文档介绍：硫酸锌浸出液的净化2011-3-9 14:38:15 浏览:1355 次我要评论
[导读]锌焙砂或其他的含锌物料(如氧化锌烟尘、氧化锌原矿等)经过浸出后,产出中性浸出液,虽然在浸出过程中通过控制终点酸度使Fe3+完全水解沉淀的同时,除去了砷、锑等部分杂质,但是残存的许多杂质(如Cu,Cd,CO,Ni,AS,Sb,Ge等)对锌电解沉积过程有极大危害,会使电解电流效率降低、增加电能消耗、影响阴极锌质量、腐蚀阴极和造成剥锌困难等。
一、浸出液成分及其净化方法
锌焙砂或其他的含锌物料(如氧化锌烟尘、氧化锌原矿等)经过浸出后,产出中性浸出液,虽然在浸出过程中通过控制终点酸度使Fe3+完全水解沉淀的同时,除去了砷、锑等部分杂质,但是残存的许多杂质(如Cu,Cd,CO,Ni,AS,Sb,Ge等)对锌电解沉积过程有极大危害,会使电解电流效率降低、增加电能消耗、影响阴极锌质量、腐蚀阴极和造成剥锌困难等。
因此,必须通过溶液净化,将危害锌电积的所有杂质除去,产出合格净化液才能送至锌电解槽。
表1 中性浸出液的成分范围及平均含量(g/L)
净化的目的是将中性浸出液中的铜、镉、钴、镍、砷、锑等杂质除至电积过程的允许含量范围之内,确保电积过程的正常进行并生产出较高等级的锌片。同时,通过净化过程的富集作用,使原料中的有价伴生元素,如铜、镉、钴、铟、铊等得到富集,便于从净化渣中进一步回收有价金属成分。
净化方法按其净化原理可分为两类:①加锌粉置换除铜、镉,或在有其他添加剂存在时,加锌粉置换除铜、镉的同时除镍、钴。根据添加剂成分的不同该类方法又可分为锌粉-砷盐法、锌粉-锑盐法、合金锌粉法等净化方法;②加有机试剂形成难溶化合物除钴,如黄药净化法和亚硝基β-萘酚净化法。各种净化方法的工艺过程概要列于表2。
表2 各种硫酸锌溶液净化方法的几种典型流程
从表2可以看出,由于各厂中性浸出液的杂质成分与新液成分控制标准不同,故各厂的净化方法亦有所差别,且净化段的设置亦不同。按净化段的设置不同,净化流程有二段、三段、四段之分。按净化的作业方式不同有间断、连续作业两种。间断作业由于操作与控制相对较易,可根据溶液成分的变化及时调整组织生产,为中、小型湿法炼锌厂广泛应用。连续作业的生产率较高、占地面积少、设备易于实现大型化、自动化,故近年来发展较快,但该法操作与控制要求较高。
由于铜、镉的电位相对较正,其净化除杂相对容易,故各工厂都在第一段优先将铜、镉首先除去。利用锌粉置换除铜、镉时,由于铜的电位较镉正,更易优先沉淀,而锌粉置换除镉则相对困难些,需加入过量的锌粉才能达到净化的要求。
由于钴、镍是浸出液中最难除去的杂质,各工厂净化工艺方法的差异(表2)实质上就在于除钴方法的不同。采用置换法除钴、镍时除需加添加剂外,还要在较高的温度下,并加入过量的锌粉才能达到净化要求。或者使用价格昂贵的有机试剂,合理选择除钴净化工艺可降低净化成本。
二、锌粉置换除铜、镉
(一)置换法除铜、镉的基本反应
由于锌的标准电位较负,即锌的金属活性较强,它能够从硫酸锌溶液中置换除去大部分较正电性的金属杂质,且由于置换反应的产物Zn2+进入溶液而不会造成二次污染,故所有湿法炼锌工厂都选择锌粉作为置换剂。金属锌粉被加入到硫酸锌溶液中便会与较正电性的金属离子如Cu2+,Cd2+等发生置换反应。
因Cu,Cd