[发明专利]一种氯化物体系湿法炼锌工艺

说明书

本发明公开了一种氯化物体系湿法炼锌工艺，属于湿法冶金技术领域，本发明以氯气为浸出剂对氧化锌、硫化锌原料进行浸出，浸出后得到以氯化锌为主要成分的水溶液，除去水溶液中的铅、铜、铟、等杂质，得到氯化锌电解液，将电解液泵入电解槽内进行电解，阳极析出的气体通过管道集中输送至浸出工序，对原料进行浸出，在阴极析出金属锌，将此金属锌从阴极表面剥离下来得到产品锌板。本发明的整个循环过程中全部使用氯化物体系，以氯气为浸出剂对含锌物料进行浸出，在中性‑弱酸性条件下即可进行电解，电解周期长，工艺路线简单，没有结晶析出等故障的困扰，产品得率高，材料来源广，具有良好的经济效益和市场前景。

技术领域

本发明属于湿法冶金技术领域，具体涉及一种氯化物体系湿法炼锌工艺。

背景技术

湿法炼锌即锌的湿法冶炼过程，也称为电解锌。目前传统的电解锌生产，是在硫酸——硫酸盐体系下进行的。该工艺是以硫酸为浸出剂，对氧化锌原料进行浸出。浸出液通过净化除杂后，与一定浓度的硫酸混合成电解液，最后在电解槽内通过电解，在阴极得到锌皮或锌板。该工艺目前已成型数十年之久，在生产中不断摸索完善，目前已成为湿法炼锌的主流工艺。但经实践检验，其本身具有一定的缺陷：1.在该体系中，电解时使用的是铅合金阳极，该阳极对氯离子耐受度低，当系统中存在一定浓度的氯离子时，会因腐蚀严重缩短使用寿命；2.该体系必须依赖高锰酸钾、双氧水等作为氧化剂进行除铁操作，其中高锰酸钾价格较高，且作为第三类易制毒化学品，管控较严格，采购和库管成本较高，双氧水价格较低，但易分解，氧化效率低；3.电流效率低、槽电压高且易发生烧板故障。

近年来新出现了一种冶炼工艺，是以氯化铵溶液为主要体系，进行电解生产的方法。该方法使用NH₃-NH₄Cl作为浸出剂，浸出液通过净化除杂后，在中性-弱酸性条件下进行电解，最终得到锌板。该工艺具有对氯耐受度高，工艺流程短、槽电压低、电流效率高等优点。但经实践检验发现，其具有如下缺陷：1.Zn(NH₃)₂Cl₂溶解度较低，难以制得高浓度溶液，动力消耗成本高；2.Zn(NH₃)₂Cl₂溶解度随温度变化大，在温度降低时，会有大量结晶析出，造成管道堵塞等故障；3.电解时消耗氨，须定量补充液氨或氨水，成本高；4.氯的耐受度存在上限；5.原料中如含有钾钠离子，会在液体中富集，并降低铵根离子浓度，进而导致浸出率下降。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中存在问题，提供了一种氯化物体系湿法炼锌工艺，本工艺以氯气为浸出剂对氧化锌、硫化锌原料进行浸出，浸出后得到以氯化锌为主要成分的水溶液。将此水溶液进行净化，除去其中的铅、铜、铟、等杂质，得到氯化锌电解液。将电解液泵入电解槽内，通电进行电解，阳极析出的氯气通过管道集中输送至浸出工序，对原料进行浸出，在阴极析出金属锌，将此金属锌从阴极表面剥离下来得到产品锌板。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种氯化物体系湿法炼锌工艺，具体包括如下步骤：

S1：将含锌原料与水或电解质溶液按1:2.5～1:10的比例混合，搅拌调成泥浆状混合物；

S2：将所述步骤S1中的混合物与氯气混合，让混合物与氯气充分进行反应，反应完全后，得到液体混合物；

S3：对所述步骤S2中得到的液体混合物进行检测，检测合格后进行过滤，得到滤渣和浸出液；

S4：对所述步骤S3中得到的浸出液进行净化，得到含杂质较低的氯化锌溶液——锌液；

S5：将所述步骤S4中得到的锌液加入电解槽中进行电解，控制电流密度在300～1000A/m²之间，在阴极板上析出金属锌，阳极表面产生的气体通过引气管道引入到步骤S2进行浸出；

S6：当锌液中的锌含量降低至7～50g/L的范围内时，更换锌液，继续电解；