CN1244589A - 湿法炼锌用低温锑盐除钴工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种湿法炼锌用低温锑盐除钴工艺,本发明的除钴过程,不需先除去铜、镉离子,而是在其并存的条件下加入锌粉、锑白粉以获得最好的除钴效率,该工艺既能降低能耗,节约成本,增加产量,又能有效地去除钴及锗、锑、镉等杂质,达到深度净化的目的。

Description

湿法炼锌用低温锑盐除钴工艺
本发明属湿法冶炼领域，特别是涉及一种湿法炼锌用低温锑盐除钴工艺。
目前国内外湿法炼锌厂大多是采用置换沉淀法并以锑盐作添加剂的除钴工艺。其工艺路线为： (CuSO4)、锌粉，除去大部分铜离子(Cu2+)、 加入锑白粉(Sb2O3)、 (CuSO4)、锌粉除去残余铜、镉离子。其中的高温(80～95℃)除钴工序的作业时间约为90～120分钟，能量消耗较大。也有在低温条件下采用黄药、砒霜及α-亚硝基盐除钴，但黄药法因黄酸盐极易分解而对锑、锗离子无除去作用，砒霜法会放出有毒的砷化氢气体，α-亚硝基盐法会在溶液中留下对电解极为有害的残余物，故采用的厂家很少。
本发明的目的在于提供一种既能降低能耗，节约成本，增加产量，又能有效地去除钴(Co2+)、锗(Ge2+)、锑(Sb3+)、镉(Cd2+)等杂质离子的湿法炼锌用除钴工艺。
本发明是采用下述方案来实现上述目的的：
在含有锌离子(Zn2+)100～150g/l、镉离子(Cd2+)0.1～2.0g/l、钴离子(Co2+)＜0.03g/l的锌矿浸出液中，以硫酸铜调节其铜离子(Cu2+)浓度为0.05～0.40g/l，按Sb3+∶Co2+＝0.2～1.8∶1的比例加入锑白粉(Sb2O3)，按2.0～4.0g/l的用量加入锌粉，在55～65℃下搅拌60～120分钟，即可达到除钴和深度净化的目的。
本发明的上述工艺中，锌粉的较佳用量为2.5～3.0g/l，时间较佳为70～90分钟。
本发明的发明者通过研究发现，65℃时，在硫酸锌溶液中，锌粉置换钴离子存在很大的阻力，除钴效率仅有50％左右。在有铜离子(Cu2+)存在下，加入锌粉和锑白粉(Sb2O3)的除钴效率有所提高，但也只能达到70％左右，不能满足要求。而在铜离子(Cu2+)、镉离子(Cd2+)并存，加入锌粉、锑白粉(Sb2O3)时，其除钴效率最好，可达98.8％。
因此，现有技术中先除去大部分的铜、镉离子后，再来除钴是十分不妥的，使得反应温度较高，必须在80℃以上才有较好的除钴效果，导致能耗过高，成本加大。
而本发明提供的除钴工艺，不需除去浸出液中的铜、镉离子，直接利用它们，并用硫酸铜来调节其浓度到Cu2+∶0.05～0.40g/l的范围后，再以锌粉和锑白粉(Sb2O3)来除钴，可使反应温度降至55～65℃，大大降低了能耗。
按本发明进行除钴后，再进行二段净化，即按现有技术在40～47℃下用硫酸铜(CuSO4)、锌粉除去残余铜、镉、锗、锑等离子，可得到高质量的硫酸锌溶液，完全能用于湿法炼锌。
本发明的除钴工艺经近4个月的工业性试验，结果表明，每年可节约煤耗约1500吨，吨锌耗锌粉下降5～8公斤，耗硫酸铜下降2～3公斤，每年节能总价值约150万元/万吨锌锭，且提高净化能力约20％。
下面是本发明的实施例和参考例。
参考例一：
硫酸锌溶液的成份为：Zn2+：125g/l，Co2+：0.025g/l，Cd2+：0，Cu2+：0，锌粉加入量为3g/l，Sb2O3加入量为0。反应温度：65℃，反应时同：90分钟。反应后的净化液中Co2+浓度为0.0125g/l，除钴率为50％。
参考例二：
除Cu2+浓度为0.19g/l，Sb2O3加入量为0.04g/l外，其余均同参考例一。反应后的净化液中Co2+浓度为0.0073g/l，除钴率为70.9％。
实施例一：
除Cd浓度为1.0g/l外，其余均同参考例二，反应后的净化液中Co2+浓度为0.0003g/l，除钴率为98.8％。
实施例二：
除Cu2+浓度为0.05g/l外，其余同实施例一，净化液中Co2+浓度为0.0023g/l，除钴率为90.7％。
实施例三：
除Cu2+浓度为0.30g/l外，其余同实施例一，净化液中Co2+浓度为0.0021g/l，除钴率为91.1％。
实施例四：
除Cu2+浓度为0.18g/l外，Cd2+浓度为0.1g/l外，其余同实施例一，净化液中Co2+浓度为0.005g/l，除钴率为80.0％。
实施例五：
除Cd2+浓度为1.5g/l外，其余同实施例四，净化液中Co2+浓度为0.002g/l，除钴率为91.7％。
实施例六：
除Cu2+浓度为0.18g/l，反应时间为60分钟外，其余同实施例一，净化液中Co2+浓度为0.005g/l，除钴率为80.0％。
实施例七：
除反应时间为120分钟外，其余同实施例六，净化液中Co2+浓度为0.00033g/l，除钴率为98.7％。
实施例八：
硫酸锌溶液的成份为：Zn2+：107g/l，Co2+：0.0037g/l，Cd2+：0.97g/l，Cu2+：0.17g/l；加入Sb2O30.008g/l，锌粉3.0g/l，反应温度65℃，反应时间90分钟。再经除铜、镉离子的二段净化工序，净化液中Co2+浓度为0.00059g/l，Sb3+：0.0001g/l，Ge2+：0.00001g/l，Cd2+：0.0006g/l，除钴率为84.1％。
实施例九：
硫酸锌溶液的成份为：Zn2+：132g/l，Co2+：0.0068g/l，Cd2+：0.98g/l，Cu2+：0.12g/l；加入CuSO4：0.1g/l，Sb2O3：0.003g/l，锌粉：2.5g/l，反应温度55℃，反应时间75分钟。再经除铜、镉离子的二段净化工序，净化液中Co2+度为0.001g/l，Sb3+：0.00009g/l，Ge2+：0.000015g/l，Cd2+：0.00076g/l，除钴率为85.3％。
实施例十：
工艺条件为：一段净化温度60～65℃，作业时间60～70分钟，硫酸铜3～8kg/50m3，锑白粉30～500g/50m3，锌粉125～150kg/50m3。二段净化温度40～47℃，作业时间40～60分钟，锌粉5～10kg/50m3，硫酸铜2～3kg/50m3，在上述条件下，1500吨/年锌锭工业验证结果见表1。表1：                   工业试验抽样结果
  作业时期(98年)                          作业条件 净化前液成份(mg/l)             净化后液成份(mg/l)
  温度   作业时间    硫酸铜kg/50m3   锑白粉g/50m3    锌  粉kg/50m3     Cu     Cd     Co     Co     Sb     Ge     Cd
    1月15(夜)     65     90     0     400     150     170     970     3.7     0.59     0.1     0.01     0.6
    15(早)     65     90     0     400     150     170     970     3.7     0.49     0.067     0.01     1.2
    15(中)     65     90     0     400     150     170     970     3.7     0.3     0.1     0.01     1.1
    17(夜)     65     90     2     400     125     150     1100     5.9     0.59     0.12     0.012     0.91
    17(早)     65     90     2     400     125     150     1100     5.9     0.49     0.10     0.01     0.49
    17(中)     65     90     2     400     125     150     1100     5.9     0.45     0.085     0.01     0.33
    3月3(夜)     60     75     6     450     125     120     870     7.5     0.26     0.12     0.013     0.82
    3(早)     60     75     6     450     125     120     870     7.5     0.44     0.1     0.013     1.3
3(中) 60 75 6 450 125 120 870 7.5 1.3 0.14 0.014 1.1
    12(夜)     55     75     5     450     125     120     980     6.8     1.2     0.11     0.01     0.93
    12(早)     55     75     5     450     125     120     980     6.8     1.0     0.09     0.015     0.76
    12(中)     55     75     5     450     125     120     980     6.8     1.4     0.16     0.01     0.47
    3月7(中)     60     75     5     550     125     125     1200     2.7     0.32     0.1     0.01     0.63
    8(夜)     60     75     5     550     125     125     1200     2.5     0.37     0.11     0.017     0.57
    18(中)     60     75     5     400     125     120     1160     4.3     0.47     0.13     0.01     0.98
    18(早)     60     80     8     450     125     95     1075     7.3     0.72     0.12     0.016     1.4
    4月5(早)     60     80     8     400     125     107     1280     6.9     0.95     0.10     0.01     1.5
    9(早)     60     80     7     400     125     119     1145     6.3     0.87     0.10     0.01     1.2
    13(早)     60     80     2     400     125     150     1085     7.2     0.47     0.16     0.01     1.2
    14(早)     60     80     2     400     125     150     920     7.5     0.52     0.13     0.02     1.5

Claims (2)

1.一种湿法炼锌用低温锑盐除钴工艺，其特征在于在含有锌离子(Zn2+)100～150g/l、镉离子(Cd2+)0.1～2.0g/l、钴离子(Co2+)＜0.03g/l的锌矿浸出液中，以硫酸铜调节其铜离子(Cu2+)浓度为0.05～0.40g/l，按Sb3+∶Co2+＝0.2～1.8∶1的比例加入锑白粉(Sb2O3)，按2.0～4.0g/l的用量加入锌粉，在55～65℃下搅拌60～120分钟，即可达到除钴和深度净化的目的。
2.根据权利要求1所述的一种湿法炼锌用低温锑盐除钴工艺，其特征在于锌粉的较佳用量为2.5～3.0g/l，搅拌时间较佳为70～90分钟。
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