一种高锗原料湿法炼锌工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高锗原料湿法炼锌工艺，涉及湿法炼锌技术领域，包括以下步骤：步骤一、焙烧系统配矿使锌精矿入炉；步骤二、浸出系统控制中浸pH值；步骤三、净化系统优化除铜镉工艺；步骤四、净化系统优化除钴工艺；步骤五、控制电解系统废电解液酸度，增大电解循环流量；本发明专利技术使新液中铜、钴等杂质实现深度净化，避免新液锗超标时钴等有害杂质活跃，通过降低电解槽槽温度，避免槽温过高而引起杂质烧板。避免槽温过高而引起杂质烧板。

【技术实现步骤摘要】
一种高锗原料湿法炼锌工艺


[0001]本专利技术涉及湿法炼锌
，更具体的是涉及高锗原料湿法炼锌工艺。

技术介绍

[0002]近几年针对湿法炼锌传统净化除钴工艺的种种不足，国内研究开发出了湿法炼锌净化新型除钴剂。该除钴剂是一种DTC类的广谱重金属螯合剂，能在常温下与各类重金属离子发生反应，生成水不溶性的螯合盐，形成沉淀，从而达到去除重金属离子的目的。目前，国内部分湿法炼锌企业净化陆续采用新型试剂除钴工艺，该工艺解决了传统锌粉除钴工艺不稳定、消耗高、钴镉易反溶、系统稳定性差等问题，除钴效果好，达到了深度净化的目的。但该除钴工艺对高锗原料适应性差，锗的净化效果不理想，制约了新型试剂除钴工艺的推广与应用。
[0003]表1 新液质量对比一览表
[0004][0005]锗是最具有危害性的杂质，在电解过程中，锗在阴极上析出，并造成阴极锌剧烈反溶(烧板)。由于锗离子在阴极析出后与氢生成氢化锗，氢化锗又与氢离子作用生成锗离子，因而造成电能无益的消耗与锗的氧化还原反应：Ge
4+
+4e＝GeGe+4H＝GeH4GeH4+4H
+
＝Ge
4+
+4H2；锗引起烧板的特征是由背面往表面烧，并形成黑色圆环，严重时形成大面积针状小孔。它使电流效率急剧下降，直流电单居高不下，电解阴极锌频繁烧板反溶，对生产造成了严重影响。另外，电解过程中，锗反复氧化还原反应引起槽温持续上升，增加其它杂质如Co
2+
、Cu
2+
等烧板反溶机率，对生产造成较大影响。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于：为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种高锗原料湿法炼锌工艺，可降低新液锗含量，满足电解生产需要，为除钴工艺稳定、长期运行奠定了基础。
[0007](一)锗的分布及行为：
[0008]焙烧：锌精矿中锗以GeS2和GeS形态存在。在焙烧过程中，以氧化亚锗(GeO)、高价氧化锗Ge02和锗酸盐形态留在焙砂中，还有少量以硫化锗形态存在。
[0009]浸出：硫化锗及锗酸盐不溶解进入渣中，二氧化锗在酸性浸出时进入溶液。在中性浸出时，锗水解并析出氢氧化锗而沉淀，锗在整个浸出过程中主要发生的反应如下：
[0010](1)GeO2的浸出：GeO2+4H
+
＝Ge
4+
+2H2O，简单的无价态变化的化学溶解，为扩散控制过程，浸出速率较快。
[0011](2)Ge
4+
的水解与共沉淀：Ge
4+
+4OH
‑
＝Ge(OH)4↓
，Ge(OH)4易与Al(OH)3、Fe(OH)3及Cd
2+
、Cu
2+
等重金属离子发生共沉淀。
[0012]浸出阶段锗的去除率达到85％左右。中上清锗一般控制在0.05
‑
0.6mg/l。
[0013]净化：新型试剂除钴净化工艺不同于三段逆锑锌粉置换工艺，包括两个过程，一是采用金属锌粉置换铜镉过程，即用较负电性的锌置换较正电性的杂质金属离子，锗的标准电极电位大于锌的标准电极电位，理论上可被锌置换，Ge
4+
+2Zn＝2Zn
2+
+Ge。二是新型试剂除钴过程，即除钴剂与锗发生反应，生成锗的螯合物沉淀。
[0014](二)不同净化工艺除锗能力对比
[0015]新型试剂除钴净化工艺与三段逆锑锌粉置换工艺对比见表2：
[0016]表2 净化工艺对比一览表
[0017][0018]三段逆锑锌粉置换工艺：合金锌粉高温除钴镍过程中，净化温度高、反应时间长，反应过程中添加锑盐、吐酒石等含锑添加剂，且合金锌粉粒度较金属锌粉细，粒度愈细，则置换反应进行愈快且彻底，置换效果好，满足深度净化锗的要求。
[0019]新型试剂除钴净化工艺：该工艺虽然一段、二段有锌粉置换过程，但温度控制低(55
‑
60℃)、反应时间短(40min左右)，且不添加任何含锑类添加剂，达不到锌粉置换锗要求。试剂除钴过程中，由于锗含量较低，除锗效果不理想。因此，三段逆锑净化工艺能达到深度净化锗的目的，对高锗原料适应性强。新型试剂除钴净化工艺对锗的适应能力弱。经过长期生产实践跟踪，两种净化工艺对系统锗适应性见表3：
[0020]表3 不同除钴工艺系统锗适应性一览表
[0021]项目锌精矿锗含量(ppm)中上清锗含量(mg/l)新液锗含量(mg/l)新型试剂除钴工艺＜20＜0.150.08
‑
0.12合金锌粉除钴工艺＜50＜0.50＜0.05
[0022]根据对湿法炼锌锗的行为分析，除锗关键在于浸出，核心在于净化。
[0023]本专利技术为了实现上述目的具体采用以下技术方案：一种高锗原料湿法炼锌工艺，其特征在于，包括以下步骤：
[0024]步骤一、焙烧系统配矿使锌精矿入炉；
[0025]步骤二、浸出系统控制中浸pH值为5.0
‑
5.2，沉矾上清液中铁浓度不低于5g/l，中上清液中锌离子浓度控制在150
‑
160g/l之间；
[0026]步骤三、净化系统优化除铜镉工艺：利用合金锌粉粒度细(
‑
300目＞90％)、活性好的优势替代金属锌粉除残镉，即一段净化低温(55
‑
60℃)金属锌粉除铜镉，一次后液控制Ge≤200mg/l；二段净化合金锌粉除残镉，并加大合金锌粉加入量，按照一次后液镉含量的2.3
‑
2.5倍过量加入，提高一次后液温度至65
‑
70℃，二段净化后得到二次后液Cd≤10mg/l、Ge≤0.07mg/l；
[0027]步骤四、净化系统优化除钴工艺：提高二次后液温度85
‑
90℃，新型除钴试剂按照二次后液镉、钴含量的2.2
‑
2.4倍加入，深度净化新液钴、镉、锗，控制新液Co≤0.6mg/l、Ge≤0.05mg/l；
[0028]步骤五、电解系统废电解液酸度控制在180g/l以内，增大电解循环流量，由80
‑
120l/min提高至120
‑
160l/min，控制电解槽槽温。
[0029]优选的，所述步骤一中入炉的锌精矿中Ge≦20ppm，且含10
‑
11％的铁。
[0030]优选的，所述步骤三中二段净化时间为60
‑
75min。
[0031]优选的，所述步骤五中控制电解槽槽温为36
‑
40℃。
[0032]本专利技术的有益效果如下：
[0033]1.净化系统优化除钴工艺中，提高二次后液温度85
‑
90℃，加大新型除钴试剂加入量，按照二次后液镉、钴含量的1.8
‑
2.2倍提高至2.2
‑
2.4倍，深度净化新液钴、镉、锗，控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高锗原料湿法炼锌工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、焙烧系统配矿使锌精矿入炉；步骤二、浸出系统控制中浸pH值为5.0
‑
5.2，沉矾上清液中铁浓度不低于5g/l，中上清液中锌离子浓度控制在150
‑
160g/l之间；步骤三、净化系统优化除铜镉工艺：利用合金锌粉粒度细(
‑
300目>90％)、活性好的优势替代金属锌粉除残镉，即一段净化低温(55
‑
60℃)金属锌粉除铜镉，一次后液控制Ge≤200mg/l；二段净化合金锌粉除残镉，并加大合金锌粉加入量，按照一次后液镉含量的2.3
‑
2.5倍过量加入，提高一次后液温度至65
‑
70℃，二段净化后得到二次后液Cd≤10mg/l、Ge≤0.07mg/l；步骤四、净化系统优化除钴工艺：提高二次后液温度85<...

【专利技术属性】
技术研发人员：马菲菲，王自强，杨文勇，焦晓斌，崔耀，段小维，杨旭旭，岳运盛，
申请(专利权)人：白银有色集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：