專利名稱：TiAl金屬間化合物多孔材料的用途及硫酸鋅溶液的凈化工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濕法煉鋅中的硫酸鋅溶液凈化技術(shù)。
背景技術(shù)：
硫酸鋅溶液的凈化除雜是濕法煉鋅工藝所必須面臨的重要問題。中性浸出得到的硫酸鋅溶液中的雜質(zhì)主要包括兩類第一類包括鐵、砷、銻、鍺、鋁、硅酸；第二類包括銅、鎘、鈷、鎳。對于第一類雜質(zhì)而言，通過調(diào)節(jié)溶液PH值再經(jīng)固-液分離后可基本除去。第二類雜質(zhì)是硫酸鋅溶液凈化除雜中的主要雜質(zhì)，目前通過鋅粉置換法進(jìn)行沉淀或向溶液中加入特殊試劑(黃藥、β -萘酚等)生成難溶性化合物進(jìn)行沉淀，然后再通過固-液分離來去除?？梢?，硫酸鋅溶液的凈化過程主要就是利用溶液中雜質(zhì)的化學(xué)特性，逐步加入其他特殊的化學(xué)物質(zhì)使其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而置換出溶液中需要除去的特定元素，由于被置換出的元素一般以固體雜質(zhì)的形式出現(xiàn)，因此再采用固-液分離完成溶液凈化。每利用化學(xué)反應(yīng)除去一種雜質(zhì)都需要過濾環(huán)節(jié)，故過濾是硫酸鋅溶液凈化中的最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，其過濾效果的好壞直接影響到下級凈化的效果，從而對產(chǎn)品的品質(zhì)產(chǎn)生重大影響。目前普遍都是采用板框壓濾機(jī)完成上述的固-液分離過程。板框壓濾機(jī)雖然是最常用的過濾設(shè)備，但在硫酸鋅溶液凈化中卻主要面臨以下問題(I)過濾時溶液中的鋅會在濾布、濾板上快速結(jié)晶，降低過濾速度甚至堵死液道；(2)過濾精度低,濾液純度不高；
(3)清洗、維護(hù)困難，濾板、濾布等備件消耗量大；(4)容易出現(xiàn)鎘、鈷、鎳等的反溶現(xiàn)象，降低凈化效果。因此，有必要采用一種更加簡潔、高效、高精度的過濾技術(shù)來解決現(xiàn)有的過濾問題。TiAl金屬間化合物多孔材料是一種已知的可作為過濾元件使用的新型材料。比如，本發(fā)明的申請人在CN101337145A的中國專利文獻(xiàn)中就公開了 TiAl金屬間化合物多孔材料在TiCL4氣體及液體過濾中的用途。然而，目前還沒有見到將TiAl金屬間化合物多孔材料運(yùn)用到硫酸鋅溶液凈化中的嘗試或研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的是硫酸鋅溶液的過濾過程中過濾元件的堵塞及雜質(zhì)反溶的技術(shù)問題。為此，本發(fā)明特別提出TiAl金屬間化合物多孔材料作為過濾元件在硫酸鋅溶液凈化過程中的用途。試驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用TiAl金屬間化合物多孔材料作為過濾元件對硫酸鋅溶液進(jìn)行過濾時，溶液中的沉淀物(包括鋅粉)不會堵塞過濾元件，過濾速度明顯提高，鎘、鈷、鎳等雜質(zhì)的反溶問題也得到極大改善，并且過濾精度也有較大提高，產(chǎn)生了出乎意料的技術(shù)效
果O
另外，本發(fā)明還要提供一種解決了相同技術(shù)問題的硫酸鋅溶液的凈化工藝。為此，該工藝包括以下步驟I)通過鋅粉置換法在硫酸鋅溶液中置換出銅、鎘、鈷、鎳中的一種或幾種雜質(zhì)；2)采用由TiAl金屬間化合物多孔材料為過濾元件的過濾裝置進(jìn)行固-液分離；3)重復(fù)上述步驟從而逐步在硫酸鋅溶液中分離出銅、鎘、鈷、鎳。為了提高雜質(zhì)置換效果，本發(fā)明特別建議所加入鋅粉的平均粒徑小于O. 18_。以往都要求鋅粉的平均粒徑大于或等于O. 18mm,目的是盡量避免因鋅粉過于細(xì)小而堵塞過濾元件。而本發(fā)明所采用的TiAl金屬間化合物多孔材料可適應(yīng)各種粒徑的鋅粉， 由于鋅粉的粒徑越小，雜質(zhì)置換效果越好，因此特別將鋅粉的平均粒徑設(shè)定在小于O. 18mm的范圍內(nèi)，以達(dá)到較現(xiàn)有水平更好的雜質(zhì)置換效果。其中，本發(fā)明特別優(yōu)選出鋅粉的平均粒徑為O. 005mm O. 015mm。驗證發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鋅粉的平均粒徑控制在上述范圍之內(nèi)時，只需一次過濾就可將溶液中鈷、鎳離子的含量凈化至O. 5mg/L左右，大大低于硫酸鋅電解要求的lmg/L標(biāo)準(zhǔn)之下，且鋅粉加入量較現(xiàn)有水平更少。經(jīng)計算，生產(chǎn)每噸鋅可降低鋅粉及燃煤消耗成本約2000元。另外，本發(fā)明還建議該過濾裝置最好采用錯流過濾方式進(jìn)行固-液分離，以進(jìn)一步提高過濾速度，從而更好的避免鎘、鈷、鎳等雜質(zhì)反溶，并且減少對過濾元件的污染。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供的一種硫酸鋅溶液具體凈化工藝為A、在硫酸鋅溶液中加入鋅粉以置換出銅和鎘；B、采用由TiAl金屬間化合物多孔材料為過濾元件的過濾裝置進(jìn)行第一次固-液分離；C、在硫酸鋅溶液中加入鋅粉和添加劑，或加入Pb-Sb合金鋅粉，以置換出鈷和鎳；D、采用由TiAl金屬間化合物多孔材料為過濾元件的過濾裝置進(jìn)行第二次固-液分離；其中，所說添加劑為砷鹽、銻鹽或錫鹽。上述工藝實際將硫酸鋅溶液分為兩段凈化1段凈化時采用普通的鋅粉置換法加過濾去除溶液中的銅和鎘，II段凈化時采用特殊的鋅粉置換法加過濾去除溶液中的鈷和鎳。這兩段凈化過程均采用一次過濾，凈化過程簡單、凈化效果好。此外，作為對該工藝的進(jìn)一步改進(jìn)，第一次固-液分離時將硫酸鋅溶液的過濾前溫度控制在50°C 70°C，第二次固-液分離時將硫酸鋅溶液的過濾前溫度控制在70V 95。。。溫度對凈化效果的影響是本領(lǐng)域所公知的，但常規(guī)做法是在置換反應(yīng)時對溶液進(jìn)行加熱，而反應(yīng)后對溶液進(jìn)行過濾則不再對溶液溫度進(jìn)行控制。比如CN101994005A的專利文獻(xiàn)即公開了這種常規(guī)做法。本發(fā)明的改進(jìn)措施實現(xiàn)了對過濾時的溶液溫度進(jìn)行控制，能夠有效的克服過濾時的雜質(zhì)反溶問題。綜上，本發(fā)明有效解決了硫酸鋅溶液過濾過程中過濾元件的堵塞及雜質(zhì)反溶問題，過濾效率和精度均得到全面提升。
具體實施例方式硫酸鋅溶液凈化工藝一
其具體步驟為A、在硫酸鋅溶液中加入鋅粉以置換出銅和鎘；B、采用由TiAl金屬間化合物多孔材料為過濾元件的過濾裝置進(jìn)行第一次固-液分離；C、在硫酸鋅溶液中加入鋅粉和添加劑，或加入Pb-Sb合金鋅粉，以置換出鈷和鎳；D、采用由TiAl金屬間化合物多孔材料為過濾元件的過濾裝置進(jìn)行第二次固-液分離；其中，所說添加劑為砷鹽、銻鹽或錫鹽。該工藝將硫酸鋅溶液分為兩段凈化1段凈化時采用普通的鋅粉置換法加過濾去除溶液中的銅和鎘，II段凈化時采用特殊的鋅粉置換法加過濾去除溶液中的鈷和鎳。
采用該工藝的實施例I 10分別為

權(quán)利要求
1.TiAl金屬間化合物多孔材料作為過濾元件在硫酸鋅溶液凈化過程中的用途。
2.硫酸鋅溶液的凈化工藝，包括以下步驟 1)通過鋅粉置換法在硫酸鋅溶液中置換出銅、鎘、鈷、鎳中的一種或幾種雜質(zhì)； 2)采用由TiAl金屬間化合物多孔材料為過濾元件的過濾裝置進(jìn)行固-液分離； 3)重復(fù)上述步驟從而逐步在硫酸鋅溶液中分離出銅、鎘、鈷、鎳。
3.如權(quán)利要求2所述的硫酸鋅溶液的凈化工藝，其特征在于所加入鋅粉的平均粒徑小于 O. 18mmη
4.如權(quán)利要求2所述的硫酸鋅溶液的凈化工藝，其特征在于所加入鋅粉的平均粒徑為 O. 005mm O. 015mm。
5.如權(quán)利要求2、3或4所述的硫酸鋅溶液的凈化工藝，其特征在于所述過濾裝置采用錯流過濾方式進(jìn)行固-液分離。
6.如權(quán)利要求2、3或4所述的硫酸鋅溶液的凈化工藝，其具體的步驟為 A、在硫酸鋅溶液中加入鋅粉以置換出銅和鎘； B、采用由TiAl金屬間化合物多孔材料為過濾元件的過濾裝置進(jìn)行第一次固-液分離； C、在硫酸鋅溶液中加入鋅粉和添加劑，或加入Pb-Sb合金鋅粉，以置換出鈷和鎳； D、采用由TiAl金屬間化合物多孔材料為過濾元件的過濾裝置進(jìn)行第二次固-液分離； 其中，所說添加劑為砷鹽、銻鹽或錫鹽。
7.如權(quán)利要求6所述的硫酸鋅溶液的凈化工藝，其特征在于第一次固-液分離時將硫酸鋅溶液的過濾前溫度控制在50°C 70°C，第二次固-液分離時將硫酸鋅溶液的過濾前溫度控制在70°C 95°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可解決硫酸鋅溶液的過濾過程中過濾元件的堵塞及雜質(zhì)反溶的問題的硫酸鋅溶液的凈化工藝，該工藝包括以下步驟1)通過鋅粉置換法在硫酸鋅溶液中置換出銅、鎘、鈷、鎳中的一種或幾種雜質(zhì)；2)采用由TiAl金屬間化合物多孔材料為過濾元件的過濾裝置進(jìn)行固-液分離；3)重復(fù)上述步驟從而逐步在硫酸鋅溶液中分離出銅、鎘、鈷、鎳。當(dāng)采用TiAl金屬間化合物多孔材料作為過濾元件時，溶液中的沉淀物(包括鋅粉)不會堵塞過濾元件，過濾速度明顯提高，鎘、鈷、鎳等雜質(zhì)的反溶問題得到極大改善，并且過濾精度也有較大提高，產(chǎn)生了超乎意料的技術(shù)效果。
文檔編號C22B3/46GK102925687SQ201110231150
公開日2013年2月13日 申請日期2011年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月12日
發(fā)明者高麟, 其他發(fā)明人請求不公開姓名 申請人:成都易態(tài)科技有限公司