本發(fā)明涉及鋅冶煉綜合回收利用領(lǐng)域，尤其是涉及一種利用濕法煉鋅凈化渣脫除氧化鋅浸出液中雜質(zhì)的方法。

背景技術(shù)：

在濕法煉鋅企業(yè)中，隨著氧化鋅處理量的增加，氧化鋅浸出液雜質(zhì)升高，其濕法系統(tǒng)硫酸鋅溶液中會存在不同程度的雜質(zhì)累積，隨著雜質(zhì)的富集，現(xiàn)有凈化脫除困難，新液質(zhì)量難以得到保證，造成電鋅品質(zhì)下降。

目前，煉鋅企業(yè)為防止氧化鋅浸出液中雜質(zhì)偏高，影響新液質(zhì)量，采用以下兩種方法除雜，一是鋅粉置換法，二是單寧酸沉鍺法，即添加單寧酸，使鍺離子與之作用而生成難溶物而去除。其中有專利號為201210172908的專利是濕法煉鋅鋅液凈化工藝及鋅液凈化中的鋅粉置換方法，提供了一種利用鋅粉置換鋅液中銅、鎘、鈷、鎳等雜質(zhì)的方法；專利號為201620259059的專利提供了一種分級制備單寧酸沉鍺劑的裝置，是一種利用該裝置，與含鍺硫酸鋅溶液進(jìn)行反應(yīng)去除雜質(zhì)鍺的方法；專利號201610620654的專利是一種氧化鋅回收利用方法，提供了氧化鋅浸出液的凈化步驟，包括單寧酸沉鍺、中和除雜、中和濾渣洗滌、中和濾液除鐵、除鐵后濾液凈化等步驟。這些從硫酸鋅溶液中脫除雜質(zhì)的方法都需要較大的投入和較高的運(yùn)行成本，且需增加額外的工藝步驟，不利于提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝簡單，低成本，高效率的利用濕法煉鋅凈化渣脫除氧化鋅浸出液中雜質(zhì)的方法，該方法利用濕法煉鋅系統(tǒng)自產(chǎn)的中間物料，利用凈化渣中含單質(zhì)鋅高的特點(diǎn)，無需額外加入新物料，可以在投入成本極少、運(yùn)行成本極低的情況下，實(shí)現(xiàn)氧化鋅浸出液中雜質(zhì)的開路去除，保證濕法系統(tǒng)硫酸鋅溶液的質(zhì)量。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種利用濕法煉鋅凈化渣脫除氧化鋅浸出液中雜質(zhì)的方法，該方法包括以下步驟：

（1）凈化渣漿化；

（2）置換除雜：脫出雜質(zhì)，凈化渣中的單質(zhì)鋅與氧化鋅浸出液中的雜質(zhì)進(jìn)行置換反應(yīng)，反應(yīng)溫度為70℃~75℃，pH為4.5~5.0，反應(yīng)時間為1~2個小時；

（3）固液分離：得到置換液和置換渣。

該方法還包括：置換液回送濕法煉鋅主系統(tǒng)循環(huán)利用，置換渣送火法系統(tǒng)回收有價金屬。

步驟（1）的具體操作為：凈化渣按液固質(zhì)量比為3~4：1的比例用水漿化，泵入氧化鋅浸出液反應(yīng)槽中。

步驟（1）的具體操作為：凈化渣按液固質(zhì)量比為3：1的比例用水漿化，泵入氧化鋅浸出液反應(yīng)槽中。

所述步驟（2）中，氧化鋅浸出液反應(yīng)槽通過蒸汽加溫或者電升溫。

所述雜質(zhì)包括鎘、以及銅、砷、鍺、鎳中的一種或幾種。

控制液固質(zhì)量比為3~4:1是基于整個流程的穩(wěn)定性及合理性而最終確定的，當(dāng)液固質(zhì)量比低于3:1時，凈化渣漿化不徹底，在泵入反應(yīng)槽的過程中極易出現(xiàn)堵塞泵及管道的情況，當(dāng)液固質(zhì)量比高于4:1時，溶液中增加水的比重，經(jīng)壓濾后進(jìn)入主系統(tǒng)會造成整個系統(tǒng)體積增加，不利于主系統(tǒng)體積平衡；最終，經(jīng)實(shí)踐操作改進(jìn)，3~4:1為最佳液固質(zhì)量比。

置換反應(yīng)整個過程的溫度控制在70~75℃，是因?yàn)?，低?0℃，置換反應(yīng)進(jìn)行不完全，雜質(zhì)脫除率降低，達(dá)不到雜質(zhì)脫除效果，高于75℃，雜質(zhì)的脫除率不會明顯升高，此時升高溫度，會造成能源的浪費(fèi)。為節(jié)約能源，并最大限度的脫除雜質(zhì)，我們選擇70~75℃為整個置換反應(yīng)的最佳溫度范圍。

pH設(shè)為4.5~5.0，是因?yàn)檠趸\浸出液的pH值為4.5~5.0，當(dāng)調(diào)節(jié)酸度至pH低于4.5時，凈化渣中的雜質(zhì)會出現(xiàn)返溶浸出的現(xiàn)象，當(dāng)調(diào)節(jié)酸度至pH高于5.0時，氧化鋅浸出液中的鋅離子會部分析出成結(jié)晶狀態(tài)，液固分離時會造成鋅的流失。

反應(yīng)時間為1~2個小時，低于1小時，置換反應(yīng)進(jìn)行不完全，達(dá)不到雜質(zhì)脫除效果，高于2小時，雜質(zhì)的脫除率不會明顯升高，此時延長反應(yīng)時間，不利于整個置換流程，造成資源浪費(fèi)。

本發(fā)明一種利用濕法煉鋅凈化渣脫除氧化鋅浸出液中雜質(zhì)的方法的工作原理及使用方法是：

本發(fā)明主要涉及的化學(xué)反應(yīng)式為：

CdSO₄ + Zn = Cd↓+ ZnSO₄；

As₂(SO₄)₃ + 3Zn = 2 As↓+ 3ZnSO₄；

Ge(SO₄)₂ + 2Zn = Ge↓+ 2ZnSO₄；

CuSO₄ + Zn = Cu↓+ ZnSO₄；

NiSO₄ + Zn = Ni↓+ ZnSO₄；

本發(fā)明的有益效果：

與傳統(tǒng)鋅粉置換相比，本發(fā)明的凈化劑是濕法煉鋅系統(tǒng)自產(chǎn)的中間渣料，根據(jù)濕法煉鋅凈化渣含單質(zhì)鋅高的特點(diǎn)，采用常規(guī)凈化技術(shù)條件，讓凈化渣中單質(zhì)鋅與溶液中的雜質(zhì)離子發(fā)生置換反應(yīng)，最終將雜質(zhì)從離子態(tài)置換為單質(zhì)態(tài)，雜質(zhì)的總置換率高達(dá)90%以上，達(dá)到脫除雜質(zhì)的目的，也最大程度地保證了濕法系統(tǒng)硫酸鋅溶液的質(zhì)量，處理成本顯著降低，與傳統(tǒng)鋅粉置換工藝的處理成本相比，本發(fā)明浸出液的處理成本降低了70元/m³，僅為傳統(tǒng)鋅粉置換工藝的22%；

凈化時進(jìn)入溶液中的鋅離子正是電鋅系統(tǒng)需要的，不會帶入其它有害雜質(zhì)；

該方法利用濕法系統(tǒng)中自產(chǎn)的中間渣料以及現(xiàn)有的工藝，只需一個反應(yīng)槽和一臺壓濾機(jī)，即可實(shí)現(xiàn)氧化鋅浸出液中雜質(zhì)的脫除，有別于傳統(tǒng)的鋅粉除雜方法；

本發(fā)明是在綜合回收有價金屬的同時附帶實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)的脫除目標(biāo)，無需額外投資，在投入成本極少、運(yùn)行成本極低的情況下，實(shí)現(xiàn)氧化鋅浸出液中雜質(zhì)的開路去除，保證濕法系統(tǒng)硫酸鋅溶液的質(zhì)量，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益；此外，本發(fā)明還符合國家倡導(dǎo)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)物盡其用的產(chǎn)業(yè)政策。

附圖說明

圖1—為本發(fā)明一種利用濕法煉鋅凈化渣脫除氧化鋅浸出液中雜質(zhì)的方法的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1

參照圖1，本實(shí)施例的一種利用濕法煉鋅凈化渣脫除氧化鋅浸出液中雜質(zhì)的方法，該方法包括以下步驟：

一種利用濕法煉鋅凈化渣脫除氧化鋅浸出液中雜質(zhì)的方法，該方法包括以下步驟：

（1）凈化渣漿化；

（2）置換除雜：脫出雜質(zhì)，凈化渣中的單質(zhì)鋅與氧化鋅浸出液中的雜質(zhì)進(jìn)行置換反應(yīng)，反應(yīng)溫度為70℃，pH為5.0，反應(yīng)時間為1個小時；

（3）固液分離：得到置換液和置換渣。

步驟（1）的具體操作為：凈化渣按液固質(zhì)量比為3:1的比例用水漿化，泵入氧化鋅浸出液反應(yīng)槽中。

該方法還包括：置換液回送濕法煉鋅主系統(tǒng)循環(huán)利用，置換渣送火法系統(tǒng)回收有價金屬。

所述步驟（2）中，氧化鋅浸出液反應(yīng)槽通過蒸汽加溫。

所述雜質(zhì)包括鎘、以及銅、砷、鍺、鎳這幾種。

6t凈化渣，其化學(xué)成分為：Zn 60%、有效Zn 55%、Cd 5%、Cu 3%、As 1%、Ge1%、Ni1%；將凈化渣按液固質(zhì)量比為3:1的比例用水漿化，然后泵入氧化鋅浸出液反應(yīng)槽；脫除雜質(zhì)，按常規(guī)凈化工藝條件進(jìn)行雜質(zhì)脫除，控制溫度70℃，pH值為5.0，化學(xué)反應(yīng)時間1小時；經(jīng)過上述時間的脫除，凈化渣中單質(zhì)鋅與氧化鋅浸出液中雜質(zhì)進(jìn)行置換反應(yīng)，最終雜質(zhì)從離子態(tài)置換為單質(zhì)態(tài)，沉淀出來；固液分離后，得到置換液和置換渣，雜質(zhì)以單質(zhì)態(tài)留在置換渣中，達(dá)到雜質(zhì)脫除目的，其中雜質(zhì)的總置換率達(dá)到95%，其中，Cd的置換率為96%，Cu的置換率為92%，As的置換率為99%，Ge的置換率為78%，Ni的置換率為45%。

實(shí)施例2

參照圖1，實(shí)施例2的一種利用濕法煉鋅凈化渣脫除氧化鋅浸出液中雜質(zhì)的方法，與實(shí)施例1相比，存在以下不同：

置換除雜：脫出雜質(zhì)，凈化渣中的單質(zhì)鋅與氧化鋅浸出液中的雜質(zhì)進(jìn)行置換反應(yīng)，反應(yīng)溫度為73℃，pH為4.5，反應(yīng)時間為1個小時。

步驟（1）的具體操作為：凈化渣按液固質(zhì)量比為4:1的比例用水漿化，泵入氧化鋅浸出液反應(yīng)槽中。

6t凈化渣，其化學(xué)成分為：Zn 60%、有效Zn 55%、Cd 5%、Cu 3%、As 1%、Ge1%、Ni1%；將凈化渣按液固質(zhì)量比為3:1的比例用水漿化，然后泵入氧化鋅浸出液反應(yīng)槽；脫除雜質(zhì)，按常規(guī)凈化工藝條件進(jìn)行雜質(zhì)脫除，控制溫度73℃，pH值為4.5，化學(xué)反應(yīng)時間1小時；經(jīng)過上述時間的脫除，凈化渣中單質(zhì)鋅與氧化鋅浸出液中雜質(zhì)進(jìn)行置換反應(yīng)，最終雜質(zhì)從離子態(tài)置換為單質(zhì)態(tài)，沉淀出來；固液分離后，得到置換液和置換渣，雜質(zhì)以單質(zhì)態(tài)留在置換渣中，達(dá)到雜質(zhì)脫除目的，其中雜質(zhì)的總置換率達(dá)到93%，其中，Cd的置換率為93%，Cu的置換率為89%，As的置換率為93%，Ge的置換率為69%，Ni的置換率為40%。

實(shí)施例3

參照圖1，實(shí)施例3的一種利用濕法煉鋅凈化渣脫除氧化鋅浸出液中雜質(zhì)的方法，與實(shí)施例1相比，存在以下不同：

置換除雜：脫出雜質(zhì)，凈化渣中的單質(zhì)鋅與氧化鋅浸出液中的雜質(zhì)進(jìn)行置換反應(yīng)，反應(yīng)溫度為70℃，pH為5.0，反應(yīng)時間為2個小時。

步驟（1）的具體操作為：凈化渣按液固質(zhì)量比為3:1的比例用水漿化，泵入氧化鋅浸出液反應(yīng)槽中。

6t凈化渣，其化學(xué)成分為：Zn 60%、有效Zn 55%、Cd 5%、Cu 3%、As 1%、Ge1%、Ni1%；將凈化渣按液固質(zhì)量比為4:1的比例用水漿化，然后泵入氧化鋅浸出液反應(yīng)槽；脫除雜質(zhì)，按常規(guī)凈化工藝條件進(jìn)行雜質(zhì)脫除，控制溫度70℃，pH值為5.0，化學(xué)反應(yīng)時間2小時；經(jīng)過上述時間的脫除，凈化渣中單質(zhì)鋅與氧化鋅浸出液中雜質(zhì)進(jìn)行置換反應(yīng)，最終雜質(zhì)從離子態(tài)置換為單質(zhì)態(tài)，沉淀出來；固液分離后，得到置換液和置換渣，雜質(zhì)以單質(zhì)態(tài)留在置換渣中，達(dá)到雜質(zhì)脫除目的，其中雜質(zhì)的總置換率達(dá)到92%，其中，Cd的置換率為92%，Cu的置換率為87%，As的置換率為92%，Ge的置換率為69%，Ni的置換率為36%。

以上實(shí)施例的內(nèi)容僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行的簡單修改或者等同替換，均不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。