一种湿法炼锌净化除杂方法技术

本发明专利技术公开了一种湿法炼锌净化除杂方法。所述湿法炼锌净化除杂方法包括如下步骤：步骤一、对锌焙砂进行中性浸出，并同时去除中性浸出矿浆中的二价铁离子和大部分砷、锑、锗离子，固液分离得到中上清液和中性浸出底流；步骤二、对步骤一得到的中上清液进行净化除杂得到合格的硫酸锌溶液；步骤三、对步骤一得到的中性浸出底流进行酸性浸出，去除三价铁离子得到酸性浸出液，所述酸性浸出液返回步骤一的中性浸出装置。本发明专利技术提供的湿法炼锌净化除杂方法，通过使用针铁矿法深度除去砷锑锗等有害杂质，代替部分锌粉净化除杂，节约锌粉用量，可以降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种湿法炼锌净化除杂方法
本专利技术涉及湿法锌冶炼
，尤其涉及一种湿法炼锌净化除杂方法。
技术介绍
湿法锌冶炼包括焙烧、浸出、净化、电积及熔铸等几大步骤。电解锌浸出过程中对铁的去除机理主要有黄钾铁矾法和针铁矿法两种。黄钾铁矾法是将所有二价铁在酸性环境中利用二氧化锰粉、高锰酸钾、双氧水氧化成三价铁，再利用一价NH4+、Na+、K+生成黄钾铁矾的方法除去，黄钾铁矾法以二氧化锰粉(或高锰酸钾、双氧水)作为氧化剂存在氧化剂成本高，操作繁琐等问题；针铁矿法是在80～100℃，先将溶液中的Fe3+用SO2或Zn还原成Fe2+，然后再利用空气氧化生成α-FeOOH，所以针铁矿法包括Fe3+的还原和Fe2+氧化两个关键过程，存在操作繁琐，热量损失大的问题。净化工艺目前电锌企业普遍采用锌粉高温锑盐净化工艺，在含锗1mg/L的硫酸锌中性溶液中，分为三～四段加入锌粉、硫酸铜、吐酒石等添加剂，在85～90℃条件下反应，将锗除至0.04mg/L以下。缺点如下：1)需在85℃以上高温反应，能耗高；2)流程长，需三段以上净化工序；3)除锗不彻底，残留锗达到0.03～0.05mg/L，影响电解锌电积电效的提高。另外，为了保护铅阳极板，电解锌系统要求溶液含锰3-7g/l，而电解锌系统由于电解不断产生二氧化锰消耗了锰离子，如果系统无法得到锰离子补充，会造成系统锰离子贫化。因此现有工艺中采用二氧化锰除铁增加锰离子和直接添加碳酸锰粉补充锰离子。而二氧化锰和碳酸锰会造成生产现场黑色粉尘污染，影响现场工作环境。因此，目前湿法炼锌净化除杂方法有待进一步改进。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种在中性浸出步骤去除二价铁离子，且采用锌粉和锰粉的混合物净化除杂的湿法炼锌净化除杂方法，无需添加氧化锰、碳酸锰等，工艺简单且生产成本低。为实现上述目的，本专利技术提供一种湿法炼锌净化除杂方法，所述湿法炼锌净化除杂方法包括如下步骤：步骤一、对锌焙砂进行中性浸出，并同时去除中性浸出矿浆中的二价铁离子和大部分的As、Sb、Ge离子，固液分离得到中上清液和中性浸出底流；步骤二、对步骤一得到的中上清液进行净化除杂得到合格的硫酸锌溶液，所述净化除杂包括：深度除杂：往所述中上清液中通入空气，并添加适量亚硫酸铁生成针铁矿吸附所述中上清液中As、Sb、Ge形成针铁渣析出，获得除杂矿浆；净化：将所述除杂矿浆液固分离得到滤液和滤渣，向所述滤液中加入金属锰粉和金属锌粉置换Co离子、Ni离子、Cd离子、As离子、Sb离子、Ge离子，获得净化矿浆；液固分离：将所述净化矿浆固液分离得到合格的硫酸锌溶液；步骤三、对步骤一得到的中性浸出底流进行酸性浸出，去除三价铁离子得到酸性浸出液，所述酸性浸出液返回步骤一的中性浸出装置。在本专利技术提供的湿法炼锌净化除杂方法一较佳实施例中，所述步骤一包括：将电积制取锌后的废电解液加入锌焙砂中，对锌焙砂进行中性浸出，浸出温度为65～85℃；在中性浸出反应时同时往中性浸出矿浆中通入空气，使二价铁离子氧化为三价铁离子，并控制中性浸出矿浆的pH值为5～5.4，使三价铁离子水解为氢氧化铁，水解生成的氢氧化铁吸附所述中性浸出矿浆中大部分的As、Sb、Ge离子；将中性浸出矿浆分离得到中上清液和中性浸出底流。在本专利技术提供的湿法炼锌净化除杂方法一较佳实施例中，所述步骤三得到的酸性浸出液中Ge含量为20～30mg/L，As含量为10～30mg/L，Sb含量为5～20mg/L，所述步骤一得到的中上清液中Ge含量为1～2mg/L，As含量为1～1.5mg/L，Sb含量为1～1.5mg/L，所述步骤二中深度除杂分离后得到的所述滤液中Ge含量为＜0.02mg/L，As含量＜0.05mg/L，Sb含量为＜0.1mg/L。在本专利技术提供的湿法炼锌净化除杂方法一较佳实施例中，所述步骤一的中性浸出装置为四个串联设置的中浸槽，每个所述中浸槽包括至少四个均匀间隔设置的空气进气管。在本专利技术提供的湿法炼锌净化除杂方法一较佳实施例中，所述步骤二中金属锰粉的加入量为5～6Kg/吨电解锌。在本专利技术提供的湿法炼锌净化除杂方法一较佳实施例中，所述步骤二中深度除杂的反应温度为：55～85℃，净化反应温度为65～90℃。在本专利技术提供的湿法炼锌净化除杂方法一较佳实施例中，所述步骤三包括：将高酸废电解液加入中性浸出底流中，对中性浸出底流进行酸性强浸，终点酸度35～60g/l；调节酸性浸出矿浆的pH值至1.5～2.0，并加入碳酸氢铵，通过黄钾铁矾法沉积酸性浸出矿浆中的三价铁离子，黄钾铁矾除铁时间4～6小时；再预中和酸性浸出矿浆，pH值调节至2.1～2.6，预中和时间为2～3小时；分离酸性浸出矿浆得到酸性浸出液和酸性浸出渣，所述酸性浸出液返回步骤一的中性浸出装置。在本专利技术提供的湿法炼锌净化除杂方法一较佳实施例中，所述中性浸出底流与高酸废电解液的体积比为1：2.5-3。在本专利技术提供的湿法炼锌净化除杂方法一较佳实施例中，所述步骤三中酸性强浸的温度为90～95℃，浸出时间3～4小时。相对于现有技术，本专利技术提供的一种湿法炼锌净化除杂方法具有以下有益效果：一、返回中性浸出步骤中的酸性浸出液中Ge含量为20～30mg/L，As含量为10～30mg/L，Sb含量为5～20mg/L，在中性浸出步骤中，通入空气将二价铁离子氧化为三价铁离子并通过调节pH使三价铁离子水解为氢氧化铁，在去除二价铁离子的同时水解生成的氢氧化铁可吸附大部分的As、Sb、Ge离子，分离后得到的中上清液中Ge含量为1～2mg/L，As含量为1～1.5mg/L，Sb含量为1～1.5mg/L；中上清液的深度除杂步骤，通入空气，并添加亚硫酸铁生成针铁矿吸附As、Sb、Ge形成针铁渣析出，分离除杂矿浆的滤液中锗＜0.02mg/L，铁＜5mg/L，砷＜0.05mg/L，锑＜0.1mg/L，即在净化步骤中只需少量的锌粉与As离子、Sb离子、Ge离子发生置换反应除杂，大大降低锌粉用量，而药剂成本仅为锌粉成本的1％，因此可大大降低除杂成本；且不需要高温，直接利用流程溶液自身50～75℃，能耗低；流程短，一～二段工序即可可以除去几乎全部的砷、锑等杂质。二、中性浸出时通过将二价铁离子直接氧化为三价铁离子去除，且在酸性浸出步骤中只去除三价铁离子，分离得到的酸性浸出液直接返回至中性浸出，即中性浸出和酸性浸出产生的二价铁离子均是在中性浸出步骤中去除，克服了现有技术针铁矿法除铁操作过程繁琐，热量损失大的问题；同时也解决了黄钾铁矾法以二氧化锰粉(或高锰酸钾、双氧水)作为氧化剂存在氧化剂成本高，操作繁琐等问题。采用空气氧化除铁，不需外购辅料，自动化程度高，工人劳动强度大大降低，生产成本降为原来的1/10，除铁彻底，显著改善中浸溶液质量。三、电解锌系统由于电解不断产生二氧化锰会消耗锰离子，要求溶液含锰3-7g/l，如果系统无法得到锰离子补充，电解锌系统会造成系统锰离子贫化，本专利技术在酸性浸出阶段无需加二氧化锰氧化二价铁离子，也无需添加碳酸锰来补充系统的锰离子，而是在净化中上清液的阶段直接用锰粉代替部分锌粉，使锰离子补充具有长期性，一方面克服了空气除铁导致的锰离子贫化的缺陷，使空气除铁具有持久性，另一方面实现电解锌现场无二氧化锰、碳酸锰，现场更干净，且可降低生产成本。四、中性浸出装置为四个串联设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种湿法炼锌净化除杂方法，其特征在于，所述湿法炼锌净化除杂方法包括如下步骤：步骤一、对锌焙砂进行中性浸出，并同时去除中性浸出矿浆中的二价铁离子和大部分的As、Sb、Ge离子，固液分离得到中上清液和中性浸出底流；步骤二、对步骤一得到的中上清液进行净化除杂得到合格的硫酸锌溶液，所述净化除杂包括：深度除杂：往所述中上清液中通入空气，并添加适量亚硫酸铁生成针铁矿吸附所述中上清液中As、Sb、Ge形成针铁渣析出，获得除杂矿浆；净化：将所述除杂矿浆液固分离得到滤液和滤渣，向所述滤液中加入金属锰粉和金属锌粉置换Co离子、Ni离子、Cd离子、As离子、Sb离子、Ge离子，获得净化矿浆；液固分离：将所述净化矿浆分离得到合格的硫酸锌溶液；步骤三、对步骤一得到的中性浸出底流进行酸性浸出，去除三价铁离子得到酸性浸出液，所述酸性浸出液返回步骤一的中性浸出装置。

【技术特征摘要】
1.一种湿法炼锌净化除杂方法，其特征在于，所述湿法炼锌净化除杂方法包括如下步骤：步骤一、对锌焙砂进行中性浸出，并同时去除中性浸出矿浆中的二价铁离子和大部分的As、Sb、Ge离子，固液分离得到中上清液和中性浸出底流；步骤二、对步骤一得到的中上清液进行净化除杂得到合格的硫酸锌溶液，所述净化除杂包括：深度除杂：往所述中上清液中通入空气，并添加适量亚硫酸铁生成针铁矿吸附所述中上清液中As、Sb、Ge形成针铁渣析出，获得除杂矿浆；净化：将所述除杂矿浆液固分离得到滤液和滤渣，向所述滤液中加入金属锰粉和金属锌粉置换Co离子、Ni离子、Cd离子、As离子、Sb离子、Ge离子，获得净化矿浆；液固分离：将所述净化矿浆分离得到合格的硫酸锌溶液；步骤三、对步骤一得到的中性浸出底流进行酸性浸出，去除三价铁离子得到酸性浸出液，所述酸性浸出液返回步骤一的中性浸出装置。2.根据权利要求1所述的湿法炼锌净化除杂方法，其特征在于，所述步骤一包括：将电积制取锌后的废电解液加入锌焙砂中，对锌焙砂进行中性浸出，浸出温度为65～85℃；在中性浸出反应时同时往中性浸出矿浆中通入空气，使二价铁离子氧化为三价铁离子，并控制中性浸出矿浆的pH值为5～5.4，使三价铁离子水解为氢氧化铁，水解生成的氢氧化铁吸附所述中性浸出矿浆中大部分的As、Sb、Ge离子；将中性浸出矿浆固液分离得到中上清液和中性浸出底流。3.根据权利要求2所述的湿法炼锌净化除杂方法，其特征在于，所述步骤三得到的酸性浸出液中Ge含量为20～30mg/L，As含量为10～30mg/L，Sb含量为5～20mg/...

【专利技术属性】
技术研发人员：石明忠，徐红喜，麻金龙，陈金昌，
申请(专利权)人：湖南三立集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43