【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于湿法冶炼，具体涉及一种锌电积及清理阳极泥的方法。
技术介绍
1、湿法锌冶炼的焙砂浸出过程中，往往利用软锰矿作为氧化剂将浸出液中的fe2+氧化为fe3+而沉淀，因而锰也进入锌溶液中。而含锰的锌精矿采用焙烧—高温高酸浸出或氧压浸出，锰也进入锌溶液中。后续锌电积工艺流程具体为：将通过浸出液净化工序后的中性硫酸锌溶液（新液）和从电积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积槽的进液端送入电积槽内，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。由于阳极析氧反应的发生，阳极表面的金属基体及溶液中的锰会被氧化成阳极泥。具体地，锰在锌电积过程中主要发生三种行为：一是阳极反应产生的部分氧气与锰离子作用生成高锰酸根离子，同时高锰酸根离子与锰离子作用生成阳极泥（mno260~70%，pb4~14%，zn2~4%）；二是锰离子发生放电反应在阳极析出生成阳极泥（mno2）；三是锰离子可降低氯离子对阳极的腐蚀作用，电积产生的一部分阳极泥可附着在阳极表面，形成致密的mno2薄膜保护阳极不腐蚀，一部分阳极泥沉积于电积槽底，可返回浸出作氧化剂。如果系统内锰离子浓度过低，会影响沉铁效果，且会加重电积过程中的阳极腐蚀程度，而锰离子浓度过高则会导致阳极泥析出量增大，电积溶液粘度增加，电积过程中的槽电压升高，电流效率下降等，进而导致直流电单耗升高，增加了生产成本，影响了经济效益。因此工业生产一般控制电积废液含mn2+3~5g/l，溶液中锰离子高需除锰，锰离子低需补锰，而产生的阳极泥需定期清理
2、中国专利技术专利申请cn113355696a公开了一种锌电积阳极板上阳极泥的清理方法，包括：将需清理阳极泥的阳极板浸泡至预加热的具有还原性物质和酸性物质的混合溶液中，并使所述混合溶液流动；在浸泡一定时间后将所述阳极板从所述混合溶液中取出；使用锌电积电解液或锌电积电解废液处理取出后的所述阳极板上的杂质，该申请侧重于清理锌电积过程中附着较厚阳极泥的阳极板，变向减轻了后续电积过程中电积槽的阳极泥沉积情况，但该申请增加了工艺步骤，提高了生产成本。
技术实现思路
1、针对现有技术中清理电积槽阳极泥存在的人工劳动强度大、清理效果不佳、工艺复杂等不足，本专利技术旨在提供一种锌电积及清理阳极泥的方法，采用低浓差电积、增大电积废液循环量结合槽外压滤的手段，以期减少锌电积过程中电积槽内阳极泥的沉泥量，延长电积槽内阳极泥的清理周期，使锌电积顺利进行。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种锌电积及清理阳极泥的方法，包括以下步骤：
4、s1，将新液与电积废液混合，得到混合电解液；
5、s2，将混合电解液送入电积槽进行低浓差电积，控制低浓差电积锌降为2~3g/l，电积完成后将电积废液排出；所述电积废液的循环量为60~90m3/h.槽；
6、s3，将排出的电积废液按（90%~95%）：（5%~10%）的体积比分为两份，其中占90%~95%体积的电积废液返回系统循环利用，对剩余5%~10%体积的电积废液进行压滤，得到压滤后阳极泥和压滤后电积废液；
7、s4，所述压滤后阳极泥返回锌湿法冶炼浸出，所述压滤后电积废液返回步骤s1与新液混合。
8、在上述技术方案中，控制锌电积过程为低浓差电积过程，使电积前混合电解液和电积后电解废液中含zn浓度差为2~3g/l，此浓差条件下，基本可消除电积槽内浓差极化带来的不良影响。同时，加大电积槽内电积废液的循环量，可使低浓差电积过程中产出的电解阳极泥在大循环流量的协同作用下冲出电积槽进入循环槽，而不在电积槽沉积；对循环槽内一定体积的含有阳极泥的电积废液进行定期压滤以外排阳极泥，外排的阳极泥返回浸出，压滤后的电积废液返回与新液混合，有效减少新一轮混合电解液的阳极泥含量。如此，保证了锌电积的低电耗电解过程，也减少了人工真空掏槽清理阳极泥的人工劳动强度。
9、低浓差电积是一种用于金属电解沉积的电积工艺，在锌电积过程中，一般指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的电积工艺。电积前电解液中锌离子的浓度过大，会导致电积槽内阳极泥的生成增多，但锌浓度过低又会导致锌析出能力不强，不利于生产；电解液具有较低的酸度会减缓电极反应的速度，从而降低阳极泥的产生，但是，过低的酸度也会降低电解效率。在电积过程中，若电流密度过高，会导致电极表面的钝化层破坏，从而增加阳极泥的产生，而电流密度过低，锌产能较小，不利生产；槽温的变化会影响电解液中离子的迁移速度和电极表面的反应速度，升高槽温会加速这些过程，从而提高电解效率，但是，过高的槽温也会导致电极表面的钝化层破坏，增加阳极泥的产生。因此，为了确保锌低浓差电积过程的效率和稳定性，需要对这些操作参数进行精准控制。
10、在合适的单槽大小、极板尺寸和数量的基础上，基于电化学反应的动力学过程，通过控制锌电积过程中的电解液酸锌比、槽温、电流密度和电积周期来协调配合电极表面反应物浓度和传质速率，低浓差电积过程中阴极上锌的还原速度较慢，阴极附近电解液锌浓度下降较慢，阳极泥生成速率低。如此，使用低浓差电积工艺（1）可减小阴极附近电解液与槽内其他位置电解液中锌离子的浓差极化；（2）避免大量反应热的产生，有利于提高电流效率；（3）减小电解槽内阳极泥的沉积速率。
11、进一步地，步骤s1中，所述新液中zn浓度为150~160g/l；所述电积废液中zn浓度为52~58g/l；将新液与电积废液按1：（30~45）的体积比混合得到所述混合电解液，所述混合电解液中zn浓度为55~60g/l。
12、进一步地，步骤s2中，所述电积槽单槽容积为 30m3，内置的极板尺寸为3.2 m2，极板数量为114片。
13、进一步地，步骤s2中，所述低浓差电积过程中，控制酸锌摩尔比为1.85~2.05。
14、进一步地，步骤s2中，所述低浓差电积过程中，电流密度为400~500a/m2，槽温为34~42℃，电积周期为46~50h。
15、进一步地，步骤s3中，将所述占90~95%体积的电积废液分为两部分，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。
16、锌电积过程中阳极泥的生成过程与阳极的电化学活性及耐蚀稳定性有关，阳极泥的电阻电压降占槽电压的5%~6%，这意味着阳极泥的产生会增加电解过程的电压降，从而降低电解效率。阳极泥产生后，会有部分脱落进入到电积液中，成为悬浊物，会增大本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锌电积及清理阳极泥的方法，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S1中，所述新液中Zn浓度为150~160g/L；所述电积废液中Zn浓度为52~58g/L；将新液与电积废液按1：（30~45）的体积比混合得到所述混合电解液，所述混合电解液中Zn浓度为55~60g/L。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述电积槽单槽容积为30m3，内置的极板尺寸为3.2 m2，极板数量为114片。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述低浓差电积过程中，控制酸锌摩尔比为1.85~2.05。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述低浓差电积过程中，电流密度为400~500A/m2，槽温为34~42℃，电积周期为46~50h。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，将所述占90~95%体积的电积废液再分为两部分，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】
1.一种锌电积及清理阳极泥的方法，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s1中，所述新液中zn浓度为150~160g/l；所述电积废液中zn浓度为52~58g/l；将新液与电积废液按1：（30~45）的体积比混合得到所述混合电解液，所述混合电解液中zn浓度为55~60g/l。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s2中，所述电积槽单槽容积为30m3，内置的极板尺寸为3.2 m2，极板数量为114片。
【专利技术属性】
技术研发人员：王恒辉，刘自亮，仝一喆，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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。