液(如电解废液)破坏锌粉表上面钝化层恢复锌粉活性，提高锌粉的反应速率，从而使锌粉消耗指标得到下降。在浆化同时实现对净化过程用锌粉的活化，提升反应效果，达到有效降低湿法炼锌净化过程锌粉单耗，减少一净渣产出，提高金属回收率，并解决干粉下料扬尘问题，改善现场环境，降低安全环保风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的种实施方式中提供的除杂装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
锌粉浆化过程中锌粉与空气、水等接触发生反应会使得锌粉表面钝化降低锌粉活性，影响反应效率，降低除杂效果。为此，本发明提供了一种锌粉活化浆的制备方法，利用稀硫酸对锌粉进行活化，具体包括以下步骤：
步骤1、制备锌粉浆。制备锌粉浆的步骤包括：在浆化槽先加部分水；按比例将锌粉加入浆化槽中，并搅拌；向浆化槽中补充水，得到锌粉浆。优选地，所述锌粉浆中锌粉浓度为0.2-0.8kg/L，优选为0.5kg/L。
步骤2、将稀硫酸加入锌粉浆中，以去除锌氧化层，得到锌粉活化浆。具体包括将所述锌粉浆输送到锌粉浆高位槽；将稀硫酸存储槽中稀硫酸加入锌粉浆化高位槽中。其中，所述稀硫酸的浓度为150-230g/l，更优选为180g/l；所述稀硫酸和所述锌粉浆的体积比为1:(12-20)，更优选为1:17。锌粉浆中液固比为(1.7-1.9)：1，优选为1.86:1；锌粉浆高位槽的液位控制在400-1200mm。
本发明采用稀硫酸液(如电解废液)破坏锌粉表上面钝化层恢复锌粉活性，提高锌粉的反应速率，从而使锌粉消耗指标得到下降。在浆化同时实现对净化过程用锌粉的活化，提升反应效果，达到有效降低湿法炼锌净化过程锌粉单耗，减少一净渣产出，提高金属回收率，并解决干粉下料扬尘问题，改善现场环境，降低安全环保风险。
本发明还提供了一种除杂方法，包括以下步骤：利用所述的制备方法制备锌粉活化浆；将所述锌粉活化浆加入到硫酸锌浸出液中进行除杂。
优选地，控制硫酸锌浸出液的温度为80-90℃，按锑钴比0.7-0.9，铜离子15-25mg/L的条件加入辅料，然后加入所述锌粉活化浆。所述辅料包括1.5-3g/l三氧化二锑的溶液和含80-120g/l硫酸铜的溶液。
如图1所示，本发明还提供了一种除杂装置，用于上述的除杂方法，包括浆化槽1、锌粉浆高位槽2和净化反应槽3，且所述浆化槽1和所述锌粉浆高位槽2之间，以及所述锌粉浆高位槽2和所述净化反应槽3之间均连接有输送管道4，且所述输送管道4上均设置有泵5。所述浆化槽、所述锌粉浆高位槽和所述净化反应槽中均设置有搅拌机6，所述浆化槽1上设置有锌粉料斗7，所述锌粉浆高位槽2上设置有稀硫酸存储槽8。优选地，所述锌粉浆高位槽2和所述净化反应槽3之间的输送管道4还设置有流量计9和调节阀10。泵5可为软管泵。
优选的，锌粉料斗7的规格：Φ800mm，用于锌粉干料的下料；浆化槽1，规格：Φ1500*2000mm，用于锌粉浆化的制备；第一个泵5的规格：IPH65,设置在浆化槽1底阀连接，用于锌粉浆化液的输送，软管设计正反转控制系统，送停送锌粉浆后要立即点输送软管泵“反转”约15s，反抽空管内锌粉浆，可防止输送管道堵管；锌粉浆高位槽2的规格：Φ1200*1500mm，用于储存制备好的锌粉浆化液，以及下料；流量计9的规格:DN25、输出信号4～20MA，用于测量锌粉活化浆的流量，并将流量信号反馈至DCS控制系统，核算锌粉下料量；调节阀10的规格：DN25、输出信号4～20MA，根据DCS控制系统的设定流量值，利用PID控制自动调节流量，用于自动调节锌粉活化浆的流量，控制锌粉下料量；净化反应槽3的规格：Φ4000*5300mm，用于湿法炼锌净化除杂。
上述除杂装置的工作过程为：锌粉在浆化槽1浆化，得到锌粉浆，然后将锌粉浆输送到锌粉浆高位槽2。锌粉浆高位槽2的液位控制在400～1200mm。当锌粉浆高位槽2液位降至400mm左右时，点泵5“正转”往锌粉浆高位槽2输送锌粉浆，锌粉浆高位槽2液位涨到1150mm时停泵。每次送浆停泵后要马上点输送软管泵“反转”约15s，反抽空管内锌粉浆，以免堵管。
注
计算泵5单位开度体积流量时，所选液位变化线段要求基本是直线，且该线段时间内泵5频率开度保持不变。
每个班要核算1次，核算出新值后要立即按新值重新计算加料软管泵频率开度。
锌粉浆输送到锌粉浆高位槽2，锌粉浆高位槽2达到一定液位1150mm，停止泵，在锌粉浆化高位槽2边上装有一个有刻度的稀硫酸存储槽8，稀硫酸存储槽8提前定量加入稀硫酸(电解废酸)，稀硫酸存储槽8装有排液管和排液阀，人工打开阀门可将稀硫酸加入锌粉浆化高位槽2中，以确保锌粉活性。锌粉浆高位槽2的液位控制在400-1200mm，每次送液600mm，锌粉浆高位槽直径1.2m，每次输送锌粉量339kg。加酸量为非有效锌(非有效锌是指被氧化后的非单质锌)与酸反应所需的量，湿法炼锌净化过程使用锌粉按98％计算，非有效锌按2％计算，核算0.5kg/L的锌粉浆与185g/l的电解废酸体积比为：17:1。活化后的锌粉活化浆按生产需求加入到净化反应槽3中。
下面将结合实施例进一步阐述本发明提供的锌粉活化浆的制备方法、除杂方法。
实施例1
取锌粉加入自来水中搅拌3小时，得到锌粉浆(锌粉浓度为0.5kg/L，液固比：1.86/1)。然后加2ml稀硫酸(浓度为185g/l)，所述稀硫酸和所述锌粉浆的体积比为1:17，得到锌粉活化浆。取1.5升硫酸锌浸出液(锌精矿经加压加酸浸出产出经中和除铁后产出硫酸锌溶液)，控温85℃，将锌粉活化浆加入，搅拌90分钟后取滤液测钴镉。
实施例2
取锌粉加入自来水中搅拌3小时，得到锌粉浆(锌粉浓度为0.5kg/L，液固比：1.86/1)。然后加2ml稀硫酸(浓度为185g/l)，所述稀硫酸和所述锌粉浆的体积比为1:17，得到锌粉活化浆。取1.5升硫酸锌浸出液，控温85℃，将锌粉活化浆加入，搅拌90分钟后取滤液测钴镉。
实施例3
取锌粉加入自来水中搅拌3小时，得到锌粉浆(锌粉浓度为0.2kg/L，液固比：1.7/1)。然后加2ml稀硫酸(浓度为150g/l)，所述稀硫酸和所述锌粉浆的体积比为1:12，得到锌粉活化浆。取1.5升硫酸锌浸出液，控温85℃，将锌粉活化浆加入，搅拌90分钟后取滤液测钴镉。
实施例4
取锌粉加入自来水中搅拌3小时，得到锌粉浆(锌粉浓度为0.8kg/L，液固比：1.9/1)。然后加2ml稀硫酸(浓度为230g/l)，所述稀硫酸和所述锌粉浆的体积比为1:20，得到锌粉活化浆。取1.5升硫酸锌浸出液，控温85℃，将锌粉活化浆加入，搅拌90分钟后取滤液测钴镉。
实施例5
取锌粉加入自来水中搅拌3小时，得到锌粉浆(锌粉浓度为0.5kg/L，液固比：1.86/1)。然后加2ml稀硫酸(浓度为185g/l)，所述稀硫酸和所述锌粉浆的体积比为1:17，得到锌粉活化浆。取1.5升硫酸锌浸出液，控温80℃，将锌粉活化浆加入，搅拌90分钟后取滤液测钴镉。
实施例6
取锌粉加入自来水中搅拌3小时，得到锌粉浆(锌粉浓度为0.5kg/L，液固比：1.86/1)。然后加2ml稀硫酸(浓度为185g/l)，所述稀硫酸和所述锌粉浆的体积比为1:17，得到锌粉活化浆。取1.5升硫酸锌浸出液，控温90℃，将锌粉活化浆加入，搅拌90分钟后取滤液测钴镉。
实施例7
取锌粉加入自来水中搅拌3小时，得到锌粉浆(锌粉浓度为0.5kg/L，液固比：1.86/1)。然后加2ml稀硫酸(浓度为185g/l)，所述稀硫酸和所述锌粉浆的体积比为1:17，得到锌粉活化浆。取1.5升硫酸锌浸出液，控温85℃，按锑钴比0.8，铜离子20mg/L的条件加入辅料(含三氧化二锑的溶液和硫酸铜的溶液)，同时将锌粉活化浆加入，搅拌90分钟后取滤液测钴镉。
实施例8
取锌粉加入自来水中搅拌3小时，得到锌粉浆(锌粉浓度为0.2kg/L，液固比：1.7/1)。然后加2ml稀硫酸(浓度为150g/l)，所述稀硫酸和所述锌粉浆的体积比为1:12，得到锌粉活化浆。取1.5升硫酸锌浸出液，控温85℃，按锑钴比0.8，铜离子20mg/L的条件加入辅料(含三氧化二锑的溶液和硫酸铜的溶液)，同时将锌粉活化浆加入，搅拌90分钟后取滤液测钴镉。
实施例9
取锌粉加入自来水中搅拌3小时，得到锌粉浆(锌粉浓度为0.8kg/L，液固比：1.9/1)。然后加2ml稀硫酸(浓度为230g/l)，所述稀硫酸和所述锌粉浆的体积比为1:20，得到锌粉活化浆。取1.5升硫酸锌浸出液，控温85℃，按锑钴比0.8，铜离子20mg/L的条件加入辅料(含三氧化二锑的溶液和硫酸铜的溶液)，同时将锌粉活化浆加入，搅拌90分钟后取滤液测钴镉。
实施例10
取锌粉加入自来水中搅拌3小时，得到锌粉浆(锌粉浓度为0.5kg/L，液固比：1.86/1)。然后加2ml稀硫酸(浓度为185g/l)，所述稀硫酸和所述锌粉浆的体积比为1:17，得到锌粉活化浆。取1.5升硫酸锌浸出液，控温80℃，按锑钴比0.7，铜离子15mg/L的条件加入辅料(含三氧化二锑的溶液和硫酸铜的溶液)，同时将锌粉活化浆加入，搅拌90分钟后取滤液测钴镉。
实施例11
取锌粉加入自来水中搅拌3小时，得到锌粉浆(锌粉浓度为0.5kg/L，液固比：1.86/1)。然后加2ml稀硫酸(浓度为185g/l)，所述稀硫酸和所述锌粉浆的体积比为1:17，得到锌粉活化浆。取1.5升硫酸锌浸出液，控温90℃，按锑钴比0.9，铜离子25mg/L的条件加入辅料(含三氧化二锑的溶液和硫酸铜的溶液)，同时将锌粉活化浆加入，搅拌90分钟后取滤液测钴镉。
对比例1
取1.5升硫酸锌浸出液，控温85℃，按锑钴比0.8，铜离子20mg/L的条件加入辅料(含2g/l三氧化二锑的溶液和含100g/l硫酸铜的溶液)，同时加入4.5g锌粉干料，搅拌反应90分钟后取滤液测钴镉。
对比例2
取4.5g锌粉加入自来水中搅拌3小时。取1.5升硫酸锌浸出液，控温85℃，按锑钴比0.8，铜离子20mg/L的条件加入辅料，同时将锌粉浆加入，搅拌90分钟后取滤液测钴镉。
表1
从表1看出，对比例1和2中经过浆化的锌粉对硫酸锌溶液除钴并无正向作用，说明简单的锌粉浆化处理对锌粉的活性有一定的负面影响，而实施例1-11通过适量的稀硫酸处理后锌粉浆除钴效果达到了三种条件作用下的最优效果，可见加入一定量的稀硫酸有助于实现锌粉浆的活化，提高锌粉的反应速率。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种锌粉活化浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备锌粉浆；
将稀硫酸加入锌粉浆中，以去除锌氧化层，得到锌粉活化浆。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述锌粉浆中锌粉浓度为0.2-0.8kg/L，优选为0.5kg/L；所述稀硫酸的浓度为150-230g/l，优选为180g/l；所述稀硫酸和所述锌粉浆的体积比为1:(12-20)，优选为1:17。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
制备锌粉浆的步骤包括：在浆化槽先加部分水；按比例将锌粉加入浆化槽中，并搅拌；向浆化槽中补充水，得到锌粉浆；
将稀硫酸加入锌粉浆中，以去除锌氧化层，得到锌粉活化浆的步骤包括：将所述锌粉浆输送到锌粉浆高位槽；将稀硫酸存储槽中稀硫酸加入锌粉浆化高位槽中。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，锌粉浆中液固比为(1.7-1.9)：1，优选为1.86:1；锌粉浆高位槽的液位控制在400-1200mm。
5.一种锌粉活化浆，其特征在于，由权利要求1至4中任一项所述的制备方法制备得到。
6.一种除杂方法，其特征在于，包括以下步骤：
利用权利要求1至4中任一项所述的制备方法制备锌粉活化浆；
将所述锌粉活化浆加入到硫酸锌浸出液中进行除杂。
7.根据权利要求6所述的除杂方法，其特征在于，控制硫酸锌浸出液的温度为80-90℃，按锑钴比0.7-0.9，铜离子15-25mg/L的条件加入辅料，然后加入所述锌粉活化浆。
8.根据权利要求7所述的除杂方法，其特征在于，所述辅料包括1.5-3g/l三氧化二锑的溶液和含80-120g/l硫酸铜的溶液。
9.一种除杂装置，其特征在于，用于权利要求6或7所述的除杂方法，包括浆化槽、锌粉浆高位槽和净化反应槽，且所述浆化槽和所述锌粉浆高位槽之间，以及所述锌粉浆高位槽和所述净化反应槽之间均连接有输送管道，且所述输送管道上均设置有泵。
10.根据权利要求9所述的除杂装置，其特征在于，所述锌粉浆高位槽和所述净化反应槽之间的输送管道还设置有流量计和调节阀；所述浆化槽、所述锌粉浆高位槽和所述净化反应槽中均设置有搅拌机；所述浆化槽上设置有锌粉料斗，所述锌粉浆高位槽上设置有稀硫酸存储槽。
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