专利名称：一种碱浸法电解锌的方法
技术领域：
本发明涉及金属锌的治炼技术，具体地说是碱浸法电解锌的方法。
背景技术：
2001年由上海同济大学西南项目部研究开发的碱浸法电解金属锌方法，在整体评价上有可行性，由于存在以下缺陷1、碱消耗太高；2、电解得到的锌粉洗涤过程太复杂、时间过长，且用水量太大，而且洗涤后脱离水分产品马上被氧化，氧化率太高(氧化率为35～70％)，无法在工频炉内溶化；3、生产成本过高，所以在临沧镇康县经过一次试车后以失败告终。该技术国内外有很多专家都在积极探索，但只针对强氧化锌粉和炼钢厂烟尘，虽有一些进长，但不适合我国的情况，特别是西南地区矿种，且在基础理论研究方面还是空白。国内一些专家原中科委在红河州曾作了大量研究，但一直打不通工艺。之后个旧市科委在鸡街冶炼厂组织技术人员进行攻关一其工艺为加压氨浸法生产电解锌，使用的是硫化矿。2004年10～12月同济大学又组织西南项目部技术人员进行优化设计，氧化化率还是比较大，虽有一、二次氧化率在15％，但无可重现性，同样给后续包装和溶化带来了困难。所以至今国内无任何一家冶炼厂能成功地用强碱浸法得到电解锌板。
发明内容
本发明的目的是提供一种降低碱耗、降低成本、具有工业适用性、原料要求不高的碱浸法电解锌的方法。
实现本发明目的的技术方案是1)增加矿的预处理；2)改变现有技术中1号、2号分离剂(1号分离剂是Na2S，2号分离剂是CaO)的加入顺序；3)改变现有技术中1号、2号分离剂加入的数量和加入的方法；4)改变现有技术中的浸取温度；5)改变电解用的极板和电流密度；6)增加外用添加剂于电解液中；7)调整电解液中的碱锌比例；
8)增加电解废液的预处理以利用到二次浸取中。
具体工艺方法为锌原矿经破碎后由下料口按总矿干基重量的30％加入2号分离剂CaO，进入磨机，合格粒径的矿浆进入预处理釜体，经过在40～50℃下搅拌反应50分钟处理后，压滤；除去预处理液后的矿渣进入浸取釜，在浸取釜内分多次投加烧碱，按碱锌比＝6为浸取终了时的指标来确定烧碱的用量，当最后一次加碱量达到终了指标后的35～40分钟，则可以结束浸取，浸取温度为75～85℃；浸取液进压滤机压干，滤液到净化釜在常温下净化，在净化釜内加入1号分离剂硫化钠，其加入量按液体杂质分析中铅的4倍量分多次加入，在加完分离剂后30～35分钟，即可停止净化；净化液进入压滤机，滤液进入电解原液池，弃渣；电解原液池将液体送至电解槽，在循环槽内加入骨胶0.5～0.6kg/吨锌、或DPE类3～4ml/l液体、或JZ-1 1～2ml/L液体碱性环境用添加剂，通过加入烧碱来调整碱锌比为7～10，即可电解，电解用不锈钢板作阴和阳极，电解电流密度为550～1200A/m2，电解结束后，电解废液进入预处理罐，用活性碳吸附除去添加剂，以防止不断循环给下一次浸取净化带来不良影响；电解得到的锌板经人工冲洗后，剥板送入工频炉进行熔炼铸锭。在分析杂质时，若铁超标，则按理论计算量摩尔比1∶3加入CaO即可。
渣的处理过程是浸取压滤后的矿渣先用废电解液作第一次洗涤，固液比为3∶1，洗涤后又进入压滤，滤液回废电解液池作为浸取用的液体，渣又用浓度小于渣含碱量的含碱清水在压滤机内作二次洗涤，当含碱清水含碱量与浸取液含碱量之差≤10时，含碱清水补充到浸取釜中参与浸取，洗过的渣弃之。
本发明中所涉及到的化学反应式为1)预处理过程
2)浸取过程
3)净化过程
4)电解过程阳极阴极本发明的方法与现有技术相比具有以下积极效果通过对现有技术进行上述的1)至8)点的改进，让经过预处理的矿浆进入浸取釜，减少杂质对碱的消耗，降低浸取温度，减少碱量和蒸发损失；在净化过程中不再投2号分离剂，确保净化的后续升温，弱化胶体给压滤带来的不良影响；且不加2号液能提高净化铅渣的品位；在电解原液中加入添加剂利于锌板的形成；电解废液的预处理，减少添加剂在浸取、净化过程中与物料发生反应和导致电解难以进行的不良影响。在净化过程中产生的硫化铅渣，品位在30％以上，可以出售，进而降低生产成本。在此工艺方法上，还可增加对净化废渣和浸取废渣的洗涤槽，进一步回收碱，使成本再进一步的降低，用过的含碱水可补充到含碱清水池作为洗浸取渣的洗水。本发明克服了现有技术中人们长期渴望解决的问题，使金属锌的冶炼技术迈进了一大步，大大降低了生产成本。本发明还有一个突出的优点是利用锌矿品位小于20％的氧化锌矿、碳酸锌矿，异极矿、硅锌矿等贫杂矿。
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式
锌原矿经破碎后由皮带机输送至料仓，锌矿由下料口按总矿干基重量的30％加入2号分离剂CaO(氧化钙)，进入磨机，合格粒径的矿浆过100目筛为98％以上，然后进入预处理釜体，经过在40～50℃下搅拌反应50分钟处理后，压滤，除去预处理液后的矿渣进入浸取釜，当预处理液游离OH-浓度≥45g/L时，下一次预处理不必再加CaO，总之将OH-控制在30～45g/L范围内为起始反应CaO浓度，在浸取釜内投加烧碱(分多次加入)，按碱锌比＝6为浸取终了时的指标(终控指标)来确定烧碱的用量，当最后一次加碱量达到终控指标后的35～40分钟，则可以结束浸取，浸取温度为75～85℃；浸取液进压滤机压干，滤液到净化釜在常温下净化，在净化釜内加入1号分离剂(硫化钠)，其加入量按液体杂质分析中铅的4倍量(分多次)加入，在操作过程中，用小杯实验确定修正最终加入量，若铁超标，则按理论计算量摩尔比1∶3加入CaO即可，在加完分离剂后30～35分钟，即可停止净化；净化液进入压滤，滤液到电解原液池，弃渣；电解原液池将液体送至电解槽，在循环槽内加入骨胶0.5kg/吨锌，或DPE类3～4ml/l液体，或JZ-11～2ml/L液体等碱性环境用添加剂，调整碱锌比为7～10(通过加入烧碱来调整)，即可电解，电解用不锈钢板作阴和阳极，电解电流密度为550～1200A/m2，电解结束后，电解废液进入预处理罐，用活性碳吸附除去添加剂，以防止不断循环给下一次浸取净化带来不良影响。
渣的处理过程是滤液到净化釜净化时，浸取渣先用废电解液作第一次洗涤，固液比为3∶1，洗涤后又进入压滤，滤液回废电解液池作为浸取用的液体，渣又用含碱清水(浓度小于渣含碱量)作二次洗涤(在压滤机内洗涤，循环使用)，当含碱清水含碱量与浸取液含碱量之差≤10时，含碱清水补充到浸取釜中参与浸取，而含碱清水又用锌板洗水来补充，洗过的渣倒掉。浸取滤液输送到净化釜内，在净化釜内加1号分离剂，按上述的方法和用量加入，除去其中的铅，若铁超标仍按上述方法加入2号分离剂除去铁，经过除去杂质后的净化液，经压滤机分离，弃铅渣，滤液去电解。
电解结束后，经过预处理后的电解废液回到浸取釜前先按上述方法洗渣，然后进入浸取釜进行浸取，电解得到的锌板人工冲洗后，剥板送入工频炉进行熔炼铸锭，锌板的冲洗水到含碱清水池进行补充作为上述的第二次洗涤用。
权利要求
1.一种碱浸法电解锌的方法，其特征在于锌原矿经破碎后由下料口按总矿干基重量的30％加入2号分离剂CaO，进入磨机，合格粒径的矿浆进入预处理釜体，经过在40～50℃下搅拌反应50分钟处理后，压滤；除去预处理液后的矿渣进入浸取釜，在浸取釜内分多次投加烧碱，按碱锌比＝6为浸取终了时的指标来确定烧碱的用量，当最后一次加碱量达到终了指标后的35～40分钟，则可以结束浸取，浸取温度为75～85℃；浸取液进压滤机压干，滤液到净化釜在常温下净化，在净化釜内加入1号分离剂硫化钠，其加入量按液体杂质分析中铅的4倍量分多次加入，在加完分离剂后30～35分钟，即可停止净化；净化液进入压滤机，滤液进入电解原液池，弃渣；电解原液池将液体送至电解槽，在循环槽内加入骨胶0.5～0.6kg/吨锌、或DPE类3～4ml/l液体、或JZ-11～2ml/L液体碱性环境用添加剂，通过加入烧碱来调整碱锌比为7～10，即可电解，电解用不锈钢板作阴和阳极，电解电流密度为550～1200A/m2，电解结束后，电解废液进入预处理罐，用活性碳吸附除去添加剂，电解得到的锌板经冲洗后，剥板送入工频炉进行熔炼铸锭。
2.根据权利要求1所述的碱浸法电解锌的方法，其特征在于在分析杂质时，若铁超标，则按理论计算量摩尔比1∶3加入CaO即可。
3.根据权利要求1所述的碱浸法电解锌的方法，其特征在于渣的处理过程是压滤后的矿渣先用废电解液作第一次洗涤，固液比为3∶1，洗涤后又进入压滤，滤液回废电解液池作为浸取用的液体，渣用浓度小于渣含碱量的含碱清水在压滤机内作二次洗涤，当含碱清水含碱量与浸取液含碱量之差≤10时，含碱清水补充到浸取釜中参与浸取，洗过的渣弃之。
全文摘要
本发明是一种碱浸法电解锌的方法。其特征在于锌原矿经破碎后加入分离剂CaO，进入磨机，经过在40～50℃下搅拌反应50分钟处理后，压滤；除去预处理液后的矿渣进入浸取釜，加烧碱浸取，浸取温度为75～85℃；浸取液进压滤机压干，滤液到净化釜在常温下加入分离剂硫化钠净化；净化液进入压滤机，滤液进入电解原液池，加碱性环境用添加剂，并加入烧碱来调整碱锌比，电解，电解结束后，用活性碳吸附除去添加剂，电解得到的锌板冲冼后，剥板送入工频炉进行熔炼铸锭。本发明的方法减少杂质对碱的消耗，降低浸取温度，减少碱量和蒸发损失；能提高净化铅渣的品位，可以出售，进而降低生产成本；对净化废渣和浸取废渣洗涤，进一步回收碱，使成本再降低；可利用锌矿品位小于20％的氧化锌矿、碳酸锌矿，异极矿、硅锌矿等贫杂矿。
文档编号B22D21/00GK1807665SQ20051001061
公开日2006年7月26日 申请日期2005年1月18日 优先权日2005年1月18日
发明者况正国 申请人:况正国