[发明专利]一种从高氟氯次氧化锌粉制取电锌的方法

说明书

技术领域

 本发明涉及多段集成耦合湿法冶金提取锌金属的方法，一种从高氟氯次氧化锌粉制取电锌的方法。

背景技术

通过高温烟化法处理含锌固废物（如钢铁烟尘、炼铅炉渣等）而得到富集物次氧化锌粉，系一种制取金属锌的二次资源。其化学成分除锌外，尚有高含量的其它一些对湿法制取锌十分有害的杂质，如含Cl 3-10%、F 0.2-0.6% 、Fe 2-8%；较之供电解用的硫酸锌净液的杂质含量要求：Fe＜0.02g/L、Cl＜0.2g/L、F＜0.08 g/L，该次氧化锌粉杂质含量明显过高，以致于电解作业无法进行，无法获得合格的电锌产品，必须设法予以去除。

采用常规的多膛炉或回转窑加温焙烧的方法处理氧化锌粉，不可能将含量如此高的氟氯杂质有效除去；采用碱洗预处理氧化锌粉，再配以硫酸锌浸出液中湿法脱氯的联合方法，工艺冗长、锌损失大、处理费用高昂、排污治理复杂等弊端；此外，对原料中所含氟及呈亚铁形态存在的铁的去除，该联合法至今未能解决。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术的不足，提出一种从高氟氯次氧化锌粉制取电锌的方法，使该方法能经济、高效、环保地将这种次氧化锌粉中的高含量的氟、氯和低价铁等杂质除去，为后续电解作业创造必充条件，以此克服现有处理此类固废物技术的不足。

本发明所提出的这种从高氟氯次氧化锌粉制取电锌的方法 ，其特征在于它有如下步骤：

（1）用工业硫酸或/和电解残液直接浸出次氧化锌粉料，控制反应终点为pH4.8~5.2，使Zn 、Cl、F、Cd及部分Fe等进入浸出液，Pb、In等留于浸出渣中；

（2）对第（1）步浸出完成后的产物进行液固分离得浸出液和浸出渣；

（3）将浸出液于反应槽中进行氧化脱铁，做法是加入双氧水（H₂O₂）及中和剂（石灰乳等）,控制pH5.0、温度50-85℃，使液中Fe²⁺呈Fe（OH）₃沉淀成为铁渣供再利用；

（4）第（3）步的脱铁后液在搅拌反应槽中进行化合脱氯，做法是加入一种亚铜化合物（CuOH），控制pH1.0~5.0、温度40~90℃，使溶液中的Cl^－呈Cu₂Cl₂沉淀予以去除；

（5）步骤（4）所得脱氯后液如果含F低于0.08g/L时即为合格电解液；如果高于0.08g/L时采用化合脱除，做法是在搅拌反应槽中加入一种镍化合物[Ni(OH)₂]，控制pH2.0~5.0、温度30~90℃，使溶液中F^－以NiF₂ ·2H₂O沉淀予以去除。

分离步骤（4）脱氯反应产出的Cu₂Cl₂沉淀，将其置于搅拌反应槽中进行转化再生反应，做法是加入一种碱液（如NaOH、KOH、 NH₄OH等），控制pH7.0~12.0、温度30~90℃，使Cu₂Cl₂发生转化反应生成CuOH沉淀，亚铜化合物CuOH浆化后返回步骤（4），供下次脱氯反应使用。转化反应后液经多效蒸发结晶回收氯化物（氯化钠、氯化钾、氯化铵等 ）。

第（4）步中亚铜的化合物的加入量及脱氯终点的控制，是通过一台双电位装置控制加料浆泵来实现的，脱氯终点的数值确定为Cl^－＜0.2g/L。

第（5）步中Ni(OH)₂的加入量及脱氟终点的控制是通过一台双电位装置控制加料浆泵来实现的，脱氟终点的数值确定为F^－＜0.05g/L。

分离步骤（5）脱氟反应产出的NiF₂沉淀，将其置于搅拌反应槽进行转化再生反应，做法是加入一种液碱（如NaOH、KOH、 NH₄4OH等），控制pH7.0~12.0、温度30~90℃，发生转化反应生成Ni(OH)₂，镍化合物得予再生利用。

转化反应产出的镍化合物Ni(OH)₂，浆化后返回步骤（5），供下次脱氟反应用。转化反应后液经蒸发结晶回收氟化物（氟化钠、氟化钾、氟化铵等）。

脱氟后液如含Cu 、Cd、 Ni、 Co等杂质超标，可在搅拌反应槽中，采用常规的多段锌粉置换法予以净化处理；分离置换渣与净液，置换渣供进一步综合回收，净化液供电解锌片，锌片熔铸成锌锭。