【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于湿法冶炼，具体涉及一种降低锌电积直流电耗的方法。
技术介绍
1、锌是国民经济中一种不可缺少的产品，主要用于防腐、电池、合金等，锌冶炼分为火法及湿法二种方法，其中湿法锌冶炼产能占比约80%。湿法锌冶炼工艺流程包括“锌焙烧-焙砂浸出-浸出液净化-锌电积”等工序，湿法锌冶炼生产成本主要是电耗，约为总成本60%，而其中锌电积的直流电耗又占湿法炼锌总电耗的80%左右。因此降低直流电耗是减少湿法锌冶炼生产成本的关键。锌电积的工艺流程具体为：将通过浸出液净化工序后的中性硫酸锌溶液（新液）和从电解槽中排出的电解废液按照一定比例混合后连续不断地从电解槽的进液端送入电解槽内，以铅银合金或铅银钙锶等合金做阳极，纯铝压延板做阴极，通入直流电后，在阴极析出金属锌，在阳极则放出氧气。长周期锌电积直流电耗和电积工艺技术参数如电解液的锌浓度、电流密度、槽温、酸锌比等有着复杂而密切的关系，但主要因素是电流效率和槽电压，降低直流电耗常通过提高电流效率和降低槽电压完成，影响电流效率的因素很多，如电解液中锌、酸和杂质含量、电解液温度、电流密度、析出周期和添加剂使用情况，还与极板表面情况、导电状况和漏电等有关，槽电压由znso4的分解电压、电积液电阻电压降、阴阳极电阻电压降、阳极泥电阻电压降等几部分组成。
2、目前，生产上采取六大措施以降低锌电积电耗：1）杂质，确保电积新液杂质含量在允许的范围内，特别是能引起杂质烧板的元素（钴、镍、砷、锗、锑）要严控；2）温度，槽温控制在32~40℃，以保证电解液较低的电阻，同时控制较高的氢析出超电位，减少氢气
3、中国专利技术专利cn105937040b公开了一种处理高杂矿锌湿法冶炼中降低阴极锌直流电单耗的工艺，具体通过中上清液质量控制、新液质量控制、电解槽温度控制、酸锌比控制、骨胶加入量控制、电解槽面控制来提高电流效率以达到降低阴极锌直流电单耗，最终可实现在高杂矿生产条件下，将电积锌电流效率由87%提高并稳定在89.5%-91.5%，但该方法工序复杂，各步骤控制严格，工作量高，且反应液中加入了锰粉，锰在锌电积过程中生成的阳极泥的清理也增加了工作量。
4、因此，如何高效的降低直流电耗以保持稳定生产运行，仍是广大冶金工作者亟待解决的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的锌电积直流电耗较高的问题，本专利技术提供一种降低锌电积直流电耗的方法。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种降低锌电积直流电耗的方法，包括以下步骤：
4、s1，制备含zn浓度为62.0~65.5g/l的混合电解液；
5、s2，将混合电解液送入电解槽进行电积，电积处理至电解槽内电解液中含zn浓度为59.2~63.5g/l，排出电解废液，控制电解废液循环量为24~72m3/h.槽；
6、s3，将s2中所述电解废液返回系统循环利用。
7、本专利技术在电解槽中的主要反应原理如下：
8、znso4→zn2++so42-
9、zn2++2e→zn
10、h2o-2e→2h++0.5o2
11、2h++so42-→h2so4
12、锌电积总反应式：
13、
14、本专利技术将高锌混合电解液(含zn浓度为62.0～65.5g/l)送入电解槽，采用铅银阳极及铝极板，通入直流电，在阴极上析出金属锌，阳极上放出氧气，电积后的电积废液含zn浓度为59.2～63.5g/l，即锌降为2～2.8g/l，配合24～72m3/h.槽的电解废液大循环量，达到降低直流电耗的效果。与现有技术中进电解槽混合液含锌48～55g/l，出电解槽废液含锌42～50g/l，高浓差电积析出5～6g/l zn相比，本专利技术锌降为2～2.8g/l，是一种低浓差电积工艺，一般的将电积前电解液浓度和电积完成后的废电解液中锌浓度的差值(g/l计)≤3g/l的锌电积过程称为低浓差电积，低浓差电积可以通过选择合适的单槽大小和极板尺寸，以及适当的数量和电流密度等参数来协调配合电极表面反应物浓度和传质速率，进而达到最佳的电积效果，降低锌的直流电耗。本专利技术将混合电解液中锌浓度提高，可使锌优于氢析出，锌析出增加，降低硫酸锌分解电压，提高电流效率；采用锌降≤3g/l的低浓差电积方式，减少电积前后电解液浓差，降低电阻电压；加大电解废液循环量，补充槽内电解液锌浓度，可进一步消除浓差极化，同时大流量带走槽内部分阳极泥，有利于提高电流效率，降低阳极泥电阻电压。混合电解液中锌浓度较高一定程度会升高槽电压，但通过合理的控制锌电积工艺参数完成低浓差电积，可一定程度克服高锌浓度带来的槽电压上升的不利影响。
15、进一步地，步骤s1中，所述混合电解液由新液与电解废液按1：（30~40）的体积比混合得到，其中所述新液中zn浓度为142~152g/l；所述电解废液中zn浓度为59.2~63.5g/l。
16、将所述新液与电解废液的含锌浓度控制在上述范围，采用1：（30~40）的体积比，能保证混合电解液中锌浓度高，满足低锌降条件下的精准控制。
17、进一步地，步骤s2中，所述电解槽单槽容积为9~30 m3，内置的极板尺寸为3.2 m2，极板数量为48~114片。
18、目前工业上上常用的阴极面积规格为1.6m2（小极板电解）、3.2m2（大极板电解），本专利技术主要涉及大极板电解。在产量一致、电解槽数量固定的情况下，单槽容积与内置极板数量成反比。 合适的电解槽容积和极板数量有利于锌更好的在阴极板上析出，电解槽内电解液成分均一，极板间互相影响不大，则对应的直流电耗会相对较小；若电解槽容积过大，对应的极板数量增多，槽内的电解液由电解槽进口流入到电解槽出口流出的过程，经过多个极板，会形成局部的成分不均，影响电耗，造成直流电耗变大。
19、进一步地，步骤s2中，所述电积过程中，控制酸锌摩尔比为1.85~2.05。
20、随着电积过程的不断进行，电解槽内电解液含锌量逐渐减少，而硫酸含量则逐渐增多，过高的酸度会导致锌的返溶，影响电流效率，进而增加直流电耗。为保证电积条件的稳定，必须不断地补充新液以维持电解液成分稳定不变，根据生产需要设置合理的酸锌比有利于提高电流效率，降低直流电耗。
21、进一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种降低锌电积直流电耗的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述电解槽单槽容积为9~30 m3，内置的极板尺寸为3.2 m2，极板数量为48~114片。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述电积过程中，控制酸锌摩尔比为1.85~2.05。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述电积过程中，电流密度为400~500A/m2。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述电积过程中，槽温为34~42℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述电积过程中，电积周期为46~50h。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，所述电解废液分为两部分，一部分返回锌湿法冶炼浸出，另一部分经冷却塔冷却后返回步骤S1与新液混合。
【技术特征摘要】
1.一种降低锌电积直流电耗的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s2中，所述电解槽单槽容积为9~30 m3，内置的极板尺寸为3.2 m2，极板数量为48~114片。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s2中，所述电积过程中，控制酸锌摩尔比为1.85~2.05。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s2中，所述电积过...
【专利技术属性】
技术研发人员：仝一喆，王恒辉，刘自亮，鄢锋，潘岩，杨静雅，崔丽娜，何醒民，
申请(专利权)人：长沙有色冶金设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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