專利名稱：一種用于濕法煉鋅凈化除鈷的合金鋅粉及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于濕法煉鋅領(lǐng)域，具體涉及一種用于濕法煉鋅凈化除鈷的合金鋅粉及其制備方法。
背景技術(shù)：
濕法煉鋅中鋅液凈化一般是指除去硫酸鋅溶液中的Cu、Cd、Co等雜質(zhì)，以滿足鋅電積的要求。其中凈化除鈷，較多的公司認(rèn)為硫酸鋅溶液中鈷離子的含量應(yīng)低于1.0mg/L，也有少數(shù)公司根據(jù)其生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，將硫酸鋅溶液中鈷離子的含量控制標(biāo)準(zhǔn)定為I. 5mg/L。而大量的統(tǒng)計(jì)研究表明，實(shí)際生產(chǎn)中，要達(dá)到穩(wěn)定生產(chǎn)0#電鋅，硫酸鋅溶液中的鈷離子含量應(yīng)低于0. 5mg/L，才能防止鈷離子與其他痕量雜質(zhì)發(fā)生交互作用而引起電積燒板。
目前普遍使用的凈化除鈷方法有黃藥除鈷法、砷鹽除鈷法和銻鹽除鈷法三種。這三種方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)，例如黃藥凈化除鈷深度適中、除鈷效果穩(wěn)定，操作簡便，但勞動(dòng)條件惡劣；砷鹽除鈷深度高、除鈷效果穩(wěn)定、鋅粉消耗量少，但能耗高，并且需要使用劇毒的砷鹽，對(duì)環(huán)境造成二次污染；銻鹽除鈷深度適中、除鈷效果穩(wěn)定，但其能耗較高、鋅粉消耗量比前面兩種方法都大，成本較高，但由于采用低毒的銻鹽，對(duì)環(huán)境污染相對(duì)較小，因此仍有較多企業(yè)運(yùn)用此法。上述三種方法除鈷的機(jī)理有多種文獻(xiàn)進(jìn)行了闡述。文獻(xiàn)中認(rèn)為，黃藥除鈷是利用乙基磺酸鈉中的功能基團(tuán)與硫酸鋅溶液中的三價(jià)鈷離子形成溶度極低的磺酸鈷而使鈷離子與硫酸鋅溶液分離；而添加As、Sb或Sn的化合物用鋅粉置換除鈷，其機(jī)理則是為了在鋅粉表面形成合金電極，提高電極電位，降低Co2+的析出超電壓來除去Co。在鋅粉中添加鉛，是為了防止析出的Co復(fù)溶。CN03119136. 3中公開了一種用于除鈷的濕法合成的含Pb-Sb合金鋅粉，通過將鋅粉(為1#或0#純鋅經(jīng)電爐蒸發(fā)或噴吹所得鋅粉，)、黃丹(PbO)、工業(yè)銻白(Sb2O3)J^(NaOH)按100:1 2:0. 05 0. 1:2 4的重量比混合，再用水漿化，液固比為3 8，溫度為60 90°C，反應(yīng)lh，即可得到活性合金鋅粉，其中Pb含量I 2%，Sb含量0. 04 0. 1%，Sb、Co=O. I 0. 3。但該活性合金鋅粉的制取是利用氧化鉛和氧化銻在堿性溶液中少量溶解并經(jīng)鋅粉置換所得，鋅粉活性的穩(wěn)定性較差，工業(yè)上應(yīng)用很難控制加入，采用該活性合金鋅粉對(duì)Co 9. 02mg/L的除鈷原液進(jìn)行凈化除鈷，除鈷后液中的鈷含量為0. 95mg/L,鋅粉加入量為鈷含量的200倍以上，即該合金鋅粉的除鈷效率較低，且該合金鋅粉的制備工藝復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在凈化除鈷時(shí)成本高、除鈷效率低且工藝復(fù)雜的技術(shù)問題。本發(fā)明提供了一種用于濕法煉鋅凈化除鈷的合金鋅粉，以合金鋅粉的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述合金鋅粉中含有0. 5 I. 2wt%的鉛、0. I 0. 8wt%的錫，余量為鋅。本發(fā)明還提供了所述合金鋅粉的制備方法，包括以下步驟將鋅錠置于熔煉設(shè)備中，升溫至鋅錠完全融化成鋅液，按比例加入金屬鉛和錫，繼續(xù)升溫使合金化，攪拌均勻后倒入霧化器漏包進(jìn)行霧化，得到所述合金鋅粉。本發(fā)明提供的濕法煉鋅凈化除鈷的合金鋅粉，通過對(duì)合金鋅粉的組成進(jìn)行適當(dāng)選擇，如添加錫，當(dāng)錫的添加量達(dá)到規(guī)定范圍時(shí)，才能顯現(xiàn)出理想的除鈷效果，而鉛的作用可減少鈷復(fù)溶，保持良好的除鈷效果，并將鉛錫的含量控制在一定范圍以下，以提高鋅粉的利用率，保持較高的反應(yīng)效率。本發(fā)明優(yōu)勢在于在鋅粉消耗量減少的前提下，仍具有較高的除鈷效率，且除鈷效果穩(wěn)定。本發(fā)明提供的合金鋅粉的制備方法，生產(chǎn)效率高，工藝簡化，成本低，且能得到顆粒形貌和粒度分布良好的合金鋅粉，避免合金粉霧化成團(tuán)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種用于濕法煉鋅凈化除鈷的合金鋅粉，以合金鋅粉的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述合金鋅粉中含有0. 5 I. 2wt%的鉛、0. I 0. 8wt%的錫，余量為鋅。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述合金鋅粉中含有0. 58wt%的鉛、0. 66wt%的錫，余量為鋅。作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述合金鋅粉中含有I. 09wt%的鉛、0. 71wt%的錫，余量為鋅。作為本發(fā)明的第三種優(yōu)選實(shí)施方式，所述合金鋅粉中含有0. 87wt%的鉛、0. 3wt%的錫，余量為鋅。本發(fā)明中，優(yōu)選情況下，所述合金鋅粉的粒徑為20 200目。本發(fā)明還提供了所述合金鋅粉的制備方法，包括以下步驟將鋅錠置于熔煉設(shè)備內(nèi)，升溫至鋅錠完全融化成鋅液，按比例加入金屬鉛和錫，繼續(xù)升溫使合金化，攪拌均勻后倒入霧化器漏包進(jìn)行霧化，得到所述合金鋅粉。本發(fā)明中，為保證鉛、錫與鋅形成合金，所述合金化的溫度為675 700°C。攪拌的時(shí)間為5 32分鐘。攪拌完成后趁熱轉(zhuǎn)入霧化器中進(jìn)行霧化。本發(fā)明提供的合金鋅粉的制備方法生產(chǎn)效率高，能得到顆粒形貌、粒度分布良好的合金鋅粉。優(yōu)選情況下，為保證該合金鋅粉具有較高的除鈷效率，還包括霧化完成后對(duì)粉末粒徑進(jìn)行篩選的步驟。具體地，篩選剔除粒徑大于20目和小于200目的顆粒，即得到本發(fā)明優(yōu)選粒徑的合金鋅粉。為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。實(shí)施例及對(duì)比例中所采用原料均通過商購得到。實(shí)施例I
將IOOOg鋅錠置于中頻感應(yīng)爐的坩堝內(nèi)，將中頻感應(yīng)爐升溫待鋅錠完全熔化，加入80g金屬錫和65g金屬鉛，并繼續(xù)升溫到700°C，利用電磁攪拌5分鐘使鉛和錫與鋅合金化，然后趁熱均勻澆入霧化器漏包，用壓縮空氣霧化成粉末，然后通過金屬篩篩分掉大于20目和小于200目的粉末，得到本實(shí)施例的合金鋅粉SI，其成分為Sn 0. 66wt%、Pb 0. 58wt%，余量為鋅。采用銻鹽除鈷法對(duì)濕法煉鋅中鋅液凈化，按常規(guī)方法進(jìn)行操作，其中所加的合金鋅粉為此合金鋅粉SI，按常規(guī)步驟將此合金鋅粉SI及銻鹽加入到含鈷20mg/L除鈷原液中，其凈化條件是溫度為85°C，鋅粉添加量為3g/L，銻鹽添加量為5mg/L，凈化時(shí)間為2小時(shí)，凈化后溶液含鈷0. 33mg/L。實(shí)施例2
將IOOOg鋅錠置于中頻感應(yīng)爐的坩堝內(nèi)，將中頻感應(yīng)爐升溫待鋅錠完全熔化，加入80g金屬錫和115g金屬鉛，并繼續(xù)升溫到685°C，利用電磁攪拌15分鐘使鉛和錫與鋅合金化，然后趁熱均勻澆入霧化器漏包，用壓縮空氣霧化成粉末，然后通過金屬篩篩分掉大于20目和小于200目的粉末，得到本實(shí)施例的合金鋅粉S2，其成分為Sn 0. 71wt%、Pb 1.09wt%，余量為鋅。采用銻鹽除鈷法對(duì)濕法煉鋅中鋅液凈化，按常規(guī)方法進(jìn)行操作，其中所加的合金鋅粉為此合金鋅粉S2，按常規(guī)步驟將此合金鋅粉S2及銻鹽加入到含鈷20mg/L除鈷原液中，凈化條件是溫度為85°C，鋅粉添加量為3g/L，銻鹽添加量為5mg/L，凈化時(shí)間為2小時(shí)，凈 化后溶液含鈷0. 14mg/L。實(shí)施例3
將IOOOg鋅錠置于中頻感應(yīng)爐的坩堝內(nèi)，將中頻感應(yīng)爐升溫待鋅錠完全熔化，加入80g錫和95g鉛，并繼續(xù)升溫到675°C，利用電磁攪拌32分鐘使鉛和錫與鋅合金化，然后趁熱均勻澆入霧化器漏包，用壓縮空氣霧化成粉末，然后通過金屬篩篩分掉大于20目和小于200目的粉末，得到本實(shí)施例的合金鋅粉S3，其成分為Sn 0. 3wt%, Pb 0. 87wt%，余量為鋅。采用銻鹽除鈷法對(duì)濕法煉鋅中鋅液凈化，按常規(guī)方法進(jìn)行操作，其中所加的合金鋅粉為此合金鋅粉S3，按常規(guī)步驟將此合金鋅粉S3及銻鹽加入到含鈷20mg/L除鈷原液中，凈化條件是溫度為85°C，鋅粉添加量為3g/L，銻鹽添加量為5mg/L，凈化時(shí)間為2小時(shí)，凈化后溶液含鈷0. 25mg/L。對(duì)比例I
采用西北鉛鋅冶煉廠電爐鋅粉制備的活性合金鋅粉DS1，其成分為Pb I. 5wt%, Sb0. 06wt%，余量為Zn。采用該合金鋅粉DSl對(duì)Co 9. 02mg/L的除鈷原液進(jìn)行凈化除鈷，凈化溫度為90°C，鋅粉添加量為2g，過量比例超過200倍，反應(yīng)I小時(shí)，除鈷后液含Co量仍為0. 95mg/L。以上實(shí)施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，所作出的若干改進(jìn)，也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于濕法煉鋅凈化除鈷的合金鋅粉，其特征在于，以合金鋅粉的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述合金鋅粉中含有0. 5 I. 2wt%的鉛、0. I 0. 8wt%的錫，余量為鋅。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的合金鋅粉，其特征在于，所述合金鋅粉中含有0.58wt%的鉛、0.66wt%的錫，余量為鋅。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的合金鋅粉，其特征在于，所述合金鋅粉中含有I.09wt%的鉛、0.71wt%的錫，余量為鋅。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的合金鋅粉，其特征在于，所述合金鋅粉中含有0.87wt%的鉛、0.3wt%的錫，余量為鋅。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的合金鋅粉，其特征在于，所述合金鋅粉的粒徑為20 200目。
6.一種如權(quán)利要求I所述的合金鋅粉的制備方法，其特征在于，包括以下步驟將鋅錠置于熔煉設(shè)備中，升溫至鋅錠完全融化成鋅液，按比例加入金屬鉛和錫，繼續(xù)升溫使合金化，攪拌均勻后倒入霧化器漏包進(jìn)行霧化，得到所述合金鋅粉。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，合金化的溫度為675 700°C，攪拌的時(shí)間為5 32分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，還包括霧化完成后對(duì)粉末粒徑進(jìn)行篩選的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述熔煉設(shè)備為中頻感應(yīng)爐。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于濕法煉鋅凈化除鈷的合金鋅粉，以合金鋅粉的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述合金鋅粉中含有0.5～1.2wt%的鉛、0.1～0.8wt%的錫，余量為鋅。本發(fā)明還提供了所述合金鋅粉的制備方法。本發(fā)明提供的合金鋅粉，鋅粉消耗量少，除鈷效率高且效果穩(wěn)定，成本較低。
文檔編號(hào)C22C18/00GK102676819SQ20121017587
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月31日
發(fā)明者向鳳, 唐亦秋, 唐愛勇, 董覺 申請人:株洲冶煉集團(tuán)股份有限公司