锌焙砂短流程湿法炼锌的方法技术

本发明专利技术属于锌焙砂湿法处理领域，尤其涉及一种锌焙砂短流程湿法炼锌的方法。在密闭容器内，采用氨基乙酸盐和亚氨基二乙酸盐混配型体系进行高温强化溶出锌焙砂，浸出过程中，有价金属铅、镉、铜、镍和钴随主金属锌一起溶解进入浸出液，杂质铁、硅、钙、镁不溶出而留在浸出渣中。浸出液经锌粉还原净化后，进行电积提锌。直接一步选择性浸锌，实现锌铁分离，避开现有工艺繁杂的两段浸出和沉铁过程，简化了浸出过程，缩短了锌焙砂湿法提锌工艺流程，提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】
锌焙砂短流程湿法炼锌的方法
本专利技术属于锌焙砂湿法处理领域，尤其涉及一种由锌焙砂短流程湿法处理制取电锌的方法。
技术介绍
湿法炼锌仍然是行业主流炼锌方法，湿法炼锌方法年锌产量占当年锌总产量的80%以上，而由锌焙砂经“浸出-净化-电积”提锌的方法则是其中最主流的方法。但是，锌焙砂浸出过程仍然是一个非常繁琐的过程，本质原因在于锌焙砂中除含有易溶于酸的氧化锌（ZnO）外，还含有大量的难以处理的铁酸锌（ZnFe2O4），以及少量的硅酸锌（ZnSiO4）。铁酸锌是一种非常难以溶解的复合氧化物，只有在高温、高酸条件下才可以溶解。现在广泛采用的锌焙砂浸出工艺为两段浸出，第一段采用中酸（或低酸）浸出易溶氧化锌，中浸渣中难溶铁酸锌采用高温、高酸的热酸浸出，铁酸锌溶出同时，铁与锌一并进入浸出液，因此，锌焙砂浸出过程中必然还有一个沉铁的过程。沉铁过程条件控制苛刻、时间长、工作量大，在某种程度上已成为制约湿法炼锌工艺发展的一个瓶颈。
技术实现思路
为克服现有锌焙砂湿法炼锌工艺的不足，本专利技术提供一种锌焙砂一步浸出选择性浸锌的方法，直接实现锌铁分离，简化浸出过程，大大缩短锌焙砂湿法提锌工艺流程，提高生产效率。为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案是：在密闭容器内，采用氨基乙酸盐和亚氨基二乙酸盐混配型体系进行高温强化溶出锌焙砂，浸出过程中，有价金属铅、镉、铜、镍和钴随主金属锌一起溶解进入浸出液，杂质铁、硅、钙、镁不溶出而留在浸出渣中。浸出液经已有方法净化后进行电积提锌。采用氨基乙酸盐和亚氨基二乙酸盐混配型体系进行高温强化溶出的原因基于以下几点：首先，研究发现，单一的亚氨基二乙酸盐体系与氨基乙酸盐体系一样，也具有溶解铁酸锌的能力，在常规温度条件下（水沸点温度以下），可以选择性地溶出铁酸锌中锌，铁酸锌中铁形成相应铁氧化物不溶出，但新生成的铁氧化物会阻碍铁酸锌的进一步溶解。所以，在常规温度条件下，亚氨基二乙酸盐体系和氨基乙酸盐体系溶解铁酸锌的能力都非常有限，不能很好地处理锌焙砂，因为其中铁酸锌含量较高，因此，采用了高温强化溶出的手段。其次，用单一的亚氨基二乙酸盐体系和氨基乙酸盐体系以高温强化溶出手段分别处理锌焙砂发现，两种体系中铁酸锌均能够很好地溶出，焙砂中锌浸出率均高于90%以上。氨基乙酸盐体系锌溶出效果较亚氨基二乙酸盐体系差，这是因为氨基乙酸根离子与锌离子配合能力不及亚氨基二乙酸根离子；同时发现，氨基乙酸盐体系铁基本不溶出，与常规温度条件下结果一致，而亚氨基二乙酸盐体系中铁溶出情况与常规温度下结果不一致，铁在体系中大量溶出，这是因为亚氨基二乙酸根离子与铁离子的配合能力在高温情况下发生了本质的突变，这种突变导致亚氨基二乙酸盐体系对铁的选择性下降。最终，在处理锌焙砂过程中，为了兼顾锌的浸出效果，同时又要保证铁的不溶出，极大化地实现锌铁分离，采用了氨基乙酸盐和亚氨基二乙酸盐混配型体系进行高温强化溶出锌焙砂。具体工艺参数如下：（1）配制氨基乙酸盐和亚氨基二乙酸盐混配型水溶液，加热到一定温度时调节混配型水溶液的pH，转移到反应釜；（2）在密闭容器内，按比例将锌焙砂浸入氨基乙酸盐和亚氨基二乙酸盐混配型水溶液中，然后继续加热到浸出温度，进行高温强化溶出，浸出过程中，有价金属铅、镉、铜、镍和钴随主金属锌一起溶解进入浸出液，杂质铁、硅、钙、镁不溶出而留在浸出渣中；降温后，固液分离；（3）将浸出渣洗涤，并收集洗涤液，并入浸出液中，净化处理；（4）将步骤（3）净化处理后的浸出液进行电积提锌。步骤（1）中，氨基乙酸盐和亚氨基二乙酸盐混配型水溶液中，主配体氨基乙酸根离子总浓度为3.5~7.0mol/L，副配体亚氨基二乙酸根离子总浓度为0.1~1.5mol/L，加热到70℃时，用固体氢氧化钠调整混配型水溶液至pH值7.5~10.0。步骤（2）中，浸出时，液固比为10mL~15mL：1g；浸出温度130~160℃，浸出时间3~7h。步骤（3）中，所述净化处理为：用锌粉还原沉淀浸出液中的Pb和Cd等杂质金属。步骤（4）中，所述电积提锌为：以不锈钢板为阳极，铝板为阴极在电解槽进行净化后的浸出液的电积提锌，电流密度为100~800A/m2，温度为20~60℃，时间5~24h，异极距2~8cm。本专利技术与现有湿法工艺相比有如下优点：（1）直接一步选择性浸锌，实现锌铁分离，避开现有工艺繁杂的两段浸出和沉铁过程，简化了浸出过程，缩短了锌焙砂湿法提锌工艺流程，提高了生产效率。（2）本专利技术适用于处理含锌大于35%的锌焙砂。具体实施例实施例1：某锌厂锌焙砂，主要成为（wt%）：Zn57.45、Fe9.63、Si1.45、Pb1.60、Cu1.07、Mn0.76、Ca0.62、Al0.42、Cd0.25、Mg0.16和S1.90。试剂（成分含量，wt%）：食品级氨基乙酸，含量≥99%；工业级亚氨基二乙酸，含量≥98%；分析纯氢氧化钠，含量≥99%。（1）70℃时，用氢氧化钠调整氨基乙酸和亚氨基二乙酸混合水溶液pH值为8.0，配制成含氨基乙酸根离子总浓度为3.5mol/L、亚氨基二乙酸根离子总浓度为0.2mol/L的混配型体系水溶液150mL加入200mL高压釜内。（2）高压釜中，按液固比10：1加入锌焙砂15g，拧紧高压釜升温至140℃，反应4h后停止加热反应。待釜内温度降至60℃以下，进行固液分离。（3）固液分离后，洗水并入浸出液共得溶液220mL，分析其中相应金属浓度分别为：Zn37.5g/L、Fe318.3mg/L、Pb447.3mg/L、Cu328.3mg/L、Cd54.5mg/L，浸出过程中，锌浸出率为95.74%，铁浸出率为4.85%。然后，用锌粉还原沉淀浸出液中的Pb和Cd等杂质金属，实现净化处理。（4）电积提锌：以不锈钢板为阳极，铝板为阴极在电解槽进行净化后的浸出液的电积提锌，在电流密度为100~800A/m2，温度为20~60℃，时间5~24h，异极距2~8cm的条件下，进行电积提锌。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.锌焙砂短流程湿法炼锌的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n（1）配制氨基乙酸盐和亚氨基二乙酸盐混配型水溶液，加热到一定温度时调节混配型水溶液的pH，转移到反应釜；/n（2）在密闭容器内，按比例将锌焙砂浸入氨基乙酸盐和亚氨基二乙酸盐混配型水溶液中，然后继续加热到浸出温度，进行高温强化溶出，浸出过程中，有价金属铅、镉、铜、镍和钴随主金属锌一起溶解进入浸出液，杂质铁、硅、钙、镁不溶出而留在浸出渣中；降温后，固液分离；/n（3）将浸出渣洗涤，并收集洗涤液，并入浸出液中，净化处理；/n（4）将步骤（3）净化处理后的浸出液进行电积提锌。/n

【技术特征摘要】
1.锌焙砂短流程湿法炼锌的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）配制氨基乙酸盐和亚氨基二乙酸盐混配型水溶液，加热到一定温度时调节混配型水溶液的pH，转移到反应釜；
（2）在密闭容器内，按比例将锌焙砂浸入氨基乙酸盐和亚氨基二乙酸盐混配型水溶液中，然后继续加热到浸出温度，进行高温强化溶出，浸出过程中，有价金属铅、镉、铜、镍和钴随主金属锌一起溶解进入浸出液，杂质铁、硅、钙、镁不溶出而留在浸出渣中；降温后，固液分离；
（3）将浸出渣洗涤，并收集洗涤液，并入浸出液中，净化处理；
（4）将步骤（3）净化处理后的浸出液进行电积提锌。


2.如权利要求1所述的锌焙砂短流程湿法炼锌的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦爱春，张也，刘云建，苏明如，周玉，陈耀东，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32