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硫酸鋅電解液凈化除雜的方法與流程

434   編輯:中冶有色網(wǎng)   來源:上海大學(xué)  
2023-09-22 13:52:05
本發(fā)明涉及濕法冶金領(lǐng)域,具體涉及濕法制鋅工藝硫酸鋅溶液凈化階段的一種凈化除銅、鎳、鈷等新工藝。 背景技術(shù): 金屬鋅以其優(yōu)異的物理化學(xué)性能成為繼鋼鐵、鋁和銅之后世界上使用最廣泛的金屬。2019年世界精煉鋅的生產(chǎn)達到1380萬噸,中國鋅總產(chǎn)量近600萬噸,約占世界產(chǎn)量的43%。由于鋅行業(yè)消費量的增長,預(yù)計未來幾年世界對鋅的需求將會繼續(xù)保持強勁。目前鋅的生產(chǎn)主要采用“濕法冶金”工藝,濕法冶金工藝生產(chǎn)的鋅約占世界產(chǎn)量90-95%。濕法煉鋅的主要工序包括焙燒、浸出、凈化和電積。在鋅焙砂浸出過程中通過控制終點酸度使fe3+完全水解沉淀,同時也部分去除砷、銻等雜質(zhì);但是依然許有多雜質(zhì)也進入了電解液。雜質(zhì)離子不僅影響電積鋅的電流效率,而且還影響電積鋅質(zhì)量。特別銅、鍺、鈷、鎳會在陰極鋅與發(fā)生共沉積,這些共沉積下來的正電性雜質(zhì)會降低氫的過電位,并使已經(jīng)沉積的鋅返溶。我國的鋅冶煉廠主要采用鋅粉置換法進行電解液凈化,同時輔助加入添加劑,包括鋅粉-砷鹽法、鋅粉-銻鹽法、合金鋅粉法等凈化方法。在實際生產(chǎn)過程中,根據(jù)脫除各種雜質(zhì)元素對溫度的敏感性不同,分成兩段或兩段以上等凈化工藝。鋅粉置換法進行硫酸鋅電解液除雜凈化過程中存在投放用于除雜的鋅粉量遠遠超出理論用量、凈化過程溫度高、凈化階段能耗大、凈化深度低以及凈化渣中含鋅量高等問題。其中重要的問題就是除雜鋅粉耗量巨大(投入除雜的鋅粉約為產(chǎn)量的10-20%),雖然其中有部分鋅離子進入電解液進行回收,但是渣中鋅粉損失和引入的鋅離子造成的電能消耗給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失。很多學(xué)者提出鋅粉過量的主要原因是由于除雜劑鋅粉被置換產(chǎn)物層的包覆、以及鋅粉表面生成堿式硫酸鋅和氫氧化鋅包覆,使鋅粉表面鈍化,阻斷了鋅粉置換反應(yīng)的進行。提高鋅粉利用率的重要手段是剝離鋅粉表面包覆產(chǎn)物,使鋅粉在除雜反應(yīng)中始終保持與電解液接觸。本發(fā)明針對鋅粉除雜過程中鋅粉用量大的問題提出了一個解決方案,在鋅粉和惰性磨料一同加入待凈化電解液中,攪拌過程中磨料會與鋅粉發(fā)生碰撞,從而剝離鋅粉表面的反應(yīng)產(chǎn)物,將鋅粉表面暴露在電解液中,提高鋅粉的利用率。 技術(shù)實現(xiàn)要素: 本發(fā)明目的在于針對目前鋅粉在凈化階段中被產(chǎn)物層包覆失活的問題,通過剝離包覆層提高鋅粉利用率,減少硫酸鋅溶液凈化階段鋅粉的用量。 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明提供以下技術(shù)方案: (1)一種硫酸鋅溶液凈化除銅、鎳和鈷的新方法,該
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