一种复合添加剂及其在电积锌中的应用制造技术

本发明专利技术涉及一种复合添加剂及其在电积锌中的应用，属于湿法炼锌技术领域。解决了现有技术中电积锌工序能耗高的技术问题，提供一种有机添加剂及其在电积锌中的应用。本发明专利技术的复合添加剂，由有机添加剂和骨胶组成，所述有机添加剂为十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种，且每种有机添加剂为0.50～2.5重量份；所述骨胶为15～25重量份。该复合添加剂应用在电积锌中，能够抑制阴极的析氢反应，降低槽压，减少能源的浪费，提高电流效率。

A compound additive and its application in electrodeposition of zinc

The invention relates to a compound additive and its application in electrodeposition zinc, belonging to the technical field of hydrometallurgy zinc. It solves the technical problem of high energy consumption in the existing technology of zinc electrodeposition process, provides an organic additive and its application in zinc electrodeposition. The compound additive of the invention is composed of organic additive and bone glue. The organic additive is one or more of sodium dodecyl sulfonate, cetyltrimethylammonium chloride and cetyltrimethylammonium bromide, and each organic additive is 0.50-2.5 parts by weight; the bone glue is 15-25 parts by weight. The compound additive can inhibit the hydrogen evolution reaction of the cathode, reduce the cell pressure, reduce the waste of energy and improve the current efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种复合添加剂及其在电积锌中的应用
本专利技术属于湿法炼锌
，具体涉及一种复合添加剂及其在电积锌中的应用。
技术介绍
目前我国约有200家锌厂，年产锌约六百万吨，其中约90％采用湿法冶炼。湿法炼锌的工艺主要由焙烧、制酸、浸出、净液、电积等工序组成，具体过程为：ZnS矿石先经过焙烧成ZnO和副产物SO3，用副产物SO3制成H2SO4，再用制成的H2SO4把ZnO溶解生成ZnSO4，最后用电解法从ZnSO4电解液中提取纯金属Zn。电积锌是将净化后的ZnSO4溶液与电解废液混合，连续不断的从电解槽进液端流入电解槽内，电解液主要成分为ZnSO4、H2SO4和H2O，并含有微量杂质金属Cu、Ge、Co、Ni、As等的硫酸盐，用含银(0.75％～0.78％)铅板做阳极，延压铝板作阴极，阳极放出氧气，阴极铝板上析出金属锌。电解槽内的反应为：总反应：ZnSO4+H2O＝Zn+H2SO4+1/2O2阴极：Zn2++2e＝Zn阳极：H2O-2e＝1/2O2+2H+；在上述电解过程中，往往伴随着氢气的生成，从而消耗大量的电能，同时影响产品锌的品质。经研究，电积工序的能耗约占湿法炼锌工艺总能耗的80％左右，因此如何降低电积过程的能耗，对于降低湿法炼锌的生产成本是一个有价值、有必要的研究。现有技术中，基于降低锌离子还原的过电位的原理，在电积锌的过程中添加适当的骨胶，并通过控制电积锌过程中骨胶的浓度，有效降低电耗和降低杂质离子的干扰。但随着人们对更低能耗的追求，上述方法已不能满足需求中国专利一种降低能耗的方法(公开号108251864A)中提到可通过骨胶和少量田箐胶降低槽压从而降低电积锌过程中的能耗。但是该方法存在操作步骤繁琐、增加工作量等问题。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中电积锌工序能耗高的技术问题，提供一种有机添加剂及其在电积锌中的应用。本专利技术解决上述技术问题采取的技术方案如下。本专利技术的复合添加剂，由有机添加剂和骨胶组成，所述有机添加剂为十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种，且每种有机添加剂为0.50～2.5重量份；所述骨胶为15～25重量份。本专利技术的复合添加剂在电积锌中的应用，将复合添加剂添加到电解槽的电解液中，以电解槽中电解液的体积为1L计，每种有机添加剂的总添加量为0.50～2.5mg，骨胶以浆化骨胶的形态添加，总添加量为15～25mg。进一步的，复合添加剂中的有机添加剂和骨胶分别采用以下方法中的一种添加到电解槽的电解液中，且有机添加剂和骨胶能够同时加入也能够分别加入：a、在电积锌过程开始前，加入到电解槽的电解液中；b、在电积锌过程中，连续加入到电解槽的电解液中；c、在电积锌过程中，分批次加入到电解槽的电解液中。更进一步的，在电积锌过程中，将有机添加剂随骨胶一起分批次加入到电解槽的电解液中。进一步的，电积锌开始前，电解槽中电解液含有浓度为50～54g/L硫酸锌、浓度为5.0g/L的硫酸锰和浓度为170～180g/L的硫酸，且在电积锌过程中，保持电解槽中电解液的硫酸锌浓度为44～54g/L，硫酸浓度为170～190g/L。进一步的，电积锌过程中，电流密度为400～500A/m2。进一步的，电积锌过程的时间为24～48h。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术的复合添加剂应用在电积锌中，能够抑制阴极的析氢反应，降低槽压，减少能源的浪费，提高电流效率。在工厂实地进行过放大实验后发现，与现有的能耗数据(3200kWh/tZn)相比，在电积锌的过程中使用本专利技术的组合添加剂后，电积能耗明显下降2～5％(下降64kWh/tZn～160kWh/tZn)，最大可节省电耗成本约900万元。本专利技术的复合添加剂应用在电积锌中，有机添加剂可以同生产中必要的骨胶一起加入电解槽的电解液中，可以在不改变原有的生产条件下进行，节省设备成本，简化操作流程。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合具体实施方式对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。本专利技术的复合添加剂，由有机添加剂和骨胶组成，有机添加剂为十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种，且每种有机添加剂为0.50～2.5重量份；骨胶为15～25重量份。本专利技术的复合添加剂能够应用在现有技术的电积锌工序中，抑制阴极的析氢反应，降低能耗，提高电流效率。以电解槽中电解液的体积为1L计，每种有机添加剂的总添加量为0.50～2.5mg，骨胶是现有电积锌工序中即添加的物质，骨胶的总添加量为15～25mg，现有技术中，骨胶以浆化骨胶的形态加入电解槽的电解液中，将水(最小添加量)加入骨胶中，70℃加热1h以上，至无肉眼可见颗粒，即得到浆化骨胶。上述技术方案中，复合添加剂中的有机添加剂和骨胶分别采用以下方法中的一种添加到电解槽的电解液中；a、在电积锌过程开始前，加入到电解槽的电解液中；b、在电积锌过程中，连续加入到电解槽的电解液中；c、在电积锌过程中，分批次加入到电解槽的电解液中；有机添加剂和骨胶可以采用相同的方式添加，也可以采用不同的方式分别添加；有机添加剂和骨胶可以同时添加，也可以不同时添加；有机添加剂和骨胶可以单独连续或分批次添加，也可以连续或分批次随硫酸锌原液添加；皆没有特殊限制，只要能保证有机添加剂和骨胶添加到电解槽的电解液中，且总量在上述限制范围内即可实现效果。在实际操作中，通常采用，在电积锌过程中，将有机添加剂和骨胶一起分批次加入到电解槽的电解液中。需要说明的是，在分批次加入时，加入的间隔时间和每次加入量皆没有特殊限制，对效果也没有影响，优选间隔时间和每次的加入量固定不变。上述技术方案中，除添加了本专利技术的组合添加剂外，其他条件可依据现有技术中的电积锌工序，由本领域技术人员调控。优选电积锌开始前，电解槽中电解液含有浓度为50～54g/L硫酸锌、浓度为5.0g/L的硫酸锰和浓度为170～180g/L的硫酸，且在电积锌过程中，保持电解槽中电解液的硫酸锌浓度为44～54g/L，硫酸浓度为170～190g/L，保证杂质离子不超标(现有国家标准，本实施方式中各杂质离子符合0号锌要求)，其中硫酸锌和硫酸的浓度通过对电解液的Zn2+浓度和H+浓度进行滴定确定，多种杂质离子通过ICP测试确定，保持各物质浓度和杂质离子不超标的方式为现有技术，依据现有技术操作即可。根据实际需要，优选电积锌过程中，电流密度为400～500A/m2。优选电积锌过程的时间为24～48h。需要说明的是，在现有电积锌工序中，电解槽的体积固定，电解槽内电解液的体积也固定，实际生产中，补液的同时也在出液。以下结合实施例对本专利技术作进一步详细说明。对比例1在含有加热和补液等辅助装置的电解槽中进行电积实验。电积锌开始前，将硫酸锌浓度53g/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.复合添加剂，其特征在于，由有机添加剂和骨胶组成，所述有机添加剂为十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种，且每种有机添加剂为0.50～2.5重量份；所述骨胶为15～25重量份。/n

【技术特征摘要】
1.复合添加剂，其特征在于，由有机添加剂和骨胶组成，所述有机添加剂为十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种，且每种有机添加剂为0.50～2.5重量份；所述骨胶为15～25重量份。


2.权利要求1所述的复合添加剂在电积锌中的应用，其特征在于，将复合添加剂添加到电解槽的电解液中，以电解槽中电解液的体积为1L计，每种有机添加剂的总添加量为0.50～2.5mg，骨胶以浆化骨胶的形态添加，总添加量为15～25mg。


3.根据权利要求2所述的复合添加剂在电积锌中的应用，其特征在于，复合添加剂中的有机添加剂和骨胶分别采用以下方法中的一种添加到电解槽的电解液中，且有机添加剂和骨胶能够同时加入也能够分别加入：
a、在电积锌过程开始前，加入到电解槽的电解液中；
b、在电积锌过程中，连续加入到电解槽的电解液...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢巍，郏建波，张旭泳，王晨，梁亮，李晨阳，高红梅，李丹丹，刘世伟，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22