專利名稱：一種從含鋅物料中生產(chǎn)鋅的方法
一種從含鋅物料中生產(chǎn)鋅的方法，特別涉及一種通過濕法電解過程生產(chǎn)鋅的方法。
目前，大多數(shù)的生產(chǎn)鋅的廠家，特別是在處理鋅情礦生產(chǎn)鋅時(shí)，主要采用濕法煉鋅工藝，過程主要包括物料焙燒脫硫、然后將所得的焙燒砂用硫酸將鋅浸出，通過控制pH值的方法進(jìn)行中性浸出，以脫除其中的大部分雜質(zhì)，固液分離后，得中浸液和中浸渣，對(duì)中浸液進(jìn)行凈化除銅鎘、鈷后，即可電解生產(chǎn)金屬鋅。這種方法在工業(yè)上應(yīng)用得很成功，在生產(chǎn)金屬鋅的同時(shí)，焙燒過程產(chǎn)生的含硫氣體可以用于制硫酸，綜合效益好。但目前該過程中的對(duì)中浸液的凈化除雜時(shí)，以往多采用鋅粉加黃藥除鈷的方法，由于黃藥毒性很大，已逐漸被淘汰。目前以采用鋅粉銻鹽為代表的除鈷凈化方法成為發(fā)展方向，而對(duì)過程中產(chǎn)生的鋅鈷渣的處理還沒有一種有效的方法，一方面是影響了鋅金屬收率，另一方面工業(yè)尾料的堆存也會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。也有文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)采用堿浸方法處理含鋅物料，但由于一些物料含堿溶物質(zhì)較多，影響后續(xù)工序，如含硅高時(shí)，固液分離困難，所以在處理含鋅物料，特別是含堿溶物質(zhì)多的鋅精礦等物料時(shí)，不宜采用。
本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中處理鋅精礦等含鋅物料生產(chǎn)鋅過程中產(chǎn)生的鋅鈷渣不能有效處理的問題，提供一種能有效地處理鋅鈷渣，并通過此方法的實(shí)施有效地提高原有酸浸電解工藝過程凈液效果、提高金屬收率的含鋅物料的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
一種從含鋅物料中生產(chǎn)鋅的方法，包括—含鋅物料的焙燒脫硫，—焙燒后料的硫酸浸出，—浸出后的中浸液的除銅鎘凈化，—除銅鎘后液的除鈷凈化，—電解，其特征在于本發(fā)明的一種從含鋅物料中生產(chǎn)鋅的方法還包括
a.將浸出后的中浸液的加鋅粉銻鹽凈化后產(chǎn)生的鋅鈷渣，進(jìn)行破碎焙燒預(yù)處理，然后在氫氧化鈉溶液中進(jìn)行溶解，進(jìn)行固液分離后，得鋅酸鈉溶液，工藝條件為焙燒溫度為890～920℃浸出溫度為85～180℃，氫氧化鈉濃度為150～500g/l，液固比為2～8∶1，b.將得到的鋅酸鈉溶液進(jìn)行電解除雜，固液分離后得上清液為電解液，工藝條件為陰極電流密度為1000～1500A/m2溫度35～50℃c.調(diào)整得到的電解液成份，調(diào)整后溶液成份為含鋅5～35g/l，氫氧化鈉200～280g/l，d.將調(diào)整后溶液進(jìn)行電解生產(chǎn)活性鋅粉，工藝條件為陰極電流密度800～1600A/m2電解溫度40～55℃，槽電壓 3.0～3.5V，陰極電流效率為90～95％，e.將所得的活性鋅粉，可用pH＝2～4的酸性硫酸溶液進(jìn)行洗滌至pH＝5.5～6.5，再用水洗后，最后用無水乙醇脫水干燥得活性鋅粉產(chǎn)品。
本發(fā)明的方法在浸出后的中浸液的加鋅粉除銅鎘凈化過程所用的鋅粉，是本發(fā)明的方法中所制得的活性鋅粉。
本發(fā)明的方法在浸出后的中浸液的加鋅粉＋銻鹽除鈷凈化過程所用的鋅粉，是本發(fā)明的方法中所制得的活性鋅粉。
本發(fā)明的方法鋅酸鈉溶液的除雜過程也可以采用加熱溶液，用鋅粉置換除雜，固液分離后，得上清液為電解液。
本發(fā)明的方法還可以用于生產(chǎn)普通鋅粉，再通過壓塊鑄錠工序得到金屬鋅錠產(chǎn)品，工藝條件為電解液成份含鋅35～100g/l，氫氧化鈉180～350g/l，陰極電流密度200～700A/m2槽電壓2.0～2.5V，電解溫度35～55℃，
電流效率94～95％，本發(fā)明中的處理鋅鈷渣的生產(chǎn)鋅粉方法，還可以用于處理本發(fā)明的從含鋅物料中生產(chǎn)鋅的方法中產(chǎn)生的銅鎘渣。
本發(fā)明的方法，采用氫氧化鈉浸出冶煉過程產(chǎn)生的鋅鈷渣，控制電解條件，生產(chǎn)出具有活性很高的鋅粉，其堆比重可達(dá)0.3～0.6g/cm3，這種鋅粉具有很高的活性，而且是在生產(chǎn)過程中直接用于浸出液的凈化，比目前現(xiàn)有技術(shù)中多采用的用蒸氣冷凝法、噴吹霧化法生產(chǎn)的鋅粉具有的活性高，由于原有的鋅粉，一方面受本身的制備工藝的限制，一方面由于生產(chǎn)和儲(chǔ)存運(yùn)輸過程中鋅粉的表面氧化也會(huì)影響鋅的活性，從而影響凈液效果，增加鋅粉的使用量，且由于原有的方法，鋅粉制備的原料為金屬鋅，成本相對(duì)較高。
本發(fā)明的一種從含鋅物料中生產(chǎn)鋅的方法，一方面解決了原有的冶煉過程中存在的產(chǎn)生鋅鈷渣處理困難的問題，又很好地解決了工藝中溶液凈化使用的鋅粉料源問題，而且所生產(chǎn)鋅粉的活性高，凈化效果好，達(dá)到了很好的效果。


圖1為原一種從含鋅物料中生產(chǎn)鋅的方法的工藝流程2為本發(fā)明一種從含鋅物料中生產(chǎn)鋅的方法的工藝流程圖。
下面結(jié)合具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
一種從含鋅物料中生產(chǎn)鋅的方法，主要過程為首先將含鋅物料進(jìn)行焙燒脫硫，控制工藝條件為焙燒溫度850～950℃，物料停留時(shí)間為3小時(shí)，空氣過剩系數(shù)為1.2～1.3；將焙燒后所得的焙砂用硫酸浸出，控制工藝條件為固液比5～10∶1，浸出溫度60～65℃，浸出時(shí)間3～5小時(shí)，終點(diǎn)pH值為5.0～5.4；再將浸出后的中浸液的加鋅粉銻鹽凈化，將凈化后液進(jìn)行電解生產(chǎn)金屬鋅，控制工藝條件為陰極電流密度500～550A/m2，溫度25～35℃，槽電壓3.0～3.5伏，電流效率90％，將上述過程產(chǎn)生的浸出后的中浸液的加鋅粉銻鹽凈化后的鋅鈷渣，進(jìn)行破碎焙燒預(yù)處理，然后在氫氧化鈉溶液中進(jìn)行溶解，固液分離后，得鋅酸鈉溶液，工藝條件為焙燒溫度為890～920℃，浸出溫度為85～180℃，氫氧化鈉濃度為150～500g/l，液固比為2～8∶1，將得到的鋅酸鈉溶液進(jìn)行電解除雜，固液分離后得上清液為電解液，工藝條件為陰極電流密度為1000～1500A/m2，溫度35～50℃。調(diào)整得到的電解液成份，調(diào)整后溶液成份為含鋅5～35g/l，氫氧化鈉200～280g/l，將調(diào)整后溶液進(jìn)行電解生產(chǎn)活性鋅粉，工藝條件為陰極電流密度800～1600A/m2，電解溫度40～55℃，槽電壓3.0～3.5V，陰極電流效率為90～95％，將所得的活性鋅粉，可用pH＝2～4的酸性硫酸溶液進(jìn)行洗滌至pH＝5.5～6.5，再用水洗，最后用無水乙醇脫水干燥得活性鋅粉產(chǎn)品，其堆比重為0.3～0.6g/cm3，鋅的回收率可達(dá)97～98％。
本發(fā)明的方法生產(chǎn)出的活性鋅粉，具有非常高的活性，使用在過程中硫酸浸出后的中浸液的加鋅粉除銅鎘凈化過程，除雜效果好，鋅粉使用量?jī)H為原鋅粉用量的40～70％。
同樣本發(fā)明的方法生產(chǎn)的活性鋅粉使用在過程中硫酸浸出后的中浸液的加鋅粉加銻鹽除鈷凈化過程效果也好，鋅粉使用量?jī)H為原鋅粉用量的30～60％，除鈷后液鈷含量由原來的0.5～1mg/l，降低到0.2～0.3mg/l。
本發(fā)明的方法鋅酸鈉溶液的除雜過程也可以采用加熱溶液，用鋅粉置換除雜，固液分離后，得上清液為電解液。
本發(fā)明的方法還可以用于生產(chǎn)普通鋅粉，再通過壓塊鑄錠過程得到金屬鋅錠產(chǎn)品，工藝條件為電解液成份含鋅35～100g/l，含氫氧化鈉180～350g/l，陰極電流密度200～700A/m2槽電壓2.0～2～5V，電解溫度35～55℃，電流效率94～95％，本發(fā)明中的處理鋅鈷渣的生產(chǎn)鋅粉方法，采用氫氧化鈉浸出生產(chǎn)鋅產(chǎn)品，還可以用于處理本發(fā)明的從含鋅物料中生產(chǎn)鋅的方法中產(chǎn)生的銅鎘渣，回收銅鎘渣中的鋅，生產(chǎn)鋅粉等鋅產(chǎn)品。
本發(fā)明中的處理鋅鈷渣的生產(chǎn)鋅粉方法，也可以采用氫氧化鉀做浸出劑。
本發(fā)明的一種從含鋅物料中生產(chǎn)鋅的方法，一方面解決了原有冶煉過程中存在的產(chǎn)生的鋅鈷渣處理困難的問題，又很好地解決了工藝中溶液凈化過程使用的鋅粉料源問題，且鋅粉的活性高，凈化效果好，有很好的經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明的方法具有工藝簡(jiǎn)單靈活，鋅回收率高，活性鋅粉返回凈液過程除雜效果好，鋅粉用量少，在用于通過生產(chǎn)普通鋅粉熔鑄生產(chǎn)鋅金屬時(shí)，具有電解電耗低的特點(diǎn)，全部過程易于工業(yè)化生產(chǎn)。
實(shí)施例例1取500克含鋅61％的鋅鈷渣，破碎使其粒度達(dá)-25目，在馬爐弗中控制焙燒溫度為890～920℃，焙燒1小時(shí)后，加入到500g/l氫氧化鈉溶液，加熱溶液到180℃，反應(yīng)1小時(shí)后，抽濾后得鋅酸鈉浸出液，將此溶液分兩份備用。
例2取125克含鋅61％的鋅鈷渣，破碎使其料度達(dá)-25目，在馬弗爐中控制焙燒溫度為890～920℃，焙燒1小時(shí)后，加入到150g/l氫氧化鉀溶液，加熱溶液到85℃，反應(yīng)4小時(shí)后，抽濾后得鋅酸鉀浸出液，將此溶液分兩份備用。
例3取例1其中的一份溶液，進(jìn)行電解除雜，控制溫度35～50℃，陰極電流密度為1000～1500A/m2，固液分離后得上清液，再用230g/l氫氧化鈉溶液調(diào)整電解液成份至含鋅10g/l，用鈦板作陽(yáng)極，鎳板作陰極，在陰極電流密度為1600A/m2，電解溫度為55℃，電解得活性鋅粉，測(cè)得鋅粉的堆比重為0.30g/cm3。
例4取例2其中的一份溶液，電解除雜條件同例3，用蒸發(fā)濃縮的辦法，調(diào)整溶液鋅至含鋅100g/l，用鈦板作陽(yáng)極，鎳板作陰極，在陰極電流密度為200A/m，電解溫度為35℃，電解得普通鋅粉，測(cè)得鋅粉的堆比重為2.5g/cm，其槽電壓為2.0V，每噸鋅電耗為2000度。
例5取例1中的另一份溶液，電解除雜條件同例3，用200g/l的氫化鈉溶液調(diào)整溶液至含鋅35g/l，在陰極電流密度為700A/m，電解溫度為50℃，進(jìn)行電解，電解得普通鋅粉，測(cè)堆松比重為1.0g/cm3，槽電壓為2.5V，每噸鋅電耗為2500℃。
例6取例2中的另一份鋅酸鉀溶液，電解除雜條件同例3，用蒸發(fā)濃縮的辦法，調(diào)整溶液鋅至含鋅35g/l，用鈦板作陽(yáng)極，鎳板作陰極，在陰極電流密度為800A/m2，電解溫度為40℃，電解得活性鋅粉，測(cè)得鋅粉的堆比重為0.6g/cm3。
例7將0.01克硫酸鈷，226克硫酸鋅溶于762克水中，用硫酸調(diào)該混合物溶液pH值為3.82，加入實(shí)施例6所得的活性鋅粉0.12克，進(jìn)行攪拌除鈷，反應(yīng)時(shí)間為40分鐘，固液分離后，溶液含鈷為0.3mg/l。
例8將0.12克硫酸鈷，226克硫酸鋅溶于762克水中，用硫酸調(diào)該混合物溶液pH值為5.2，加入例3所得的活性鋅粉3.04克，進(jìn)行攪拌除鈷，反應(yīng)時(shí)間為1.0小時(shí)，固液分離后，溶液含鈷為0.2mg/l。
例9取例4所得的普通鋅粉50克，在1.0t/cm2的壓力下壓成團(tuán)，然后在600℃溫度下進(jìn)行熔化，澆鑄成鋅錠，符合國(guó)家1#鋅質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
例10取例5所得的普通鋅粉50克，在1.5t/cm2的壓力下壓成團(tuán)，然后在650℃下進(jìn)行熔化，熔化完畢，澆鑄成鋅錠，符合國(guó)家1#鋅質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
例11取500克含鋅40％的銅鎘渣，破碎使其粒度100％小于25目，在馬弗爐中控制焙燒溫度為890～920℃，焙燒2小時(shí)，加入到400g/l氫氧化鉀溶液，加熱溶液150℃，反應(yīng)3小時(shí)后，抽濾得鋅酸鉀浸出液，將此溶液分兩份備用。
例12取例11其中的一份溶液，進(jìn)行電解除雜，控制溫度35～50℃，陰極電流密度為1300A/m2，固液分離后得上清液，再用230g/l氫氧化鉀溶液調(diào)整電解液成份至含鋅8g/l，用鈦板作陽(yáng)極，鎳板作陰極，在陰極電流密度為1600A/m2，電解溫度40℃，電解得活性鋅粉，測(cè)得鋅粉的堆比重為0.35g/l。
例13取例11中另一份溶液，電解除雜條件同例12，用230g/l氫氧化鉀溶液調(diào)整電解液成份至含鋅60g/l，在陰極電流密度為500A/m2，電解溫度為50℃，進(jìn)行電解，電解得普通鋅粉，測(cè)得其堆比重為1.5g/cm3，槽電壓為2.2V，每噸鋅電耗2200度。
例14將1.26克硫酸銅，0.65克硫酸鎘，296.31克硫酸鋅溶于1000克水中，用硫酸調(diào)該混合物溶液pH值為5.3，加入實(shí)施例12所得的活性鋅粉1.01克，進(jìn)行攪拌除銅鎘，反應(yīng)溫度為45℃，反應(yīng)時(shí)間為45分鐘，固液分離后，溶液含銅為0.2mg/l，含鎘為0.9mg/l。
例15取例13所得的普通鋅粉50克，在1.5t/cm2的壓力下壓成團(tuán)，然后在600℃溫度下進(jìn)行熔化，澆鑄成錠。
權(quán)利要求
1.一種從含鋅物料中生產(chǎn)鋅的方法，包括—含鋅物料的焙燒脫硫，—焙燒后料的硫酸浸出，—浸出后的中浸液的除銅鎘凈化，—除銅鎘后液的除鈷凈化，—電解，其特征在于本發(fā)明的一種從含鋅物料中生產(chǎn)鋅的方法還包括a.將浸出后的中浸液的加鋅粉銻鹽凈化后產(chǎn)生的鋅鈷渣，進(jìn)行破碎焙燒預(yù)處理，然后在氫氧化鈉溶液中進(jìn)行溶解，進(jìn)行固液分離后，得鋅酸鈉溶液，工藝條件為焙燒溫度為890～920℃，浸出溫度為85～180℃，氫氧化鈉濃度為150～500g/l，液固比為2～8∶1，b.將得到的鋅酸鈉溶液進(jìn)行電解除雜，固液分離后得上清液為電解液，工藝條件為陰極電流密度為1000～1500A/m2溫度35～50℃c.調(diào)整得到的電解液成份，調(diào)整后溶液成份為含鋅5～35g/l，氫氧化鈉200～280g/l，d.將調(diào)整后溶液進(jìn)行電解生產(chǎn)活性鋅粉，工藝條件為陰極電流密度800～1600A/m2電解溫度40～55℃，槽電壓3.0～3.5V，陰極電流效率為90～95％，e.將所得的活性鋅粉，可用PH＝2～4的酸性硫酸溶液進(jìn)行洗滌至pH＝5.5～6.5，再用水洗后，最后用無水乙醇脫水干燥得活性鋅粉產(chǎn)品。
2.根椐權(quán)利要求1所述的一種從含鋅物料中生產(chǎn)鋅的方法，其特在征于本發(fā)明的過程中浸出后的中浸液的加鋅粉＋銻鹽除鈷凈化過程所用的鋅粉，是本發(fā)明的方法中所制得的活性鋅粉。
3.根椐權(quán)利要求1所述的一種從含鋅物料中生產(chǎn)鋅的方法，其特征在于在本發(fā)明的的方法中在浸出后的中浸液的加鋅粉除銅鎘凈化過程所用的鋅粉是本發(fā)明的方法中所制得的活性鋅粉。
4.根椐權(quán)利要求1所述的一種從含鋅物料中生產(chǎn)鋅的方法，本發(fā)明的方法中鋅酸鈉溶液的除雜過程也可以采用加熱溶液，用鋅粉置換除雜，固液分離后，得上清液為電解液。
5.根椐權(quán)利要求1所述的一種從含鋅物料中生產(chǎn)鋅的方法，還可以用于生產(chǎn)普通鋅粉，再通過壓塊鑄錠工序得到金屬鋅錠產(chǎn)品，工藝條件為電解液成份含鋅35～100g/l，含氫氧化鈉180～350g/l，陰極電流密度200～700A/m2槽電壓2.0～2.5V，電解溫度35～55℃，電流效率94～95％，
6.根椐權(quán)利要求1所述的一種從含鋅物料中生產(chǎn)鋅的方法，處理鋅鈷渣生產(chǎn)鋅粉方法，還可以用于處理本發(fā)明的從含鋅物料中生產(chǎn)鋅的方法中產(chǎn)生的銅鎘渣。
全文摘要
一種從含鋅物料中生產(chǎn)鋅的方法，涉及一種通過濕法電解過程生產(chǎn)鋅的方法。其特征在于對(duì)原工藝中使用鋅粉銻鹽凈化后產(chǎn)生的鋅鈷渣、進(jìn)行堿溶，將得到的鋅酸鈉溶液進(jìn)行電解生產(chǎn)活性鋅粉，本發(fā)明的方法一方面解決了冶煉過程中產(chǎn)生鋅鈷渣的處理問題，又很好地解決了工藝中溶液凈化使用的鋅粉料源，而且所產(chǎn)鋅粉的活性高，凈化效果好，效益好。
文檔編號(hào)C25C1/00GK1141956SQ9610496
公開日1997年2月5日 申請(qǐng)日期1996年5月10日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月10日
發(fā)明者劉金山, 陸漢杰, 丁峰, 李國(guó)民, 劉誠(chéng), 李鋒, 王魁珽 申請(qǐng)人:北京有色冶金設(shè)計(jì)研究總院