[发明专利]锌液净化工艺及锌液净化中的锌粉置换法

说明书

技术领域

本发明涉及湿法炼锌中的锌液净化工艺，具体涉及将中性浸出液中的杂质除至规定的限度以下，以满足电解沉积时对新液要求的过程及设备。

背景技术

由本发明的申请人申请的、申请号为201110231150.X的发明专利申请文件中提供了一种锌液净化工艺，其主要内容是通过TiAl金属间化合物多孔材料为过滤元件来解决了锌液过滤时过滤元件的堵塞及杂质反溶的技术问题。但是，该申请仅仅涉及到锌液净化中从锌粉置换开始到最终分离出铜、镉、钴、镍的过程，而并未涉及到置换反应开始前对中性浸出液的具体处理措施。

实际上，在本发明的申请日前，本领域大多会先将中性浸出液导入浓密机中进行浓缩处理，然后再将浓缩处理后的上清液（即中上清）进行锌粉置换处理。比如，CN101994005A的附图1即示出了对上清液先后进行三段净化，第一段净化除铜，第二段净化除钴、镍，第三段净化除镉，且每一段净化均通过过滤得到除杂后的锌液的过程。

也有的锌厂直接将中性浸出液进行锌粉置换处理。比如，“电解锌厂锌净液工艺设计，杨莲，工程设计与研究，总第119期，2006年6月”一文的流程图中即示出了对中性浸出液先后进行三段净化，第一段净化除铜、镉，第二段净化除钴、镍，第三段净化再次除镉，且每一段净化均通过过滤得到除杂后的锌液的过程。

总之，从目前所反映出的对锌液净化工艺的研究趋势表明，人们对锌液净化工艺的改良往往集中于锌粉置换过程。其原因也许在于，按通常认识，锌粉置换过程中的置换及过滤效果是保证新液质量的直接因素，锌粉置换前锌液杂质含量的高低对净化效果的影响可通过锌粉置换时的过滤精度来控制。

另一方面，从申请人掌握的现有技术也表明，本领域对锌粉置换法的研究还没能做到一次置换出铜、镉、钴、镍。因此，现有锌液净化中从锌粉置换开始到最终分离出铜、镉、钴、镍至少需要两段净化，故其工艺流程较长。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供净化效果好的锌液净化工艺。

对此，本发明的锌液净化工艺包括以下步骤：

A、对置换反应前的锌液进行膜过滤，使其固含量降至20mg/L以下；

B、通过锌粉置换法在锌液中置换出铜、镉、钴、镍中的一种或几种杂质；

C、对锌液进行固—液分离；

D、重复步骤B至步骤C至少一次，最后在锌液中分离出铜、镉、钴、镍。

上述锌液净化工艺与现有技术的共同点是从锌粉置换开始到最终分离出铜、镉、钴、镍的过程都需要至少两段净化。但是，由于本发明采用了先将置换反应前的锌液的固含量降至20mg/L以下的技术手段，因此最终得到的净化效果出现明显的提高。

其中，步骤A中所述置换反应前的锌液是指中性浸出液或者是将中性浸出液沉淀后得到的上清液。当然，考虑到对中性浸出液或上清液所可能存在的其他预先处理措施，步骤A中所述置换反应前的锌液也可能是经过这些预先处理后的锌液。总之，上述方法的关键就在于确保置换反应前的锌液固含量≤20mg/L。

进一步的，步骤A中的膜过滤为错流过滤：当对中性浸出液直接进行错流过滤时，将错流过滤后的浓缩液进行沉淀，再将沉淀得到的上层清液打回待过滤的中性浸出液中，而沉淀得到的底液排出；当对上清液进行错流过滤时，将错流过滤后的浓缩液打回前段的浓密机内进行沉降。

也就是说，本发明为实现对置换反应前的锌液进行膜过滤而考虑了两种具体的过滤方案：第一种过滤方案的主要出发点是为了取消现有锌液净化工艺中为将中性浸出液沉淀得到上清液而设置的浓密机，因此，本发明提出将中性浸出液直接进行错流过滤；由于错流过滤相比于浓密机可以极大的减少浓缩液的量，因此，对错流过滤后的浓缩液的沉淀可由一个比现有浓密机小得多的沉淀设备来实现，这样就很好的改善了锌厂对浓密机的操作所带来的诸多问题。第二中过滤方案的主要出发点是不改变现有锌液净化工艺浓密机的配置，从而避免对现有厂房设施作较大调整，因此，本发明又提出对上清液进行错流过滤，然后将错流过滤后的浓缩液打回前段的浓密机内进行沉降。显然，无论采用上述何种过滤方案，均是将错流过滤得到的清液进行锌粉置换法处理。

上述步骤A和步骤C中均可采用有机多孔材料膜或无机多孔材料膜（如陶瓷多孔材料膜、金属多孔材料膜、金属间化合物多孔材料膜）为过滤元件。但作为优选过滤材料，步骤A和/或步骤C中采用TiAl膜。TiAl膜在锌液过滤中的特殊作用参见本申请人的201110231150.X号在先发明专利申请文件的记载。