锌液净化工艺及设备制造技术

本发明专利技术公开了净化效果好的锌液净化工艺及设备。该工艺包括的步骤为：A、对置换反应前的锌液进行膜过滤，使其固含量降至20mg/L以下；B、通过锌粉置换法在锌液中置换出铜、镉、钴、镍中的一种或几种杂质；C、对锌液进行固—液分离；D、重复步骤B至步骤C至少一次，最后在锌液中分离出铜、镉、钴、镍。锌液净化设备包括：第一膜过滤装置，用于对置换反应前的锌液进行膜过滤处理；置换反应装置，用于对锌液进行锌粉置换除杂；固液分离装置，用于对锌粉置换处理后的锌液进行固—液分离。本发明专利技术采用了先将置换反应前的锌液的固含量降至20mg/L以下的技术手段，因此最终得到的净化效果出现明显的提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及湿法炼锌中的锌液净化工艺，具体涉及将中性浸出液中的杂质除至规定的限度以下，以满足电解沉积时对新液要求的过程及设备。
技术介绍
由本专利技术的申请人申请的、申请号为201110231150. X的专利技术专利申请文件中提供了ー种锌液净化工艺，其主要内容是通过TiAl金属间化合物多孔材料为过滤元件来解决了锌液过滤时过滤元件的堵塞及杂质反溶的技术问题。但是，该申请仅仅涉及到锌液净化中从锌粉置换开始到最終分离出铜、镉、钴、镍的过程，而并未涉及到置換反应开始前对中性浸出液的具体处理措施。 实际上，在本专利技术的申请日前，本领域大多会先将中性浸出液导入浓密机中进行浓缩处理，然后再将浓缩处理后的上清液(即中上清)进行锌粉置換处理。比如，CN101994005A的附图I即示出了对上清液先后进行三段浄化，第一段浄化除铜，第二段净化除钴、镍，第三段浄化除镉，且每一段浄化均通过过滤得到除杂后的锌液的过程。也有的锌厂直接将中性浸出液进行锌粉置換处理。比如，“电解锌厂锌净液エ艺设计，杨莲，工程设计与研究，总第119期，2006年6月”一文的流程图中即示出了对中性浸出液先后进行三段浄化，第一段浄化除铜、镉，第二段浄化除钴、镍，第三段浄化再次除镉，且每一段浄化均通过过滤得到除杂后的锌液的过程。总之，从目前所反映出的对锌液净化工艺的研究趋势表明，人们对锌液净化工艺的改良往往集中于锌粉置换过程。其原因也许在于，按通常认识，锌粉置换过程中的置換及过滤效果是保证新液质量的直接因素，锌粉置换前锌液杂质含量的高低对净化效果的影响可通过锌粉置换时的过滤精度来控制。另ー方面，从申请人掌握的现有技术也表明，本领域对锌粉置換法的研究还没能做到一次置换出铜、镉、钴、镍。因此，现有锌液净化中从锌粉置换开始到最終分离出铜、镉、钴、镍至少需要两段净化，故其エ艺流程较长。
技术实现思路
本专利技术所要解决的第一个技术问题是提供浄化效果好的锌液净化工艺。对此，本专利技术的锌液净化工艺包括以下步骤A、对置换反应前的锌液进行膜过滤，使其固含量降至20mg/L以下；B、通过锌粉置換法在锌液中置换出铜、镉、钴、镍中的一种或几种杂质；C、对锌液进行固一液分尚；D、重复步骤B至步骤C至少一次，最后在锌液中分离出铜、镉、钴、镍。上述锌液净化工艺与现有技术的共同点是从锌粉置换开始到最終分离出铜、镉、钴、镍的过程都需要至少两段浄化。但是，由于本专利技术采用了先将置换反应前的锌液的固含量降至20mg/L以下的技术手段，因此最终得到的净化效果出现明显的提高。其中，步骤A中所述置换反应前的锌液是指中性浸出液或者是将中性浸出液沉淀后得到的上清液。当然，考虑到对中性浸出液或上清液所可能存在的其他预先处理措施，步骤A中所述置换反应前的锌液也可能是经过这些预先处理后的锌液。总之，上述方法的关键就在于确保置换反应前的锌液固含量彡20mg/L。进ー步的，步骤A中的膜过滤为错流过滤当对中性浸出液直接进行错流过滤吋，将错流过滤后的浓缩液进行沉淀，再将沉淀得到的上层清液打回待过滤的中性浸出液中，而沉淀得到的底液排出；当对上清液进行错流过滤时，将错流过滤后的浓缩液打回前段的浓密机内进行沉降。也就是说，本专利技术为实现对置换反应前的锌液进行膜过滤而考虑了两种具体的过滤方案第一种过滤方案的主要出发点是为了取消现有锌液净化工艺中为将中性浸出液沉淀得到上清液而设置的浓密机，因此，本专利技术提出将中性浸出液直接进行错流过滤；由于错流过滤相比于浓密机可以极大的減少浓缩液的量，因此，对错流过滤后的浓缩液的沉淀可由一个比现有浓密机小得多的沉淀设备来实现，这样就很好的改善了锌厂对浓密机的操作 所帯来的诸多问题。第二中过滤方案的主要出发点是不改变现有锌液净化工艺浓密机的配置，从而避免对现有厂房设施作较大调整，因此，本专利技术又提出对上清液进行错流过滤，然后将错流过滤后的浓缩液打回前段的浓密机内进行沉降。显然，无论采用上述何种过滤方案，均是将错流过滤得到的清液进行锌粉置換法处理。上述步骤A和步骤C中均可采用有机多孔材料膜或无机多孔材料膜(如陶瓷多孔材料膜、金属多孔材料膜、金属间化合物多孔材料膜)为过滤元件。但作为优选过滤材料，步骤A和/或步骤C中采用TiAl膜。TiAl膜在锌液过滤中的特殊作用參见本申请人的201110231150. X号在先专利技术专利申请文件的记载。在上述步骤B中，可通过锌粉置換法在锌液中同时置换出铜、镉、钴、镍；其中，置换采用180 400目的细锌粉，并加入砷盐、锑盐中的ー种或两种作活化剂，锌粉的加入量为Zn/ (Cu2++Cd2++Co2++Ni2+)的摩尔比=(3 10)/I，活化剂的加入量为(As或/和Sb) /(Cu2++Cd2++Co2++Ni2+)的摩尔比=(2 10)/100，置换反应温度为40 75°C，置换反应时间为 5 120min。试验发现，按照上述各项參数对锌粉置换エ艺进行控制后能够在锌液中同时置换出铜、镉、钴、镍四种杂质。并且，该エ艺还能够达到较好的置換效果。因此，本专利技术接下来还要提供一种净化效果好且エ艺流程短的锌液净化工艺。为此，本专利技术的另ー锌液净化工艺包括以下步骤A、对置换反应前的锌液进行膜过滤，使其固含量降至20mg/L以下；B、通过锌粉置換法在锌液中同时置换出铜、镉、钴、镍；C、对锌液进行固一液分离，最后在锌液中分离出铜、镉、钴、镍；其中，步骤B仅进行一次，并且在步骤B中，置换采用180 400目的细锌粉，并加入神盐、锑盐中的ー种或两种作活化剂，锌粉的加入量为Zn/ (Cu2++Cd2++Co2++Ni2+)的摩尔比=(3 10 )/1，活化剂的加入量为(As或/和Sb)/ (Cu2++Cd2++Co2++Ni2+)的摩尔比=(2 10)/100，置换反应温度为40 75°C，置换反应时间为5 120min。该锌液净化工艺中从锌粉置换开始到最終分离出铜、镉、钴、镍的过程只需一段净化，故其エ艺流程较现有锌液净化工艺大为缩短。目前，我国设计规范中允许的铜、镉、钴、镍含量铜为0. 3 0. 5mg/L，镉为2 5mg/L，钴为< 3mg/L，镍为< 2mg/L。试验表明，采 用上述这种锌液净化工艺可将铜、镉、钴、镍四种杂质的含量降低至大大低于上述标准。其中，步骤C的时间越短越能够防止杂质反溶；因此，将步骤C中的固一液分离时 间控制在1 lOmin为优。另外，步骤B使用的锌粉越细，置换效果越好；故步骤B中采用 325 400目的细锌粉为优。此外，步骤B中Zn/ (Cu2++Cd2++Co2++Ni2+)的摩尔比=(3 5) /I为优；(As或/和Sb)/ (Cu2++Cd2++Co2++Ni2+)的摩尔比=(2 5)/100为优。另外，将步 骤B中置换反应温度控制在45 60°C为优；将步骤B中置换反应时间控制在50 60min 为优。步骤A中置换反应前的锌液是指中性浸出液或者是将中性浸出液沉淀后得到的 上清液。当然，考虑到对中性浸出液或上清液所可能存在的其他预先处理措施，步骤A中所 述置换反应前的锌液也可能是经过这些预先处理后的锌液。进一步的，步骤A中的膜过滤为错流过滤当对中性浸出液直接进行错流过滤时， 将错流过滤后的浓缩液进行沉淀，再将沉淀得到的上层清液打回待过滤的中性浸出液中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：高麟，汪涛，张祥剑，
申请(专利权)人：成都易态科技有限公司，
类型：发明
国别省市：