专利名称：硫酸锌浸出液的净化方法
技术领域：
本发明涉及冶金领域。具体地，本发明涉及硫酸锌浸出液的净化方法。
背景技术：
目前世界上主要通过采用湿法工艺生产锌。无论是传统的焙烧-浸出-电积法炼 锌还是硫化锌矿直接浸出-电积法炼锌，都包括浸出工序(通常为硫酸浸出)，产出硫酸锌 浸出液，而同时一些杂质金属例如铜、镉、钴、镍等也将进入浸出溶液中。因而，在对硫酸锌 浸出液进行后续处理如电解之前，需要对硫酸锌浸出液进行净化。因此，目前冶金领域中需要一种对硫酸锌浸出液进行净化的方法。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的 在于提出一种硫酸锌浸出液净化方法，其至少具有下列优点之一净化效率高、净化效果好 和能耗低。根据本发明实施例的硫酸锌浸出液净化方法包括A)将所述硫酸锌浸出液加入到净化容器内；B)使所述净化容器内处于非氧化气氛下，边搅拌边向所述硫酸锌浸出液中添加锌 粉以沉淀杂质金属，得到沉淀后液；以及C)对所述沉淀后液进行固液分离，得到硫酸锌净化液以及含杂质沉淀的固体。另外，根据本发明的实施例，还可以具有下列附加技术特征根据本发明的一个实施例，所述硫酸锌溶液是锌矿石的硫酸浸出液。根据本发明的一个实施例，所述杂质金属为选自铜、钴、镉和镍的至少一种。根据本发明的一个实施例，其进一步包括D)从所述含杂质沉淀的固体回收所述 杂质金属。根据本发明的一个实施例，在步骤B)中所述非氧化气氛为氮气气氛，且压力为 0. 2-0. 6MPa。根据本发明的一个实施例，基于硫酸锌浸出液杂质金属的含量，所添加量为所述 杂质金属含量的60-110倍。根据本发明的一个实施例，在步骤B)中的搅拌速度为250-350rpm。根据本发明的一个实施例，其进一步包括通过电沉积方法制备金属锌。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中
图1是根据本发明实施例的硫酸锌浸出液的净化方法的流程图。图2是根据本发明另一实施例的硫酸锌浸出液的净化方法的流程图。图3是根据本发明又一实施例的硫酸锌浸出液的净化方法的流程图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的一个方面，根据本发明的实施例提供了一种硫酸锌浸出液的净化方 法。参考图1，该方法包括依次实施下列步骤步骤100 将待净化的硫酸锌浸出液加入到净化容器中。步骤200 边搅拌边向净化容器中添加锌粉，以便在净化容器中发生锌粉与所含 杂质元素的置换反应，从而使得硫酸锌浸出液中所含杂质元素形成沉淀，得到沉淀后液。在 该步骤中，保持净化容器内处于非氧化气氛。步骤300 对沉淀后液进行固液分离，得到硫酸锌净化液以及含杂质沉淀的固体。根据上述硫酸锌浸出液的净化方法，能够高效率地实现对硫酸锌浸出液的净化处理。在根据本发明实施例的硫酸锌浸出液的浸出方法中，首先将待处理的硫酸锌浸出 液加入到净化容器内(步骤100)。根据本发明的实施例，将硫酸锌浸出液加入到净化容器 中的方式不受特别限制。根据本发明的具体示例，通过加压泵泵入到净化容器中。由此， 能够有效地将硫酸锌浸出液中添加入净化容器内。在本发明中所采用的术语“硫酸锌浸出 液”应做广义理解，其可以是任何含有杂质金属元素的需要净化处理的硫酸锌溶液。根据本 发明的实施例中，硫酸锌浸出液可以为湿法工艺炼锌过程中浸出工序所产生的硫酸锌浸出 液，进而其中所含有的杂质金属元素为选自铜、钴、镉和镍的至少一种。由此，参考图2，在本 发明的具体示例中，进一步包括对净化硫酸锌浸出液所获得的硫酸锌净化液进行电沉积炼 锌获得金属锌的步骤(步骤400)，同时还能够将硫酸锌浸出液中所包含的杂质金属元素以 固体金属的形式沉淀出来。因而，根据本发明的一个示例，参考图3，在通过固液分离得到硫 酸锌净化液以及含杂质沉淀的固体后，还进一步包括从含杂质沉淀的固体回收金属的步骤 (步骤500)。由此，能够进一步从硫酸锌浸出液中回收有价金属，减少对环境的污染，并且 降低了产业成本。接下来，在将硫酸锌浸出液加入净化容器之后，边搅拌边向净化容器中添加锌 粉(步骤200)，以便在净化容器中发生锌粉与所含杂质元素的置换反应，从而使得硫酸 锌浸出液中所含杂质元素形成沉淀，得到沉淀后液。在本发明的实施例中，搅拌速度为 250-350rpmo在将锌粉添加至净化容器之后，锌粉可以与待处理的硫酸锌浸出液中所包含 的杂质元素发生置换反应，使得所包含的杂质元素形成沉淀。以铜元素为例，置换反应为Cu2++Zn = Zn2++Cu I。 在步骤200期间，保持净化容器内处于非氧化气氛。由此，能够避免硫酸锌浸出液 净化过程中新生成的金属被氧化，从而避免其复溶。由此，能够减少锌粉的消耗降低成本， 并且能够提高净化效率，在短时间内能够实现净化处理，进而在净化后的硫酸锌净化液中所包含的杂质元素少，净化效果好。根据本发明的实施例，保持净化容器内处于非氧化气氛 的方式不受特别限制例如可以通过通入惰性气体来实现。在本发明的实施例，可以采用廉 价的氮气来实现非氧化气氛。根据本发明具体示例，通过在净化容器内通入氮气保持净化 容器内为氮气气氛并且保持0. 2-0. 6MPa的压力。由此，能够避免浸出液与空气接触，从而 能够有效避免所含杂质元素在置换反应后所生成的金属沉淀被氧化而复溶，并且使用氮气 能够使净化成本较低。根据本发明的实施例，所添加锌粉的量不受特别限制。根据本发明的具体示例， 基于硫酸锌浸出液中杂质金属元素的含量，例如杂质镍钴的含量，所添加锌粉的量为镍钴 量的60-110倍。由此，能够降低金属锌粉用量，降低成本。根据本发明的实施例，所添 加锌粉的粒度不受特别限制。根据本发明的具体示例，所采用锌粉的粒度为-0. Ilmm占 88% -95%。由此，能够提高锌粉与硫酸浸出液的接触面积，从而进一步提高净化效率。根据本发明的实施例，步骤200可以在高温下进行，由此能够有利于置换反应的 进行。在一些具体的示例中，在步骤200过程中，可以保持净化容器内的温度为85-130摄 氏度。由此，能够提高置换反应的速率，进一步提高净化效率。根据本发明的实施例，在净 化容器中净化处理的时间不受特别限制。在一些具体示例中，在净化容器中进行置换反应 的时间为30-60分钟。由此，能够提高实现更好的净化效果。在步骤200之后，将所形成的沉淀后液进行固液分离，得到得到硫酸锌净化液以 及含杂质沉淀的固体(步骤300)。固液分离的方式不受到特别限制，例如可以采用板框式 压滤、圆盘真空过滤等方式。通过固液分离得到的硫酸锌净化液中杂质含量少，冷却后可以 用于通过电沉积炼锌法制备金属锌(步骤400)。另外，还可以从所获得的净化除杂质沉淀 的固体中回收有价金属(步骤500)。根据本发明的实施例，从杂质沉淀的固体中回收有价 金属的方法不受特别限制，可以使用本领域中已知的任意方法进行。下面通过具体示例对本发明进行描述，这些具体示例仅是说明性的，而不以任何 方式限制本发明的范围。示例 1利用硫酸对锌矿石进行酸浸处理，得到硫酸锌浸出液，通过检测(Cd采用极谱方 法分析，Cu、Co、Ni采用原子吸收方法分析)杂质成分(单位mg/l)为Cul9. 42，Cd533. 33，Coll. 94，Ni6. 25。用泵将硫酸锌浸出液加入到加压净化釜中，控制温度为130°C，通入氮气并维持净 化釜内压力0. 6Mpa,同时控制机械搅拌速度为300r/min，按照2. 3kg/m3缓慢加入锌粉(粒 度为88%过0. Ilmm筛)。反应30分钟后，将所得到的沉淀后液泵入到冷却塔中，冷却至 95°C。之后，通过板框式过滤机进行固液分离，得到硫酸锌净化液和含铜、镉、钴、镍的固体 物质。通过检测(Cd采用极谱方法分析，Cu、Co、Ni采用原子吸收方法分析)，硫酸锌净化 液的杂质成分(单位mg/l)为CuO. 038，Cdl. 32，Col. 45，NiO. 36。示例 2利用硫酸对锌矿石进行酸浸处理，得到硫酸锌浸出液，通过检测(Cd采用极谱方 法分析，Cu、Co、Ni采用原子吸收方法分析)杂质成分(单位mg/l)为Cu6. 96，Cd666. 67，Co28. 0，NilO. 5。
用泵将硫酸锌浸出液加入到加压净化釜中，控制温度为105°C，通入氮气并维持 净化釜内压力0. 4Mpa,同时控制机械搅拌速度为300r/min，按照3. Ikg/m3缓慢加入锌粉 (粒度为90%过0. Ilmm筛)。反应45分钟后，将所得到的沉淀后液泵入冷却塔中，冷却至 900C (请确认)。之后，通过板框式过滤机进行固液分离，得到硫酸锌净化液和含铜、镉、钴、 镍的固体物质。通过检测(Cd采用极谱方法分析，Cu、Co、Ni采用原子吸收方法分析)，硫酸锌净 化液的杂质成分(单位mg/l)为CuO. 088，CdO. 95，CoO. 87，NiO. 24。示例 3利用硫酸对锌矿石进行酸浸处理，得到硫酸锌浸出液，通过检测(Cd采用极谱方 法分析，Cu、Co、Ni采用原子吸收方法分析)杂质成分(单位mg/l)为Cu25. 0，Cd589. 6，Co9. 60，NilO. 43。用泵将硫酸锌浸出液加入到加压净化釜中，控制温度为85°C，通入氮气并维持 净化釜内压力0. 2Mpa,同时控制机械搅拌速度为300r/min，按照2. 8kg/m3缓慢加入锌粉 (92%过0. Ilmm筛)。反应60分钟后，将所得到的沉淀后液泵入冷却塔中，冷却至85°C。之 后，通过板框压滤机进行固液分离，得到硫酸锌净化液和含铜、镉、钴、镍的固体物质。通过检测(Cd采用极谱方法分析，Cu, Co, Ni采用原子吸收方法分析))，硫酸锌净 化液的杂质成分(单位mg/l)为CuO. 062，Cdl. 17，Col. 00，NiO. 24。示例 4利用硫酸对锌矿石进行酸浸处理，得到硫酸锌浸出液，通过检测(Cd采用极谱方 法分析，Cu、Co、Ni采用原子吸收方法分析)杂质成分(单位mg/l)为Cu 111. 25，Cd 617. 65，Co 20. 27，Ν 9. 58。用泵入将硫酸锌浸出液加入到加压净化釜中，控制温度为120°C，通入氮气并维 持净化釜内压力0. 4Mpa,同时控制机械搅拌速度为300r/min，按照3. 3kg/m缓慢加入锌粉 (95%过0. Ilmm筛)。反应40分钟后，将所得到的沉淀后液泵入冷却塔中，冷却至90°C。之 后，通过板框压滤机进行固液分离，得到硫酸锌净化液和含铜、镉、钴、镍的固体物质。通过 检测(Cd采用极谱方法分析，Cu、Co、Ni采用原子吸收方法分析)，硫酸锌净化液的杂质成 分(单位mg/l)为CuO. 029，Cdl. 29，Col. 49，NiO. 27。示例 5利用硫酸对锌矿石进行酸浸处理，得到硫酸锌浸出液，通过检测(Cd采用极谱方 法分析，Cu、Co、Ni采用原子吸收方法分析)杂质成分(单位mg/l)为Cu21. 0，Cd560. 3，Co8. 45，Ni9. 23。用泵将硫酸锌浸出液加入到加压净化釜中，控制温度为85°C，通入氮气并维持净 化釜内压力0. 4Mpa，同时控制机械搅拌速度为300r/min，按照2. 65kg/m3缓慢加入锌粉 (93%过0. Ilmm筛)。反应60分钟后，将所得到的沉淀后液泵入冷却塔中，冷却至85°C。之 后，通过板框压滤机进行固液分离，得到硫酸锌净化液和含铜、镉、钴、镍的固体物质。通过 检测(Cd采用极谱方法分析，Cu,Co,Ni采用原子吸收方法分析))，硫酸锌净化液的杂质成分(单位mg/L)为CuO. 062，CdO. 88，Col. 00，NiO. 27。通过上述实施例，可以看出根据本发明实施例的硫酸锌浸出液的净化方法，能够 在短时间内实现对硫酸锌浸出液的净化，净化后杂质金属含量能达到电沉积锌工艺对新液 杂质含量的要求，通常而言，我国湿法炼锌厂电解液中杂质Cu，Cd，Co, Ni允许含量分别是 0. 2-0. 5mg/L, 1. 5-2. Omg/L, l_2mg/L，0. 5-1. 5mg/L。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示 例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特 点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不 一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何 的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解在不 脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本 发明的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求
1.一种硫酸锌浸出液的净化方法，其包括A)将所述硫酸锌浸出液加入到净化容器内；B)使所述净化容器内处于非氧化气氛下，边搅拌边向所述硫酸锌浸出液中添加锌粉以 沉淀杂质金属，得到沉淀后液；以及C)对所述沉淀后液进行固液分离，得到硫酸锌净化液以及含杂质沉淀的固体。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述硫酸锌溶液是锌矿石的硫酸浸出液。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述杂质金属为选自铜、钴、镉和镍的至少一种。
4.根据权利要求3所述的方法，其进一步包括D)从所述含杂质沉淀的固体回收所述杂质金属。
5.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤B)中所述非氧化气氛为氮气气氛，且压力 为 0. 2-0. 6MPa0
6.根据权利要求1所述的方法，其中基于硫酸锌浸出液中杂质金属的含量，所述锌粉 的添加量为所述杂质金属含量的60-110倍。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述锌粉中粒度小于0.Ilmm的颗粒占 88% -95%。
8.根据权利要求1所述的方法，在步骤B)中使所述净化容器内的温度为85-130摄氏度。
9.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤B)中的搅拌速度为250-350rpm。
10.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括通过电沉积方法制备金属锌。
全文摘要
本发明提供了一种硫酸锌浸出液的净化方法，其包括将硫酸锌浸出液加入到净化容器内；使净化容器内处于非氧化气氛下，边搅拌边向所述硫酸锌浸出液中添加锌粉以沉淀杂质金属，得到沉淀后液；以及对沉淀后液进行固液分离，得到硫酸锌净化液以及含杂质沉淀的固体。该方法至少具有下列优点之一净化速度快、净化效率高和能耗低。
文档编号C22B19/00GK102071318SQ20111002984
公开日2011年5月25日 申请日期2011年1月25日 优先权日2011年1月25日
发明者任敏, 何光深, 刘本鸣, 吴建存, 周昌武, 孟波, 张红耀, 彭建蓉, 朱国邦, 李冰, 杨国强, 王吉坤, 董英, 钱建波, 闫江峰 申请人:云南冶金集团股份有限公司, 云南永昌铅锌股份有限公司