CN205133696U - 一种硫酸锌溶液连续净化的净化槽 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种硫酸锌溶液连续净化的净化槽，属于湿法炼锌技术领域。其包括进液管、净化槽槽壁、净化槽槽底、净化槽盖板、搅拌机、抽风管和出液管，还包括滤板，所述滤板设在所述净化槽槽壁与所述出液管的连通处，所述滤板上设有滤孔，所述净化槽槽体内部装有锌片。本实用新型能够连续有效置换硫酸锌溶液中的铜镉钴杂质离子，且能大幅度降低置换铜镉钴杂质消耗的锌片量，降低置换除杂成本，也能得到较高纯度的铜镉钴渣，还能改善生产现场环境。

Description

一种硫酸锌溶液连续净化的净化槽

技术领域

本实用新型涉及一种硫酸锌溶液连续净化的净化槽，属于湿法炼锌技术领域。

背景技术

在金属锌锭产品的生产过程中，有75％以上的锌锭产品是采用湿法炼锌工艺流程生产。传统的湿法炼锌生产工艺主干流程有五个主要工艺过程，即锌精矿沸腾焙烧与烟气制酸、氧化锌浸出、硫酸锌溶液净化、硫酸锌净化液电解与锌片熔铸、浸出渣挥发处理。在锌精矿沸腾焙烧与烟气制酸过程中，精矿中的硫化锌被氧化为氧化锌和二氧化硫，二氧化硫进入烟气并经过烟气净化、二氧化硫转化、三氧化硫吸收后得到浓硫酸；氧化锌产物俗称锌焙砂，送入氧化锌浸出过程。在浸出过程中，浸出剂为电解废液，和补充的少量硫酸，在浸出过程中，焙砂中的氧化锌与硫酸反应，生成可溶解的硫酸锌，进入了溶液，同时，在过程中少量的杂质铜、镉、钴等也进入了硫酸锌溶液。为了确保后续的电解过程能够顺利进行，必须对硫酸锌溶液中的铜镉钴杂质进行脱除，即硫酸锌溶液净化。

目前，用于硫酸锌溶液净化除铜镉钴的主要设备是传统净化槽，净化剂为工业锌粉，生产工业锌粉的主要设备为电炉，因此，工业锌粉也称电炉锌粉。

传统净化槽通常是圆筒型，外部为钢筋混凝土结构或钢结构，内部衬有防腐材料，有些净化槽底部有锥度，净化槽配有搅拌机，净化槽用于连续净化除杂时，从上方或侧上方进液，从进液方向的对面侧上方以溢流形式出液。

硫酸锌溶液净化除铜镉钴时，根据金属锌的金属活性高于金属铜、镉、钴的金属活性，因此能够使用金属锌将溶液中的铜镉钴杂质离子进行置换，进行置换后，溶液中的铜镉钴杂质离子被除去，溶液得到了净化，所以净化的过程的实质是置换过程，即金属锌对溶液中的铜镉杂质离子进行置换的过程。使用传统净化槽对硫酸锌溶液进行净化时，净化剂为工业锌粉，锌粉的有效锌为80～93％，粒度0.025～0.150mm，锌粉从上部加入槽内，在搅拌机作用下，工业锌粉与溶液中的铜离子、镉离子、钴离子进行置换反应，锌粉中的锌金属转化为锌离子进入溶液，铜离子、镉离子、钴离子被置换，分别转化为金属铜小固体、金属镉小固体和金属钴小固体，从溶液中析出，经过压滤机进行固液分离后，产出铜镉钴渣，与溶液分离，实现溶液除去铜镉钴的目的。

采用工业锌粉和传统的连续净化槽，进行硫酸锌溶液净化除铜镉钴时，根据硫酸锌溶液杂质含量的不同，采用的净化工艺也有所区别，对于杂质含量较低的硫酸锌溶液，通常是一段同时除铜镉钴，同时除铜镉钴时，温度为80～90℃、时间120～180min；而对于铜镉钴含量均较高的溶液，通常采用分步除铜镉钴，即第一步除铜，第二步除镉，第三步除钴；分步除铜、除镉条件为温度60～80℃时间为60～90min；除钴则相对复杂，除钴的方法有高温锑盐法、高温砷盐法、钴试剂法、黄药除钴法、乙萘酚除钴法、高分子有机物络合法等，其中最常用的方法是高温锑盐法，该方法的净化温度较高，在85～95℃下进行，且需要加入三氧化二锑或金属锑为催化剂。由于工业锌粉有较大的比表面积，在使用工业锌粉除铜镉钴时，有较大的反应速度，因而具有投资省、占地小、生产效率高的优点。

但采用工业锌粉和传统连续净化槽进行硫酸锌溶液净化除铜镉钴时，工业电炉锌粉的消耗量很大，造成生产成本高，降低了经济效益。在除铜阶段，工业锌粉的消耗量至少为理论需要量的110％，而在除镉阶段，工业电炉锌粉的消耗量至少为理论需要量的2倍，在除钴阶段更高，通常达到30倍。如果要将溶液的镉、钴净化很彻底，则锌粉的过剩值很大，除镉过程超过理论需要量的2倍，除钴超过理论量的30倍。导致工业锌粉消耗量大幅度超过理论需要量的原因有三个，一是工业电炉锌粉的有效锌偏低，通常只有85％，导致锌粉活性低，二是由于工业锌粉与净化得到的铜镉钴渣粒度差很小，不能及时将反应生成的铜镉钴渣固体物质进行分离，铜镉钴渣固体物质对锌粉形成局部包裹，又进一步降低了锌粉的反应活性，三是净化反应结束后，由于净化槽本身的缺陷，无法将没有参与反应的剩余锌粉与铜镉钴渣分离，没有参与反应的剩余锌粉也进入了铜镉渣中，最终导致工业电炉锌粉的消耗量很大，通常达到3～10kg/m³溶液。

实用新型内容

本实用新型的目的是弥补现有技术的不足，提供一种硫酸锌溶液连续净化的净化槽。本实用新型以锌片为净化剂，实现锌片对硫酸锌溶液中的杂质铜镉钴离子的连续置换，具有锌片消耗量小、生产成本低、铜镉钴置换彻底、现场环境好的优点。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种硫酸锌溶液连续净化的方法，包括进液管、净化槽槽壁、净化槽槽底、净化槽盖板、搅拌机、抽风管和出液管，所述净化槽槽壁、净化槽槽底和净化槽盖板组成净化槽槽体，所述搅拌机包括电机、支架、搅拌轴和搅拌桨，所述电机和支架均居中位于净化槽盖板上，所述搅拌轴和搅拌桨均居中位于净化槽槽体的内部，所述进液管位于净化槽盖板的一侧，所述抽风管位于净化槽盖板与所述进液管相对的一侧，所述出液管位于净化槽槽壁的上部与所述进液管相对的一侧，还包括滤板，所述滤板设在所述净化槽槽壁与所述出液管的连通处，所述滤板上设有滤孔，所述净化槽槽体内部装有锌片。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述滤孔均匀分布，数量为100～2000个，孔径为4～30mm，相邻滤孔之间的孔中心距为6～35mm。

进一步，所述锌片的长度为20～200mm、宽度为10～50mm、厚度为1～3mm。

一种硫酸锌溶液连续净化的方法，该方法通过如上任一项所述的净化槽实现，包括以下步骤：将铜、镉、钴、锌质量浓度分别为0.2～2.0g/L、0.2～2.0g/L、0.002～0.050g/L、120～180g/L、pH值5.0～5.4的待处理的硫酸锌溶液，在所述净化槽内进行连续净化后，得到处理过的硫酸锌溶液和杂质。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述处理过的硫酸锌溶液中铜、镉、钴、锌的质量浓度分别为0.0001～0.0002g/L、0.0003～0.0005g/L、0.0004～0.0005g/L、120.3～183.2g/L，pH值为5.2～5.4，所述杂质为铜、镉、钴。

进一步，在所述净化槽内连续净化的具体步骤为：待处理的硫酸锌溶液连续从所述进液管流入到所述净化槽槽体，启动搅拌机的电机，搅拌轴和搅拌桨开始运转，所述待处理的硫酸锌溶液与所述净化槽槽体内部的锌片发生置换反应，所述待处理的硫酸锌溶液中的杂质从溶液中析出，置换反应结束后，处理过的硫酸锌溶液和杂质的混合物，以溢流形式连续通过所述滤板上的滤孔，流到出液管，进而流出净化槽外，未参与反应的锌片残留物被滤板截留，继续停留在净化槽槽体内部参与下一个除杂过程，硫酸锌溶液的水汽和反应产生的气体由所述抽风管抽走，最后将所述混合物进行固液分离，即分别得到处理过的硫酸锌溶液和杂质。

进一步，所述反应产生的气体为氢气。

上述反应过程为：

Zn+2H⁺＝Zn²⁺+H₂↑

本实用新型的净化槽，其工作原理如下：含有杂质铜镉钴金属离子的硫酸锌溶液，从进液管连续流入装有锌片的净化槽后，启动搅拌机，硫酸锌溶液在搅拌机的作用下在槽内运动，并与槽内的锌片接触，在锌片表面发生了置换反应，溶液中的铜镉钴杂质离子被金属锌置换，参与了置换反应的金属锌转变为可溶性的锌离子进入溶液，铜镉钴杂质离子被置换，从溶液中析出，分别生成金属铜小固体、金属镉小固体和金属钴小固体，也分别俗称铜渣、镉渣和钴渣；金属铜小固体、金属镉小固体和金属钴小固体，在搅拌机直接搅动和运动溶液冲击的双重作用下，脱离锌片表面，随着搅拌的不断进行，置换反应也在不断进行中，溶液中的铜镉钴杂质离子不断被锌片置换，杂质离子浓度越来越低，反应生成的铜渣、镉渣和钴渣小固体物质越来越多；当置换反应进行比较充分后，溶液中的铜镉钴杂质离子已经很少，铜镉钴杂质离子浓度已经很低，达到了脱去杂质铜镉钴离子的目的，置换反应结束，生成的铜镉钴渣小固体物质最后随着溶液一起流动，以溢流形式透过滤板上的滤孔流到出液管，再而流出净化槽外；反应残余的锌片，由于其尺寸大于设置在出液管前端的滤板滤孔，被滤板截留继续停留在净化槽内，没有随着溶液流动净化槽外，继续与新进入净化槽内的硫酸锌溶液发生置换反应；流出净化槽外的溶液和铜镉钴渣混合物，经压滤机进行固液分离后，得到铜镉钴渣和硫酸锌净化液，溶液中的铜镉钴杂质被彻底分离，达到了脱去杂质铜镉钴的目的。根据置换除铜镉钴消耗的锌片量，定期补充锌片到净化槽内。

本实用新型的有益效果是：

1.锌金属消耗量小。使用本实用新型的净化槽时，净化剂为锌片，锌片是纯度很高的金属锌，有效锌含量接近100％；在置换反应过程中，反应生成的金属铜小固体、金属镉小固体和金属钴小固体，在搅拌机直接搅动和运动溶液冲击的双重作用下，能够及时从锌片表面分离，确保锌片充分与溶液接触，锌片的粒度大于滤板的滤孔，被滤板截留继续停留在净化槽内，没有随着溢流溶液流到净化槽外，这样净化渣中只有金属铜小固体、金属镉小固体和金属钴小固体，没有夹带走锌片，没有造成锌片的浪费，锌片的消耗全部用于置换反应，因此锌片的消耗量很小。

2.铜镉钴渣纯度高。在置换反应过程中，反应生成的金属铜小固体、金属镉小固体和金属钴小固体，在搅拌机直接搅动和运动溶液冲击的双重作用下，能够及时从锌片表面分离，并与溶液一起流动到净化槽外，而锌片被滤板截留继续停留在净化槽内，这样净化渣中只有金属铜小固体、金属镉小固体和金属钴小固体，没有夹带走锌片，锌片没有进入到净化渣中，因此，得到的净化渣纯度很高，简单处理后，就可以形成粗产品。

3.除铜镉钴彻底。在净化过程中，反应生成的金属铜小固体、金属镉小固体和金属钴小固体，在搅拌浆直接搅动和运动溶液冲击的双重作用下，能够及时从锌片表面分离，使锌片的表面不被反应生成的铜渣、镉渣和钴渣小固体物质履盖，始终与溶液保持较大的接触面积，确保了锌片的化学活性，确保了充分的反应速度，有效保证了锌片对铜镉钴的置换能力，随着置换反应的不断进行，最终彻底除去溶液中的铜镉杂质离子。

4.适用能力强。本实用新型所述的一种用于硫酸锌溶液连续净化的净化槽，可以用于硫酸锌溶液连续净化一步同时除去铜镉钴杂质离子，也可以用于硫酸锌溶液连续净化分步除去铜镉钴杂质离子；可以用于单台净化槽的连续净化，也可以用于多台净化槽串联的连续净化。如果用于分步除去铜、镉、钴时，可以通过精确控制溶液的温度、溶液流量、锌片的表面积、反应时间等参数时，实现第一步只置换除去铜离子而不置换除去镉钴离子的目的，镉杂质离子在后续的第二步置换过程中再除去，最后一步再除去钴杂质离子。在多个槽连续净化时，第一个净化槽的出液管与第二个槽的进液管连接，第二个净化槽的出液管与第三个槽的进液管连接，最后一个槽的出液管才连接压滤机。

5.现场环境好。传统连续净化的净化槽，使用工业锌粉作净化剂，锌粉的粒度小，在锌粉的运输过程和加入槽体时，容易发生粉尘飞扬，既造成了锌粉损失，又污染了现场环境；本实用新型所用的净化槽，使用锌片作为净化剂，粒径大，不会在运输过程和加入槽体时造成粉尘飞扬，因此，作业环境友好。

附图说明

图1为本实用新型的净化槽的正视图。

图2为本实用新型的实施例2的三个净化槽及相关设备连接的正视图。

图3为本实用新型的实施例3的六个净化槽及相关设备连接的正视图。

图4为本实用新型的实施例4的九个净化槽及相关设备连接的正视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、进液管，2、净化槽槽壁，3、净化槽槽底，4、净化槽盖板，5、搅拌机，6、抽风管，7、滤板，8、出液管，9、接液管，10转液池，11、压滤泵，12、压滤机，13、净化液贮槽，14、溶液提升泵。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1

如图1所示，一种硫酸锌溶液连续净化的净化槽，包括进液管1、净化槽槽壁2、净化槽槽底3、净化槽盖板4、搅拌机5、抽风管6和出液管8，所述净化槽槽壁2、净化槽槽底3和净化槽盖板4组成净化槽槽体，槽体为300mm厚的钢筋混凝土结构，内衬厚度50mm有防腐瓷砖，槽体内部尺寸为Φ3.6m×H4.0m，总容积为40.7m³，有效容积为30m³。

所述搅拌机5包括电机、支架、搅拌轴和搅拌桨，所述的电机和支架均居中位于净化槽盖板4上，所述搅拌轴和搅拌桨均居中位于净化槽槽体的内部，搅拌机5的电机功率为30kW，电机转速为1470n/min，搅拌机转速为85n/min。

所述进液管1位于净化槽盖板4的一侧，所述抽风管6位于净化槽盖板4与所述进液管1相对的一侧，所述出液管8位于净化槽槽壁2的下部，进液管1的管径为200mm，出液管2的管径为300mm。

还包括滤板7，所述滤板7设在所述净化槽槽体内部，且位于所述搅拌桨的下方、所述出液管8的上方，滤板6为厚度6mm的钛板。

所述滤板7上设有滤孔，滤板7上的滤孔均匀分布，滤孔的个数为2000个，孔径为4mm，相邻滤孔之间的间距为6mm。

所述净化槽槽体内部装有3t锌片，所述锌片的长度为20mm、宽度为10mm、厚度为1mm。

一种硫酸锌溶液连续净化的方法，该方法通过如上所述的净化槽实现，包括以下步骤：

将铜、镉、钴、锌质量浓度分别为0.2g/L、0.2g/L、0.002g/L、120g/L、pH值为5.0的待处理的硫酸锌溶液，以10m³/h的流速连续从所述进液管1流入到所述净化槽槽体，在温度为85℃的条件下，启动搅拌机5的电机，搅拌轴和搅拌桨开始运转，同时以50g/h的速度连续加入三氧化二锑，所述待处理的硫酸锌溶液与净化槽内的锌片发生置换反应，所述待处理的硫酸锌溶液中的杂质从溶液中析出，置换反应结束后，处理过的硫酸锌溶液和杂质的混合物通过所述的滤板7的滤孔流到出液管8，再经出液管8流出净化槽外，未参与反应的锌片残留物被滤板7截留，继续停留在净化槽内，对后续进入的待处理的硫酸锌溶液进行置换除杂，净化槽内的硫酸锌溶液的水汽和反应产生的氢气由所述抽风管6抽走，最后将所述流到净化槽外的混合物用60m²的厢式压滤机进行固液分离后，即分别得到含铜0.0001g/L、镉0.0005g/L、钴0.0004g/L、锌120.3g/L、pH5.2的处理过的硫酸锌溶液10m³/h和含锌10％、铜40.1％、镉39.8％、钴0.4％的铜镉钴渣5kg/h，铜镉钴渣用于分离并回收铜、镉、钴和锌金属。

本实施例仅用一个净化槽，实现一步同时除去铜镉钴三种杂质离子；在连续净化过程，往净化槽中加入锌片4kg/h。

实施例2

如图1所示，一种硫酸锌溶液连续净化的净化槽，包括进液管1、净化槽槽壁2、净化槽槽底3、净化槽盖板4、搅拌机5、抽风管6和出液管8，所述净化槽槽壁2、净化槽槽底3和净化槽盖板4组成净化槽槽体，槽体为300mm厚的钢筋混凝土结构，内衬厚度50mm有防腐瓷砖，槽体内部尺寸为Φ4.6m×H5.0m，总容积为83.0m³，有效容积为72m³。

所述搅拌机5包括电机、支架、搅拌轴和搅拌桨，所述搅拌机5和支架均居中位于净化槽盖板4上，所述搅拌轴和搅拌桨均居中位于净化槽槽体的内部，搅拌机5的电机功率为88kW，电机转速为1470n/min，搅拌机转速为85n/min。

所述进液管1位于净化槽盖板4的一侧，所述抽风管6位于净化槽盖板4与所述进液管1相对的一侧，所述出液管8位于净化槽槽壁2的下部，进液管1的管径为250mm，出液管2的管径为400mm。

所述净化槽还包括滤板7，所述滤板7设在所述净化槽槽壁2与所述出液管8的连通处，滤板7为厚度8mm的钛板。

所述滤板7上设有滤孔，滤板7上的滤孔均匀分布，滤孔的个数为600个，孔径为10mm，相邻滤孔之间的间距为14mm。

所述净化槽槽体内部装有8t锌片，所述锌片的长度为50mm、宽度为20mm、厚度为1.5mm。

一种硫酸锌溶液连续净化的方法，该方法通过如上所述的三个净化槽实现，三个净化槽及相关设备连接的正视图见图2，该方法包括以下步骤：

(1)连续净化除铜：将铜、镉、钴、锌质量浓度分别为0.6g/L、0.6g/L、0.006g/L、150g/L、pH值为5.2的待处理硫酸锌溶液，以48m³/h的流速从第一个净化槽的所述进液管1流入到所述净化槽槽体，在温度为65℃的条件下，启动搅拌机5的电机，搅拌轴和搅拌桨开始运转，所述待处理的硫酸锌溶液与所述净化槽内的锌片发生置换除铜反应，所述待处理的硫酸锌溶液中的铜杂质从溶液中析出，置换反应结束后，完成置换除铜的硫酸锌溶液和杂质的混合物通过所述滤板7的滤孔流到出液管8，再经出液管8流出第一个净化槽外，未参与反应的锌片残留物被滤板7截留，继续停留在净化槽内，与后续加入的待处理的硫酸锌溶液进行置换除铜，净化槽内硫酸锌溶液的水汽和反应产生的氢气由所述抽风管6抽走，所述流出到净化槽外的混合物，经接液管9将混合物接收到转液池10，再经15kW的压滤泵11送到100m²的压滤机12进行固液分离后，即分别得到含铜0.003g/L、镉0.6g/L、钴0.006g/L、锌150.6g/L、pH5.3的完成净化除铜的硫酸锌溶液47.9m³/h和含锌11.2％、铜85.1％、镉1.1％的铜渣33.9kg/h，铜渣用于分离并回收铜、锌金属，完成净化除铜的硫酸锌溶液由压滤机12的集液盘收集到第一个净化液贮槽13，按30kg/h向第一个净化槽内补充锌片。

(2)连续净化除镉：用第一台溶液提升泵14将铜、镉、钴、锌质量浓度分别为0.003g/L、0.6g/L、0.006g/L、150.6g/L、pH值为5.3的完成净化除铜的硫酸锌溶液，以47.9m³/h的流速，从第一个净化液贮槽13，送到第二个净化槽的进液管1，进而进入到第二个净化槽，在温度为65℃的条件下，启动搅拌机5的电机，搅拌轴和搅拌桨开始运转，所述完成净化除铜的硫酸锌溶液与第二个净化槽内的锌片发生置换除镉反应，硫酸锌溶液中的镉杂质从溶液中析出，置换反应结束后，完成置换除镉的硫酸锌溶液和杂质的混合物通过所述的滤板7上的滤孔流到出液管8，再从出液8流出第二个净化槽外，未参与反应的锌片残留物被滤板7截留，继续停留在第二个净化槽内，与后续加入的完成净化除铜的硫酸锌溶液进行置换除镉，净化槽内硫酸锌溶液的水汽和反应产生的氢气由所述抽风管6抽走，所述流出到净化槽外的混合物，经接液管9将混合物接收到转液池10，再经15kW的压滤泵11送到100m²的压滤机12进行固液分离后，即分别得到含铜0.0003g/L、镉0.0006g/L、钴0.006g/L、锌151g/L、pH5.3的完成净化除镉的硫酸锌溶液47.8m³/h和含锌9.8％、铜0.2％、镉85％的镉渣33.5kg/h，镉渣用于回收镉、锌金属，完成净化除镉的硫酸锌溶液由压滤机12的集液盘收集到第二个净化液贮槽13，按22kg/h向第二个净化槽内补充锌片。

(3)连续净化除钴：用第二台溶液提升泵14将铜、镉、钴、锌质量浓度分别为0.0003g/L、0.0006g/L、0.006g/L、151g/L、pH值为5.3的完成净化除镉的硫酸锌溶液，以47.8m³/h的流速从第二个净化液贮槽送到第三个净化槽的进液管1，进而进入到第三个净化槽，同时以0.6kg/h的速度加入三氧化二锑，在温度为90℃的条件下，启动搅拌机5的电机，搅拌轴和搅拌桨开始运转，完成净化除镉的硫酸锌溶液与第三个净化槽内的锌片发生置换反应，所述待处理的硫酸锌溶液中的杂质钴从溶液中析出，置换反应结束后，完成净化除钴的硫酸锌溶液和杂质的混合物通过所述滤板7上的滤孔流到出液管8，再经出液管8流出第三个净化槽外，未参与反应的锌片残留物被滤板7截留，继续停留在第三个净化槽内，与后续加入的完成净化除镉的硫酸锌溶液进行置换除钴除杂，第三个净化槽内的硫酸锌溶液的水汽和反应产生的氢气由所述抽风管6抽走，所述流出到净化槽外的混合物，经接液管9将混合物接收到转液池10，再经15kW的压滤泵11送到100m²的压滤机12进行固液分离后，即分别得到含铜0.0001g/L、镉0.0003g/L、钴0.004g/L、锌151g/L、pH5.3的净化合格的硫酸锌溶液47.8m³/h和含锌35％、钴4％的钴渣7.1kg/h，净化合格的硫酸锌溶液由压滤机12的集液盘收集到第三个净化液贮槽13，用于送下个工序生产电解锌片，钴渣用于回收锌、钴金属，每次完成固液分离后，按4kg/h向第三个净化槽补充锌片。

实施例3

如图1所示，一种硫酸锌溶液连续净化的净化槽，包括进液管1、净化槽槽壁2、净化槽槽底3、净化槽盖板4、搅拌机5、抽风管6和出液管8，所述净化槽槽壁2、净化槽槽底3和净化槽盖板4组成净化槽槽体，槽体为300mm厚的钢筋混凝土结构，内衬厚度50mm有防腐瓷砖，槽体内部尺寸为Φ3.6m×H4.0m，总容积为40.7m³，有效容积为30m³。

所述搅拌机5包括电机、支架、搅拌轴和搅拌桨，所述搅拌机5和支架均居中位于净化槽盖板4上，所述搅拌轴和搅拌桨均居中位于净化槽槽体的内部，搅拌机5的电机功率为30kW，电机转速为1470n/min，搅拌机转速为85n/min。

所述进液管1位于净化槽盖板4的一侧，所述抽风管6位于净化槽盖板4与所述进液管1相对的一侧，所述出液管8位于净化槽槽壁2的下部，进液管1的管径为200mm，出液管2的管径为300mm。

所述净化槽还包括滤板7，所述滤板7设在所述净化槽槽壁2与所述出液管8的连通处，滤板7为厚度10mm的不锈钢板。

所述滤板7上设有滤孔，滤板7上的滤孔均匀分布，滤孔的个数为120个，孔径为20mm，相邻滤孔之间的间距为25mm。

所述净化槽槽体内部装有5t锌片，所述锌片的长度为100mm、宽度为30mm、厚度为2.0mm。

一种硫酸锌溶液连续净化的方法，该方法通过如上所述的六个净化槽实现，第一个净化槽的出液管8与第二个净化槽的进液管1直接连通，第三个净化槽的出液管8与第四个净化槽的进液管1直接连通，第五个净化槽的的出液管8与第六个净化槽的进液管1直接连通，6个净化槽及相关设备连接的正视图见图3，该方法包括以下步骤：

(1)连续净化除铜：将铜、镉、钴、锌质量浓度分别为1.0g/L、1.0g/L、0.02g/L、160g/L、pH值为5.2的待处理的硫酸锌溶液，以40m³/h的流速从第一个净化槽的所述进液管1流入到所述净化槽槽体，在温度为75℃的条件下，启动搅拌机5的电机，搅拌轴和搅拌桨开始运转，进行连续净化除铜，所述待处理的硫酸锌溶液与所述滤板7上的锌片发生置换除铜反应，所述待处理的硫酸锌溶液中的铜杂质从溶液中析出，置换除去部分铜杂质后，未参与反应的锌片残留物被滤板7截留，继续停留在第一个净化槽内，与后续加入的待处理的硫酸锌溶液进行置换除铜，硫酸锌溶液的水汽和反应产生的氢气由所述抽风管6抽走，除去部分铜杂质的硫酸锌溶液和铜渣混合物通过所述滤板上的滤孔，流到第一个净化槽的出液管8，再从第一个净化槽的出液管8直接连续流入到第二个净化槽的进液管1，进而进入到第二个净化槽，在温度为75℃的条件下，启动搅拌机5的电机，搅拌轴和搅拌桨开始运转，继续进行连续净化除铜，置换除铜反应结束后，未参与反应的锌片残留物被滤板7截留，继续停留在净化槽内，与后续加入的除去部分铜杂质的硫酸锌溶液进行置换除铜，硫酸锌溶液的水汽和反应产生的氢气由所述抽风管6抽走，完成净化除铜的硫酸锌溶液和铜渣混合物通过所述第二个净化槽的滤板上的滤孔流到出液管8，再经出液管8流出第二个净化槽外，所述流出到第二个净化槽外的混合物，经接液管9将混合物接收到转液池10，再经15kW的压滤泵11送到100m²的压滤机12进行固液分离后，即分别得到含铜0.014g/L、镉1.0g/L、钴0.02g/L、锌151g/L、pH5.3的完成净化除铜的硫酸锌溶液33.9m³/h和含锌12.8％、铜79.1％、镉0.2％、钴0.03％的铜渣50kg/h，铜渣用于分离并回收铜、锌金属，完成净化除铜的硫酸锌溶液由压滤机12的集液盘收集到第一个净化液贮槽13，按24kg/h向第一个净化槽补充锌片，按16kg/h向第二个净化槽补充锌片。

(2)连续净化除镉：用第一台溶液提升泵14将铜、镉、钴、锌质量浓度分别为0.014g/L、1.0g/L、0.02g/L、151g/L、pH值为5.3的完成净化除铜的硫酸锌溶液，以39.9m³/h的流速从第一个净化液贮槽送到所述的第三个净化槽进液管进而流进到第三个净化槽内，在温度为75℃的条件下，启动搅拌机5的电机，搅拌轴和搅拌桨开始运转，进行连续净化除镉，完成部分置换除镉后，未参与反应的锌片残留物被滤板7截留，继续停留在第三个净化槽内与后续加入的完成净化除铜的硫酸锌溶液进行部分置换除镉，净化槽的硫酸锌溶液的水汽和反应产生的氢气由所述抽风管6抽走，完成部分净化除镉的硫酸锌溶液和镉渣混合物通过第三个净化槽的滤板7中的滤孔流到出液管8，然后由第三个净化槽的出液管8直接连续流入到第四个净化槽的进液管1，进而进入到第四个净化槽，在温度为75℃的条件下，启动搅拌机5的电机，搅拌轴和搅拌桨开始运转，继续进行连续净化除镉，置换除镉反应结束后，未参与反应的锌片残留物被滤板7截留，继续停留在第四个净化槽内与后续加入的完成部分除镉的硫酸锌溶液进行置换除镉，净化槽内的硫酸锌溶液的水汽和反应产生的氢气由所述抽风管6抽走，完成净化除镉的硫酸锌溶液和杂质的混合物通过所述第四个净化槽的滤板7上的滤孔流到出液管8，接着流出第四个净化槽外，所述流出到第四个净化槽外的混合物，经接液管9将混合物接收到转液池10，再经15kW的压滤泵11送到100m²的压滤机12进行固液分离后，即分别得到含铜0.0002g/L、镉0.0005g/L、钴0.02g/L、锌151.6g/L、pH5.3的完成净化除镉的硫酸锌溶液39.8m³/h和含锌11.56％、铜0.2％、镉78.6％、钴0.03％的镉渣49.6kg/h，镉渣用于回收镉、锌金属，完成净化除镉的硫酸锌溶液由压滤机12的集液盘收集到第二个净化液贮槽13。按18kg/h向第三个净化槽补充锌片，按11kg/h向第四个净化槽补充锌片。

(3)连续净化除钴：用第二台溶液提升泵14将铜、镉、钴、锌质量浓度分别为0.0002g/L、0.0005g/L、0.02g/L、151.6g/L、pH值为5.3的完成净化除镉的硫酸锌溶液，以39.8m³/h的流速从第二个净化液贮槽送到第五个净化槽的进液管1再流入到第五个所述的净化槽内，在温度为92℃的条件下，启动搅拌机5的电机，同时以0.5kg/h的速度在第五个净化槽加入三氧化二锑粉末，搅拌轴和搅拌桨开始运转，进行连续净化除钴，完成部分置换除钴反应后，未参与反应的锌片残留物被滤板7截留，继续停留在第五个净化槽内与后续加入的完成净化除镉的硫酸锌溶液进行部分置换除钴，净化槽内的硫酸锌溶液的水汽和反应产生的氢气由所述抽风管6抽走，完成部分置换除钴的硫酸锌溶液和钴渣混合物通过所述第五个净化槽的滤板7上的滤孔流到出液管8流入，接着由第五个净化槽的出液管8直接流到第六个净化槽的进液管1，进而进入到第六个净化槽，在温度为92℃的条件下，启动搅拌机5的电机，同时以0.5kg/h的速度在第六个净化槽加入三氧化二锑粉末，搅拌轴和搅拌桨开始运转，继续进行连续净化除钴，置换除钴反应结束后，未参与反应的锌片残留物被滤板7截留，继续停留在第六个净化槽内与后续加入的完成部分净化除钴的硫酸锌溶液进行置换除钴，第六个净化槽内的硫酸锌溶液的水汽和反应产生的氢气由所述抽风管6抽走，完成净化除钴的硫酸锌溶液和杂质的混合物通过所述第六个净化槽的滤板上的滤孔流到出液管8，再以出液管8流出第六个净化槽外，所述流出到第六个净化槽外的混合物，经接液管9将混合物接收到转液池10，再经15kW的压滤泵11送到100m²的压滤机12进行固液分离后，即分别得到含铜0.0001g/L、镉0.0004g/L、钴0.0004g/L、锌151.6g/L、pH5.3的净化合格的硫酸锌溶液39.8m³/h和含锌45％、铜0.1％、镉0.2％、钴9.8％的钴渣7.9kg/h，净化合格的硫酸锌溶液由压滤机12的集液盘收集到第三个净化液贮槽13，用于送下个工序生产电解锌片，钴渣用于回收锌、钴金属。按2.2kg/h向第五个净化槽补充锌片，按1.4kg/h向第六个净化槽补充锌片。

实施例4

如图1所示，一种硫酸锌溶液连续净化的净化槽，包括进液管1、净化槽槽壁2、净化槽槽底3、净化槽盖板4、搅拌机5、抽风管6和出液管8，所述净化槽槽壁2、净化槽槽底3和净化槽盖板4组成净化槽槽体，槽体为300mm厚的钢筋混凝土结构，内衬厚度50mm有防腐瓷砖，槽体内部尺寸为Φ4.6m×H5.0m，总容积为83.0m³，有效容积为72m³。

所述搅拌机5包括电机、支架、搅拌轴和搅拌桨，所述搅拌机5和支架均居中位于净化槽盖板4上，所述搅拌轴和搅拌桨均居中位于净化槽槽体的内部，搅拌机5的电机功率为55kW，电机转速为1470n/min，搅拌机转速为85n/min。

所述进液管1位于净化槽盖板4的一侧，所述抽风管6位于净化槽盖板4与所述进液管1相对的一侧，所述出液管8位于净化槽槽壁2的下部，进液管1的管径为300mm，出液管2的管径为400mm。

所述净化槽还包括滤板7，所述滤板7设在所述净化槽槽壁2与所述出液管8的连通处，滤板7为厚度10mm的不锈钢板。

所述滤板7上设有滤孔，滤板7上的滤孔均匀分布，滤孔的个数为100个，孔径为30mm，相邻滤孔之间的间距为35mm。

所述净化槽槽体内部装有18t锌片，所述锌片的长度为200mm、宽度为50mm、厚度为3.0mm。

一种硫酸锌溶液连续净化的方法，该方法通过如上所述的9个净化槽实现，第一个净化槽的出液管8与第二个槽的进液管1直接连续，第二个净化槽的出液管8与第三个槽的进液管1直接连续，第四个净化槽的出液管8与第五个槽的进液管1直接连续，第五个净化槽的出液管8与第六个槽的进液管1直接连续，第七个净化槽的出液管8与第八个槽的进液管1直接连续，第八个净化槽的出液管8与第九个槽的进液管1直接连续，9个净化槽及相关设备连接的正视图见图4，该方法包括以下步骤：

(1)连续净化除铜：将铜、镉、钴、锌质量浓度分别为2.0g/L、2.0g/L、0.05g/L、180g/L、pH值为5.4的待处理的硫酸锌溶液，以100m³/h的流速从第一个净化槽的所述进液管1流入到所述净化槽槽体，在温度为80℃的条件下，启动搅拌机5的电机，搅拌轴和搅拌桨开始运转，进行连续净化部分除铜，所述待处理的硫酸锌溶液与所述第一个净化槽内的锌片发生置换反应，所述待处理的硫酸锌溶液中的杂质从溶液中析出，完成部分置换除铜反应后，未参与反应的锌片残留物被滤板7截留，继续停留在第一净化槽内与后续加入的待处理的硫酸锌溶液进行置换除铜，第一个净化槽内的硫酸锌溶液的水汽和反应产生的氢气由所述抽风管6抽走，处理过的硫酸锌溶液和铜渣混合物通过所述第一个净化槽的的滤板7上的滤孔流到出液管8，接着直接流入到第二个净化槽的进液管1，进而进入到第二个净化槽，在温度为80℃的条件下，启动搅拌机5的电机，搅拌轴和搅拌桨开始运转，继续进行连续净化部分除铜，完成大部分置换反应除铜后，未参与反应的锌片残留物被滤板7截留，继续停留在第二个净化槽内与后续加入的完成部分净化除铜的硫酸锌溶液进行大部分置换除铜，第二个净化槽内的硫酸锌溶液的水汽和反应产生的氢气由所述抽风管6抽走，完成大部分净化除铜的硫酸锌溶液和铜渣混合物通过所述第二个净化槽的的滤板上的滤孔流到出液管8，紧接着直接流入到第三个净化槽的进液管1，进而进入到第三个净化槽内，在温度为80℃的条件下，启动搅拌机5的电机，搅拌轴和搅拌桨开始运转，继续进行连续净化除铜，置换除铜反应结束后，未参与反应的锌片残留物被滤板7截留，继续停留在第三个净化槽内，与后续加入的完成大部分净化除铜的硫酸锌溶液进行置换除铜，第三个净化槽内硫酸锌溶液的水汽和反应产生的氢气由所述抽风管6抽走，完成净化除铜的硫酸锌溶液和杂质的混合物通过所述第三个净化槽的滤板上的滤孔流到出液管8，最后经出液管8流出第三个净化槽外，所述流出到第三个净化槽外的混合物，经接液管9将混合物接收到转液池10，再经15kW的压滤泵11送到200m²的压滤机12进行固液分离后，即分别得到含铜0.014g/L、镉2.0g/L、钴0.05g/L、锌182g/L、pH5.4的完成净化除铜的硫酸锌溶液99.8m³/h和含锌4.6％、铜80.2％、镉0.21％、钴0.05％的铜渣248.8kg/h，完成净化除铜的硫酸锌溶液由压滤机12的集液盘收集到第一个净化液贮槽13，铜渣用于分离并回收铜、锌金属。按100kg/h向第一个净化槽补充锌片，按70kg/h向第二个净化槽补充锌片，按48kg/h向第三个净化槽补充锌片。

(2)连续净化除镉：用第一台溶液提升泵14将将铜、镉、钴、锌质量浓度分别为0.014g/L、2.0g/L、0.05g/L、182g/L、pH值为5.4的完成除铜的硫酸锌溶液，以99.8m³/h的流速从第一个净化液贮送槽送到所述第四个净化槽的进液管1进而流入到所述第四个净化槽槽体，在温度为80℃的条件下，启动搅拌机5的电机，搅拌轴和搅拌桨开始运转，进行连续净化除镉，完成部分置换除镉反应后，未参与反应的锌片残留物被滤板7截留，继续停留在第四个净化槽内与后续加入的完成净化除铜的硫酸锌溶液进行部分置换除镉，第四个净化槽内的硫酸锌溶液的水汽和反应产生的氢气由所述抽风管6抽走，完成部分除镉的硫酸锌溶液和镉渣混合物通过所述第四个净化槽的滤板7上的滤孔流到出液管8，紧接着由第四个净化槽的出液管直接流入到第五个净化槽的进液管1，进而进入到第五个净化槽，在温度为80℃的条件下，启动搅拌机5的电机，搅拌轴和搅拌桨开始运转，继续进行连续净化除镉，完成大部分置换除镉反应后，未参与反应的锌片残留物被滤板7截留，继续停留在第五个净化槽内与后续加入的完成部分净化除镉的硫酸锌溶液进行大部分置换除镉，第五个净化槽内的硫酸锌溶液的水汽和反应产生的氢气由所述抽风管6抽走，完成大部分净化除镉的硫酸锌溶液和镉渣混合物通过所述第五个净化槽的滤板7上的滤孔流到出液管8，再接着由第五个净化槽的出液管8直接流入到第六个净化槽的进液管1，进而进入到第六个净化槽，在温度为80℃的条件下，启动搅拌机5的电机，搅拌轴和搅拌桨开始运转，进行连续净化除镉，完成置换除镉反应后，未参与反应的锌片残留物被滤板7截留，继续停留在第六个净化槽内与后续加入的完成大部分净化除镉的硫酸锌溶液进行置换除镉，第六个净化槽内的硫酸锌溶液的水汽和反应产生的氢气由所述抽风管6抽走，完成净化除镉的硫酸锌溶液和镉渣混合物通过所述第六个净化槽的滤板上的滤孔流到出液管8，最后经出液管8流出第六个净化槽外，所述流出到第六个净化槽外的混合物，经接液管9将混合物接收到转液池10，再经15kW的压滤泵11送到200m²的压滤机12进行固液分离后，即分别得到含铜0.0002g/L、镉0.0006g/L、钴0.05g/L、锌183.2g/L、pH5.4的完成净化除镉的硫酸锌溶液99.6m³/h和含锌6.2％、铜0.9％、镉87.6％、钴0.05％的镉渣225.7kg/h，完成净化除镉的硫酸锌溶液由压滤机12的集液盘收集到第二个净化液贮槽13，镉渣用于回收镉、锌金属。按70kg/h向第四个净化槽补充锌片，按47kg/h向第五个净化槽补充锌片，按33kg/h向第六个净化槽补充锌片。

(3)连续净化除钴：用第二台溶液提升泵14将铜、镉、钴、锌质量浓度分别为0.0002g/L、0.0006g/L、0.05g/L、183.2g/L、pH值为5.4的完成净化除镉的硫酸锌溶液，以99.6m³/h的流速从第二个净化液贮槽送到所述第七个净化槽的进液管1进而流入到第七个净化槽槽体，在温度为95℃的条件下，启动搅拌机5的电机，同时以2.0kg/h的速度在第七个净化槽加入三氧化二锑粉末，搅拌轴和搅拌桨开始运转，进行连续净化除钴，完成部分置换除钴反应后，未参与反应的锌片残留物被滤板7截留，继续停留在第七个净化槽内与后续加入的完成净化除镉的硫酸锌溶液进行部分置换除钴，第七个净化槽内的硫酸锌溶液的水汽和反应产生的氢气由所述抽风管6抽走，完成部分置换除钴的硫酸锌溶液和钴渣混合物通过所述第七个净化槽的的滤板上的滤孔流到出液管8，紧接着由第七个净化槽的出液管8直接流入到第八个净化槽的进液管1，进而进入到第八个净化槽，在温度为95℃的条件下，启动搅拌机5的电机，同时以1.5kg/h的速度向第八个净化槽加入三氧化二锑粉末，搅拌轴和搅拌桨开始运转，继续进行连续净化除钴，完成大部分置换除钴反应后，未参与反应的锌片残留物被滤板7截留，继续停留在第八个净化槽内与后续加入的完成部分净化除钴的硫酸锌溶液进行大部分置换钴，第八个净化槽内的硫酸锌溶液的水汽和反应产生的氢气由所述抽风管6抽走，完成大部分净化除钴的硫酸锌溶液和钴渣混合物通过所述第八个净化槽的滤板7上的滤孔流到出液管8，再接着由第八个净化槽的出液管8流入到第九个净化槽的进液管1，进而进入到第九个净化槽，在温度为95℃的条件下，启动搅拌机5的电机，同时以1.2kg/h的速度在第七个净化槽加入三氧化二锑粉末，搅拌轴和搅拌桨开始运转，继续进行连续净化除钴，置换除钴反应结束后，未参与反应的锌片残留物被滤板7截留，继续停留在第九个净化槽内与后续加入的完成大部分净化除钴的硫酸锌溶液进行置换除钴，第九个净化槽内的硫酸锌溶液的水汽和反应产生的氢气由所述抽风管6抽走，完成净化除钴的硫酸锌溶液和钴渣混合物通过所述第九个净化槽的滤板上的滤孔流到出液管8继而流出第九个净化槽外，所述流出到第九个净化槽外的混合物，经接液管9将混合物接收到转液池10，再经15kW的压滤泵11送到200m²的压滤机12进行固液分离后，即分别得到含铜0.0002g/L、镉0.0005g/L、钴0.0005g/L、锌183.2g/L、pH5.4的净化合格的硫酸锌溶液99.5m³/h和含锌40％、钴12.3％的镉渣39.7kg/h，净化合格的硫酸锌溶液由压滤机12的集液盘收集到第三个净化液贮槽13，用于送下个工序生产电解锌片，钴渣用于回收锌、钴金属。按10kg/h向第七个净化槽补充锌片，按7kg/h向第八个净化槽补充锌片，按5kg/h向第九个净化槽补充锌片。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种硫酸锌溶液连续净化的净化槽，包括进液管(1)、净化槽槽壁(2)、净化槽槽底(3)、净化槽盖板(4)、搅拌机(5)、抽风管(6)和出液管(8)，所述净化槽槽壁(2)、净化槽槽底(3)和净化槽盖板(4)组成净化槽槽体，所述搅拌机(5)包括电机、支架、搅拌轴和搅拌桨，所述电机和支架均居中位于净化槽盖板(4)上，所述搅拌轴和搅拌桨均居中位于净化槽槽体的内部，所述进液管(1)位于净化槽盖板(4)的一侧，所述抽风管(6)位于净化槽盖板(4)与所述进液管(1)相对的一侧，所述出液管(8)位于净化槽槽壁(2)的上部与所述进液管(1)相对的一侧，其特征在于，还包括滤板(7)，所述滤板(7)设在所述净化槽槽壁(2)与所述出液管(8)的连通处，所述滤板(7)上设有滤孔，所述净化槽槽体内部装有锌片。

2.根据权利要求1所述的一种硫酸锌溶液连续净化的净化槽，其特征在于，所述滤孔均匀分布，数量为100～2000个，孔径为4～30mm，相邻滤孔之间的孔中心距为6～35mm。

3.根据权利要求1所述的一种硫酸锌溶液连续净化的净化槽，其特征在于，所述锌片的长度为20～200mm、宽度为10～50mm、厚度为1～3mm。