[发明专利]一种锌湿法冶炼系统中杂质Mg、Cl开路的方法

说明书

本发明公开了一种锌湿法冶炼系统中杂质Mg、Cl开路的方法，具体包括以下工艺步骤：(1)配液：根据待开路除杂溶液锌离子浓度，用生产水、洗水配制成锌离子浓度25～40g/L溶液，升温至70～90℃。(2)沉锌：往配好的硫酸锌溶液中按液固比4～6:1加入氧化锌物料，搅拌反应2～4h。(3)过滤：滤液外排至污水处理系统，滤渣用生产水洗涤一次之后返锌系统浸出工序，洗水用于配液。与现有技术相比，最大的优点在于利用生产流程物料除杂，不需要添加其它化学试剂而引入外来杂质且成本低，能同时分离Cl、Mg等杂质，实现杂质开路。且沉锌渣仍返回原来氧化锌物料的使用工序，不影响其使用性质，工艺简单，操作易实现。

技术领域

本发明涉及的是冶金化工领域，具体的说，是一种利用氧化锌物料对锌系统含硫酸锌的溶液中的杂质Mg、Cl等进行开路的一种方法，优化生产流程。

背景技术

本发明中，氧化锌物料为锌系统中主要成分为氧化锌的流程物料，诸如焙砂、氧化锌烟尘等；硫酸锌的溶液包括新液、硫酸锌结晶母液、新液底流等。

目前，杂质Mg、Cl的开路问题，是湿法锌冶炼行业的普遍难题，锌冶炼过程中Mg长期在流程中富集，会导致湿法练锌过程中管道阻塞和槽壁结垢等现象，人工清理难度大，且费时费力，若Mg含量过高则会降低锌电积的电效，而F、Cl具有强腐蚀性，直接降低阴极板使用寿命，降低电效，增加生产成本，严重影响生产顺行。

《湿法炼锌除镁行为研究》一文介绍，目前国内外常用的除镁的方法有(1) 氟化物化学沉淀法，该方法利用MgF₂溶解度小的特点，可以将Mg进行开路，但同时会引进F离子，对湿法练锌过程造成恶略影响；(2)溶剂萃取法等，效果较好，清洁高效，但是成本太高，工艺控制复杂并未运用到生产实际中。除氯的常用方法为铜渣除氯法，利用氯化亚铜极难溶于水的特点，用铜渣在含氯的酸性环境下直接生成氯化亚铜沉淀除铜，但仅对Cl有效，对Mg没法开路。能同时除Mg、Cl的方法为开路溶液法，即利用石灰将硫酸锌沉淀为碱式硫酸锌，从而将Mg、Cl开路，但石灰耗量大，渣量大，副产石膏渣锌回收困难。

发明内容

本发明的目的是针对现湿法练锌过程中除Mg、Cl的方法的缺陷，提出一种新的杂质开路方法，利用氧化锌物料对硫酸锌溶液中的杂质Mg、Cl等进行开路的方法，即利用锌冶炼企业流程中的氧化锌物料(焙砂、氧化锌烟尘等) 处理高氟、氯、镁的硫酸锌溶液，回收锌的同时，开路Cl、Mg杂质，降低因杂质开路带来的锌损失，工艺简单，环境友好，可操作性强。

本发明的目的，是通过以下技术方案实现的，具体步骤如下：

(1)配液：根据待开路除杂的硫酸溶液锌离子浓度，用生产水、洗水配制成锌离子浓度25～40g/L溶液，升温至70～90℃；

(2)沉锌：开启搅拌，往配好的硫酸锌溶液中按液固比4～6:1加入氧化锌物料，充分反应2～4h；

(3)过滤：沉锌后液取样分析外排至污水处理系统，滤渣用生产水洗涤一次之后返锌系统浸出工序，洗水用于配液。

所述步骤(1)配制好的硫酸锌水溶液，锌离子浓度为30～40g/L，硫酸浓度2g/L以下。所述步骤(2)中加入的氧化锌物料含锌不低于45％，粒度在200 目以上。

本方法的原理：利用焙砂，氧化锌烟尘主要成分为ZnO，ZnO为两性氧化物，可以与硫酸锌反应生成碱式硫酸锌沉淀，处理含Cl、Mg杂质的硫酸锌溶液的过程中，锌生成沉淀，而Mg、Cl杂质不反应留于沉锌后液中，通过液固分离，沉锌渣可直接返回锌系统流程从沉锌渣中回收锌，Cl、Mg则随沉锌后液外排至污水处理系统进行处理，实现锌冶炼系统中Cl、Mg杂质开路的目的。氧化锌沉锌的反应式为：

ZnSO₄+3ZnO+7H₂O＝ZnSO₄·3Zn(OH)₂·4H₂O↓