CN113122735A - 一种碱法锌粉联合冶炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种碱法锌粉联合冶炼方法，包括：沉锌工序、过滤工序、碱浸工序、电解工序、洗涤工序、调浆工序、净化工序，所述沉锌工序中沉锌前的原液为湿法炼锌过程中的电解新液。本发明提供了一种碱法锌粉联合冶炼方法，采用碱法锌粉制备和湿法净化联合冶炼的方式同时利用锌粉湿加技术，解决了现有碱法锌粉干燥过程中存在设备价格贵、成本高、能耗高和锌粉倒运过程中存在作业环境恶劣的问题；同时解决了碱法锌粉碱浸原料品位不稳定，杂质含量高，需要增加净化工序去除杂质的问题。本发明提供的联合冶炼方法，具有使用成本低，效果好，作业环境优良的特点，符合低碳绿色环保的要求。
Description
技术领域
本发明涉及锌冶炼领域，尤其涉及一种碱法锌粉联合冶炼方法。
背景技术
在碱法锌粉生产过程中，电解出来的碱法锌粉活性高，通过真空过滤洗涤后，将潮湿的碱法锌粉放于双锥回转干燥机干燥舱内干燥，封闭后启动真空泵抽真空，达到一定真空度后，开启加热装置，在低于60-80℃烘干1-2h，产出的碱法锌粉经过破碎、筛分、称重、打包后出售。在传统湿法炼锌过程中，需要使用金属锌粉和电炉锌粉用于净化工序去除铜、镉、钴、锑等杂质，碱法锌粉具有比表面积大、活性高的特点，完全可替代金属锌粉和电炉锌粉。但是，碱法锌粉干燥过程中存在设备价格贵、成本高、能耗高和锌粉倒运过程中存在作业环境恶劣的问题。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种碱法锌粉联合冶炼方法，旨在解决现有碱法锌粉干燥过程中存在设备价格贵、成本高、能耗高和锌粉倒运过程中存在作业环境恶劣的问题。
本发明的技术方案如下：
一种碱法锌粉联合冶炼方法，其中，包括：
沉锌工序：将湿法炼锌过程中的电解新液作为沉锌原液，向所述沉锌原液中加入碱性物料进行沉锌反应，得到含有沉锌渣的沉锌溶液；
过滤工序：将所述含有沉锌渣的沉锌溶液进行过滤，得到沉锌渣；
碱浸工序：将所述沉锌渣溶解在碱溶液中进行碱浸反应，得到碱浸溶液；
电解工序：将所述碱浸溶液进行电解，得到碱法锌粉溶液；
洗涤工序：将所述碱法锌粉溶液进行过滤洗涤，得到碱法锌粉；
调浆工序：将所述碱法锌粉与水混合进行调浆，得到锌粉浆液；
净化工序：将所述锌粉浆液对湿法炼锌过程中的中上清液进行净化，得到所述湿法炼锌过程中的电解新液。
可选地，所述沉锌工序中，所述沉锌反应的反应终点时沉锌溶液PH值为5.5-7，反应时间为15-45min。
可选地，所述沉锌工序中，所述碱性物料选自氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种。
可选地，所述过滤工序中，所述过滤采用的过滤设备选自立式板框过滤机、陶瓷过滤机、厢式隔膜过滤机、离心式过滤机中的一种或几种。
可选地，所述碱浸工序中，按液固比6-10：1，将所述沉锌渣溶解在初始浓度为4-6mol/L的碱溶液中进行碱浸反应，所述液固比按mL：g计。
可选地，所述碱浸反应的反应温度为50-90℃，反应时间为1-2h。
可选地，所述电解工序中，所述电解的温度为20-45℃，时间＜5h。
可选地，所述洗涤工序中，将所述碱法锌粉溶液通过过滤机过滤洗涤3-5次，使最后一次洗涤的洗水PH≤8。
可选地，所述调浆工序中，所述锌粉浆液中锌粉的质量含量为10％-20％。
可选地，所述净化工序中，所述锌粉浆液加入到所述中上清液后，加入硫酸调整中上清液PH≤5.3。
有益效果：本发明提供了一种碱法锌粉联合冶炼方法，采用碱法锌粉制备和湿法净化联合冶炼的方式同时利用锌粉湿加技术，解决了现有碱法锌粉干燥过程中存在设备价格贵、成本高、能耗高和锌粉倒运过程中存在作业环境恶劣的问题。
附图说明
图1为碱法锌粉联合冶炼方法工艺流程图。
具体实施方式
本发明提供一种碱法锌粉联合冶炼方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种碱法锌粉联合冶炼方法，包括：
沉锌工序：将湿法炼锌过程中的电解新液作为沉锌原液，向所述沉锌原液中加入碱性物料进行沉锌反应，得到含有沉锌渣的沉锌溶液；
过滤工序：将所述含有沉锌渣的沉锌溶液进行过滤，得到沉锌渣；
碱浸工序：将所述沉锌渣溶解在碱溶液中进行碱浸反应，得到碱浸溶液；
电解工序：将所述碱浸溶液进行电解，得到碱法锌粉溶液；
洗涤工序：将所述碱法锌粉溶液进行过滤洗涤，得到碱法锌粉；
调浆工序：将所述碱法锌粉与水混合进行调浆，得到锌粉浆液；
净化工序：将所述锌粉浆液对湿法炼锌过程中的中上清液进行净化，得到所述湿法炼锌过程中的电解新液。
本实施例中，采用碱法锌粉制备和湿法净化联合冶炼的方式同时利用锌粉湿加技术，结合了碱法锌粉制备特点和锌粉湿加技术优势，解决了现有碱法锌粉干燥过程中存在设备价格贵、成本高、能耗高的问题，同时解决了碱法锌粉原料来源不稳定，需增加净化流程处理的问题。采用碱浸沉锌渣，碱浸溶液品质高，无需进行净化即可开始碱法电解，采用锌粉湿加技术，实现了碱法干燥过程的优化，直接用于生产实践过程，进一步优化了作业环境，解决锌粉飞扬的问题，处理过程环保，对环境友好。
本实施例中，所述沉锌原液即湿法炼锌过程中的电解新液经过所述净化工序得到，并且需要满足温度为40-50℃，pH＝4.0-5.0的要求才可进行沉锌反应。
本发明实施例中，所述沉锌工序中，所述碱性物料用于调控含锌溶液的PH值，当所述含锌溶液的PH达到7时，溶液中的锌离子即可发生沉锌反应得到沉淀，所述沉淀为氢氧化锌沉淀和碱式硫酸锌沉淀。所以，所述沉锌渣即为氢氧化锌沉淀和碱式硫酸锌沉淀。
所述沉锌工序中，在一种实施方式中，所述沉锌反应的反应终点时沉锌溶液PH值为5.5-7，反应时间为15-45min。
通过PH值控制沉锌反应的终点，灵敏度较高，即当沉锌反应的溶液PH值达到5.5-7时，沉锌反应结束。
所述沉锌工序中，在一种实施方式中，所述碱性物料选自氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种，但不限于此。
所述过滤工序中，在一种实施方式中，所述过滤采用的过滤设备选自立式板框过滤机、陶瓷过滤机、厢式隔膜过滤机、离心式过滤机中的一种或几种，但不限于此。
本发明实施例中，所述碱浸工序中，所述沉锌渣(氢氧化锌沉淀和碱式硫酸锌沉淀)溶解在碱溶液中，得到含有锌离子的碱浸溶液。
所述碱浸工序中，在一种实施方式中，按液固比6-10：1，将所述沉锌渣溶解在初始浓度为4-6mol/L的碱溶液中进行碱浸反应，所述液固比按mL：g计。
具体理解为，例如，将1000g沉锌渣溶解在6000mL浓度为4-6mol/L的碱溶液中，此时液固比即为6：1。
在一种实施方式中，所述碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。
当所述碱溶液为氢氧化钠溶液时，沉锌渣溶解在其中，生成四羟基锌酸钠，所述四羟基锌酸钠溶解在溶液中，即得到含有锌离子的碱浸溶液。当所述碱溶液为氢氧化钾溶液时，沉锌渣溶解在其中，生成四羟基锌酸钾，所述四羟基锌酸钾溶解在溶液中，即得到含有锌离子的碱浸溶液。
在一种实施方式中，所述碱浸反应的反应温度为50-90℃，反应时间为1-2h。
碱法锌粉的碱浸工艺要严格控制所述液固比和所述反应温度，保证含锌原料的浸出率。
本发明实施例中，所述电解工序中，将含有锌离子的碱浸溶液进行电解，得到碱法锌粉溶液。
所述电解工序中，在一种实施方式中，所述电解的温度为20-45℃，时间＜5h。
所述洗涤工序中，在一种实施方式中，将所述碱法锌粉溶液通过过滤机过滤洗涤3-5次，使最后一次洗涤的洗水PH≤8，得到碱法锌粉。所述得到的碱法锌粉颗粒较小，具有比表面积大、活性高的特点，可以替代金属锌粉和电炉锌粉用于净化工序。
在一种实施方式中，所述过滤机为离心式过滤机。
所述调浆工序中，在一种实施方式中，所述将所述碱法锌粉与水混合进行调浆中的水为工业用水。
在一种实施方式中，所述调浆工序中，所述锌粉浆液中锌粉的质量含量为10％-20％，便于使用计量泵加入，并且减少管道堵塞和锌粉结块的问题。
所述净化工序中，在一种实施方式，所述锌粉浆液加入到所述中上清液后，加入硫酸调整中上清液PH≤5.3。所述锌粉浆液加入到所述中上清液后会引起净化工序的PH波动，需要使用硫酸调整中上清液PH≤5.3。
所述净化工序中，利用碱法锌粉置换去除溶液中的铜、镉、钴、锑等杂质，铜、镉、钴、锑等杂质以沉淀的形式沉淀出来，锌以锌离子的形成存在于溶液中。若PH过高，则锌离子会发生沉淀，造成锌粉的浪费，同时增加了回收分离杂质的成本，所以需要使用硫酸调整中上清液PH≤5.3。
下面结合图1进行具体说明本发明的碱法锌粉联合冶炼工艺。来自于湿法炼锌过程中的中上清液进入净化工序，得到净化渣和电解新液。所述净化渣进行综合处理，所述电解新液一部分用于酸性电解，得到锌片。另一部分进入沉锌工序，进行沉锌反应，得到沉锌溶液，所述沉锌溶液含有沉锌渣。所述沉锌溶液进入过滤工序，进行过滤，得到沉锌后液和沉锌渣。所述沉锌后液重新回到湿法炼锌工艺中的中浸工序，所述沉锌渣进入碱浸工序，进行碱浸反应，得到碱浸溶液，所述碱浸溶液含有锌离子。所述碱浸溶液进入电解工序，进行电解反应，得到碱法锌粉溶液。所述碱法锌粉溶液进入洗涤工序，进行过滤洗涤，得到洗水和碱法锌粉。所述洗水进行回用，所述碱法锌粉进入调浆工序，进行调浆，得到锌粉浆液。所述锌粉浆液又回到净化工序，进行净化反应去除湿法炼锌过程中的中上清液中的杂质，得到湿法炼锌过程中的电解新液。
下面通过具体的实施例对本发明作进一步地说明。
实施例1
某冶炼厂采用湿法冶金方法，采用三段逆锑净化法，实现深度净化。
电解新液分析如下表，单位mg/L，其中Zn的单位为g/L，
| Zn | Fe | Sb | Cd | Co | Ge | pH | |
| 液1 | 139.62 | 6.28 | 0.003 | 0.03 | 0.10 | 0.006 | 4.95 |
采用3L电解新液，加入适量片碱，得到pH＝7的沉锌溶液，过滤后得到沉锌渣，按液固比8:1的比例，将沉锌滤渣投入到初始浓度为6mol/L的NaOH溶液中，在50℃的条件下搅拌1h，得到碱浸溶液，直接用于碱性电解，电解2h后，将得到的碱法锌粉收集、过滤、洗涤，一部分分别按锌粉质量份数为10％、15％、20％进行调浆用于净化，一部份采用真空干燥箱干燥，送样分析。净化结果如下，单位mg/L，其中Zn的单位为g/L。
| Zn | Fe | Sb | Cd | Co | Ge | pH | |
| 10％ | 138.72 | 4.75 | 0.003 | 0.03 | 0.10 | 0.006 | 4.97 |
| 15％ | 138.55 | 4.15 | 0.003 | 0.03 | 0.10 | 0.006 | 4.95 |
| 20％ | 139.23 | 4.89 | 0.003 | 0.03 | 0.10 | 0.006 | 5.08 |
碱法锌粉干燥后送样分析结果如下表，单位％。
| Zn<sub>全</sub> | Zn<sub>有</sub> | Cd | Fe | S | Pb | As | Ca | Mg | Cu | In(g/t) |
| 98.99 | 96.51 | 0.0036 | 0.01 | 0.07 | 0.055 | — | 0.044 | 0.017 | 0.0098 | 6 |
Zn全：表示有效锌粉和被氧化锌粉的总和。
Zn有：表示有效锌粉。
由实施1可以证明，利用本发明所述工艺得到的碱法锌粉净化中上清液后，中上清液中的杂质含量较低，取得了较好的净化效果，利用本发明所述工艺得到的碱法锌粉中杂质含量较低。
综上所述，本发明提供了一种碱法锌粉联合冶炼方法，采用碱法锌粉制备和湿法净化联合冶炼的方式同时利用锌粉湿加技术，解决了现有碱法锌粉干燥过程中存在设备价格贵、成本高、能耗高和锌粉倒运过程中存在作业环境恶劣的问题，解决了碱法锌粉在湿法系统中低成本应用的难题；同时解决了碱法锌粉碱浸原料品位不稳定，杂质含量高，需要增加净化工序去除杂质的问题。本发明提供的一种碱法锌粉联合冶炼方法，具有使用成本低，效果好，作业环境优良的特点，符合低碳绿色环保的要求。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种碱法锌粉联合冶炼方法，其特征在于，包括：
沉锌工序：将湿法炼锌过程中的电解新液作为沉锌原液，向所述沉锌原液中加入碱性物料进行沉锌反应，得到含有沉锌渣的沉锌溶液；
过滤工序：将所述含有沉锌渣的沉锌溶液进行过滤，得到沉锌渣；
碱浸工序：将所述沉锌渣溶解在碱溶液中进行碱浸反应，得到碱浸溶液；
电解工序：将所述碱浸溶液进行电解，得到碱法锌粉溶液；
洗涤工序：将所述碱法锌粉溶液进行过滤洗涤，得到碱法锌粉；
调浆工序：将所述碱法锌粉与水混合进行调浆，得到锌粉浆液；
净化工序：将所述锌粉浆液对湿法炼锌过程中的中上清液进行净化，得到所述湿法炼锌过程中的电解新液。
2.根据权利要求1所述的碱法锌粉联合冶炼方法，其特征在于，所述沉锌工序中，所述沉锌反应的反应终点时沉锌溶液PH值为5.5-7，反应时间为15-45min。
3.根据权利要求1所述的碱法锌粉联合冶炼方法，其特征在于，所述沉锌工序中，所述碱性物料选自氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的碱法锌粉联合冶炼方法，其特征在于，所述过滤工序中，所述过滤采用的过滤设备选自立式板框过滤机、陶瓷过滤机、厢式隔膜过滤机、离心式过滤机中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的碱法锌粉联合冶炼方法，其特征在于，所述碱浸工序中，按液固比6-10：1，将所述沉锌渣溶解在初始浓度为4-6mol/L的碱溶液中进行碱浸反应，所述液固比按mL：g计。
6.根据权利要求5所述的碱法锌粉联合冶炼方法，其特征在于，所述碱浸反应的反应温度为50-90℃，反应时间为1-2h。
7.根据权利要求1所述的碱法锌粉联合冶炼方法，其特征在于，所述电解工序中，所述电解的温度为20-45℃，时间＜5h。
8.根据权利要求1所述的碱法锌粉联合冶炼方法，其特征在于，所述洗涤工序中，将所述碱法锌粉溶液通过过滤机过滤洗涤3-5次，使最后一次洗涤的洗水PH≤8。
9.根据权利要求1所述的碱法锌粉联合冶炼方法，其特征在于，所述调浆工序中，所述锌粉浆液中锌粉的质量含量为10％-20％。
10.根据权利要求1所述的碱法锌粉联合冶炼方法，其特征在于，所述净化工序中，所述锌粉浆液加入到所述中上清液后，加入硫酸调整中上清液PH≤5.3。
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