专利名称：湿法炼锌工艺中防止镉复溶的砷盐净化除镉方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种金属冶炼方法及装置，特别涉及湿法炼锌工艺中砷盐净化除镉的方法及装置。
背景技术：
湿法炼锌过程中，硫酸锌溶液进行电解前，必须通过净化除去杂质，使危害锌 电解析出的各杂质元素含量降到合理的范围内，其中镉是影响析出锌质量的元素，当电 解液镉含量超标，将降低析出锌品质，通常除镉的方法是锌粉置换除镉，如砷盐净化工 艺为第一段除铜，第二段除钴镍等，第三段除镉。除镉原理是
利用标准电极电位较负的金属锌来置换硫酸锌溶液中标准电极电位较正的金属镉离子。主要化学反应
它的具体步骤为第一步，将锌粉加入除镉反应器内的硫酸锌溶液中，第二步，将 反应器内反应物的底流送镉回收工序，反应器内上层反应物料溢流送一级旋流器进行液 固分离，第三步，一级旋流器的物料底流返回除镉反应器，一级旋流器溢流反应物送澄 清器，第四步，澄清器的底流送除镉反应器，澄清器的溢流送二级旋流器，第五步，二 级旋流器底流送除镉原液槽，二级旋流器溢流所得的硫酸锌溶液通过中间槽中转送冷却 设备后再送电解。在上述砷盐净化除镉过程中，一级旋流器底流、澄清器底流、二级旋流器底流 等硫酸锌溶液中不可避免有细小颗粒留存，这些细小颗粒中被置换出来的镉又会通过电 化学反应等方式复溶进入硫酸锌溶液中，极容易导致除镉后硫酸锌溶液中含镉超标，因 此细小颗粒在硫酸锌溶液中循环积累是砷盐净化除镉处理后硫酸锌溶液中含镉超标的主 要因素。综上所述，现有技术中的湿法炼锌工艺中砷盐净化除镉方法和装置需进一步改 进。
发明内容
本发明的目的在于提出一种湿法炼锌工艺中防止镉复溶的砷盐净化除镉方法， 它能避免经砷盐净化除镉处理后的硫酸锌溶液中因细小颗粒循环积累，而造成镉复溶， 影响硫酸锌溶液的除镉质量，具有生产成本低、操作简单的优点。本发明的目的在于提出一种湿法炼锌工艺中防止镉复溶的砷盐净化除镉装置， 它能实施上述方法，并具有结构简单、操作方便的优点。本发明的技术方案为一种湿法炼锌工艺中防止镉复溶的砷盐净化除镉方法，它是加入锌粉对硫酸锌溶液 进行除镉处理后再进行液固分离，其特征在于它按以下步骤进行将待处理硫酸锌溶 液加入锌粉进行除镉处理后，将反应物料利用一级旋流器进行液固分离，一级旋流器溢 流物料送澄清器进行澄清处理，所述的澄清器的溢流物料送二级旋流器进行液固分离， 所述的二级旋流器的溢流物料作为处理合格的硫酸锌溶液送下一工序，所述的一级旋流 器、澄清器和二级旋流器的含固体底流物料再进行扫除复溶镉处理。作为本发明的进一步改进所述的一级旋流器、澄清器和二级旋流器的含固体 底流物料分别进行扫除复溶镉处理后再进行压滤式的液固分离，所得滤液为合格的硫酸 锌溶液送下一工序。作为本发明的进一步改进所述的待处理硫酸锌溶液中Cd的质量浓度为 0.05 2g/L一种湿法炼锌工艺中防止镉复溶的砷盐净化除镉装置，它包括除镉反应器、一 级旋流器、澄清器、二级旋流器和联接管道，其特征在于它还包括对一级旋流器、澄 清器、二级旋流器的底流物料进行扫复溶镉处理的扫复溶镉反应器。作为本发明的进一步改进所述的扫复溶镉反应器包括分别处理一级旋流器、 澄清器、二级旋流器的底流物料三台扫复溶镉反应器。作为本发明的进一步改进它还包括对扫复溶镉反应器物料进行压滤处理的压 滤机。作为本发明的进一步改进所述的扫复溶镉反应器是设置有搅拌器的封闭式反 应器。作为本发明的进一步改进所述的扫复溶镉反应器内设置有搅拌机，所述的搅 拌机由垂直安装于扫复溶镉反应器顶部的搅拌机电机驱动，所述的扫复溶镉反应器上部 设置有溢流出液管和伸入反应器下部的进液管。本发明的有益效果在于
本发明在除镉反应后硫酸锌溶液逐步与渣进行液固分离的过程中，采用及时将含有 细小颗粒的硫酸锌溶液与纯净的硫酸锌溶液逐步分离的方法，解决了硫酸锌溶液砷盐净 化除镉过程中因细小颗粒渣不断循环积累增多、且与硫酸锌溶液接触时间过长而造成镉 复溶进入硫酸锌溶液中的问题。本发明为一级旋流器底流、澄清器底流、二级旋流器 底流分别设置扫复溶镉器，实际使用中，可根据各种底流硫酸锌溶液中含细小颗粒的情 况进行分别处理，如添加相应的锌粉量达到将各种底流物料处理合格的效果，由于受细 小颗粒复溶影响的硫酸锌溶液占总硫酸锌溶液的比重很小，本发明通过使这一小部分硫 酸锌溶液及时与纯净的、达到标准的大部分硫酸锌溶液分离、处于除镉主要物料系统之 外、再分别进行扫复溶镉处理合格的技术手段，可保证产出的大量除镉后硫酸锌溶液为 合格溶液，有效防止了细小颗粒中的镉复溶影响所有硫酸锌溶液的质量，保证了硫酸锌 溶液除镉净化的总体效果。本发明的装置能实施本发明的方法，设备为常规设备，处理成本低，物料循环 设置合理，节约能源，具有结构简单、操作方便的优点，适用于大规模的工业化生产。
图1为本发明的工艺流程图2为本发明中实施例1装置的结构示意图； 图3为本发明中扫复溶镉反应器结构示意图。图中1 一除镉反应器、2—一级旋流器、3—澄清器、4一二级旋流器、5—合格 硫酸锌液储槽、6—厢式过滤机、7—扫复溶镉反应器、8—进液管、9一搅拌机、10—出 液管、11一搅拌机电机。
具体实施例方式
下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式
。实施例1
一种湿法炼锌工艺中砷盐净化除镉方法，其工艺流程如图1所示，它是加入锌粉对 硫酸锌溶液进行除镉处理，硫酸锌溶液中还含有少量的As、Sb、Ge等杂质，待除镉的 原硫酸锌溶液中Cd的质量浓度为0.75g/l。它按以下步骤进行将待除镉的原硫酸锌溶液加入锌粉进行除镉处理后，将反 应物料利用一级旋流器进行液固分离，一级旋流器溢流物料送澄清器进行澄清处理，澄 清器的溢流物料送二级旋流器进行液固分离，二级旋流器的溢流物料作为处理合格的硫 酸锌溶液送下一工序，一级旋流器、澄清器和二级旋流器的含固体底流物料再进行扫除 复溶镉处理。二级旋流器的溢流物料和经扫除复溶镉处理后的硫酸锌溶液中Cd的质量浓 度均为 0.00045g/l。一种湿法炼锌工艺中砷盐净化除镉装置，如图2所示，它包括依次相连的除镉 反应器1、一级旋流器2、澄清器3、二级旋流器4、合格硫酸锌液储槽5、和相应匹配的 三台扫复溶镉反应器7、厢式压滤机6，各台扫复溶镉反应器7分别与一级旋流器1的底 流口、澄清器3的底流口、二级旋流器4的底流口相联接，扫复溶镉反应器7是设置有搅 拌机9的封闭式反应器，如图3所示，搅拌机9由垂直安装于扫复溶镉反应器7顶部的搅 拌机电机11驱动，扫复溶镉反应器7上部一侧安装有伸入至反应器下部的进液管8，上 部另一侧安装有溢流出液管10。本发明的具体操作步骤为第一步，将一级旋流器2的底流物料、澄清器3的 底流物料、二级旋流器4的底流物料分别通过输送设备使其离开除镉系统，进入各自匹 配的扫复溶镉反应器7，二级旋流器4的溢流物料进入合格硫酸锌溶液储槽5，第二步， 在各台扫复溶镉反应器7内根据物料的需要加入适量锌粉，扫除物料中的复溶镉，第三 步，将扫复溶镉后的矿浆通过厢式压滤机6进行液固分离，液体为合格的硫酸锌溶液， 送入合格硫酸锌溶液储槽5，滤渣另行处理。实施例2
一种湿法炼锌工艺中砷盐净化除镉方法，其工艺流程如图1所示，它是加入锌粉对 硫酸锌溶液进行除镉处理，硫酸锌溶液中还含有少量的As、Sb、Ge等杂质，待除镉的 原硫酸锌溶液中Cd的质量浓度为0.88g/l。它按以下步骤进行将待除镉的原硫酸锌溶液加入锌粉进行除镉处理后，将反 应物料利用一级旋流器进行液固分离，一级旋流器溢流物料送澄清器进行澄清处理，澄清器的溢流物料送二级旋流器进行液固分离，二级旋流器的溢流物料作为处理合格的硫 酸锌溶液送下一工序，一级旋流器、澄清器和二级旋流器的含固体底流物料再进行扫除 复溶镉处理。二级旋流器的溢流物料和经扫除复溶镉处理后的硫酸锌溶液中Cd的质量浓 度均为 0.00032g/l。一种湿法炼锌工艺中砷盐净化除镉装置，它包括依次相连的除镉反应器1、一级 旋流器2、澄清器3、二级旋流器4合格硫酸锌液储槽5，扫复溶镉反应器7与一级旋流 器2、澄清器3、二级旋流器4溢底流口相联接，扫复溶镉反应器7是设置有搅拌机9的 封闭式反应器，如图3所示，搅拌机9由垂直安装于扫复溶镉反应器7顶部的搅拌机电机 11驱动，扫复溶镉反应器7上部一侧安装有伸入至反应器下部的进液管8，上部另一侧安 装有溢流出液管10，厢式压滤机6用于对扫复溶镉反应器7的物料进行液固分离。本发明的具体操作步骤为第一步，将一级旋流器2的底流物料、澄清器3的底 流物料、二级旋流器4的底流物料分别通过输送设备使其离开除镉系统，进入扫复溶镉 反应器7，二级旋流器4的溢流物料进入合格硫酸锌溶液储槽5，第二步，在扫复溶镉反 应器7内根据物料的需要加入适量锌粉，扫除物料中的复溶镉，第三步，将扫复溶镉后 的矿浆通过厢式压滤机6进行液固分离，液体为合格的硫酸锌溶液，送入合格硫酸锌溶 液储槽5，滤渣另行处理。
权利要求
1.一种湿法炼锌工艺中防止镉复溶的砷盐净化除镉方法，它是加入锌粉对硫酸锌溶 液进行除镉处理后再进行液固分离，其特征在于它按以下步骤进行将待处理硫酸锌溶 液加入锌粉进行除镉处理后，将反应物料利用一级旋流器进行液固分离，一级旋流器溢 流物料送澄清器进行澄清处理，所述的澄清器的溢流物料送二级旋流器进行液固分离， 所述的二级旋流器的溢流物料作为处理合格的硫酸锌溶液送下一工序，所述的一级旋流 器、澄清器和二级旋流器的含固体底流物料再进行扫除复溶镉处理。
2.根据权利要求1所述的湿法炼锌工艺中防止镉复溶的砷盐净化除镉方法，其特征在 于所述的一级旋流器、澄清器和二级旋流器的含固体底流物料分别进行扫除复溶镉处 理后再进行压滤式的液固分离，所得滤液为合格的硫酸锌溶液送下一工序。
3.根据权利要求1所述的湿法炼锌工艺中防止镉复溶的砷盐净化除镉方法，其特征在 于所述的待处理硫酸锌溶液中Cd的质量浓度为0.05 4g/l。
4.一种湿法炼锌工艺中防止镉复溶的砷盐净化除镉装置，它包括除镉反应器、一级 旋流器、澄清器、二级旋流器和联接管道，其特征在于它还包括对一级旋流器、澄清 器、二级旋流器的底流物料进行扫复溶镉处理的扫复溶镉反应器。
5.根据权利要求4所述的湿法炼锌工艺中防止镉复溶的砷盐净化除镉装置，其特征在 于所述的扫复溶镉反应器包括分别处理一级旋流器、澄清器、二级旋流器底流物料的 三台扫复溶镉反应器。
6.根据权利要求5所述的湿法炼锌工艺中防止镉复溶的砷盐净化除镉装置，其特征在 于它还包括对扫复溶镉反应器物料进行压滤处理的压滤机。
7.根据权利要求4所述的湿法炼锌工艺中防止镉复溶的砷盐净化除镉装置，其特征在 于所述的扫复溶镉反应器是设置有搅拌器的封闭式反应器。
8.根据权利要求6所述的湿法炼锌工艺中防止镉复溶的砷盐净化除镉装置，其特征在 于所述的扫复溶镉反应器内设置有搅拌机，所述的搅拌机由垂直安装于扫复溶镉反应 器顶部的搅拌机电机驱动，所述的扫复溶镉反应器上部设置有溢流出液管和伸入至反应 器下部的进液管。
全文摘要
本发明涉及湿法炼锌工艺中防止镉复溶的砷盐净化除镉方法及装置。其方法是按以下步骤进行将待处理硫酸锌溶液加入锌粉进行除镉处理后，将反应物料利用一级旋流器进行液固分离，一级旋流器溢流物料送澄清器进行澄清处理，澄清器的溢流物料送二级旋流器进行液固分离，二级旋流器的溢流物料作为处理合格的硫酸锌溶液送下一工序，一级旋流器、澄清器和二级旋流器的含固体底流物料再进行扫除复溶镉处理。其装置包括依次相连的除镉反应器、一级旋流器、澄清器、二级旋流器和扫复溶镉反应器，本发明可有效防止细小颗粒在除镉系统的循环导致的镉复溶，使除镉后液质量得到保障，方法简单，行之有效。
文档编号C22B3/46GK102011002SQ201010618470
公开日2011年4月13日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者刘志祥, 尹华光, 苗华磊, 袁建明, 谭轶中, 陈爱国 申请人:株洲冶炼集团股份有限公司