本发明属于化学冶金技术领域，具体涉及一种提高湿法炼锌中净化用锌粉利用率的方法。
背景技术：
湿法炼锌已经成为锌冶炼的主导方法。为了提高产品质量和降低能耗，湿法炼锌的中间过程之一----锌液净化显得尤为重要。近几年，开展了很多围绕锌液净化效果的研究，在众多方法中均离不开锌粉置换的环节。锌粉置换法是在硫酸锌溶液中用电位较负的活泼金属锌将电位较正的惰性金属离子还原成金属，从而沉淀去除。因使用锌粉不会引入新杂质，而且Zn2+的标准电极电位为-0.76V，远低于Cu2+、Cd2+、Ni2+、Co2+等的标准电极电位，从热力学角度考虑，溶液中的大部分金属离子Me+应该可以被锌粉置换。但是在实际炼锌中，用几十倍甚至几百倍理论量的锌粉都无法将杂质完全降至理想浓度以下。这是因为在锌粉置换过程中，除了要满足热力学条件外，还必须有足够的动力学条件。从化学反应动力学分析，需要加入的锌粉粒径小、表面积大、活性高，然而目前在国内炼锌企业普遍使用的锌粉粒径在0.1-2.0mm之间，粒径较大，而且因锌的密度大容易沉淀，不能充分反应。实践证明，锌粉粒度减小后会显著增加置换反应的效率，但是同时带来由于锌粉粒径减小后，锌粉本身由于自身表面能高则容易结块，同时因锌与硫酸锌水溶液不润湿，因而会漂浮在液池表面，也达不到理想的置换效果。因此需要寻找一种新的途径既能将锌粉粒径减小，增大比表面，又能够改善其与硫酸锌溶液的润湿性，使其均匀分散在硫酸锌溶液中，充分改善锌粉净化的动力学条件，提高锌粉的利用率，降低锌冶炼成本。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种提高湿法炼锌中净化用锌粉利用率的方法，该方法可以改善锌与硫酸锌的润湿性，避免小尺寸的锌粉漂浮在表面不参与反应，可提高锌粉的利用率。
本发明所采用的技术方案是，一种提高湿法炼锌中净化用锌粉利用率的方法，具体按以下步骤实施：
步骤1：锌粉浆料制备：将90-110目的粗锌粉溶于硫酸锌中，在室温下进行高能球磨，获得改善润湿性后的锌粉-硫酸锌水溶液浆料；
步骤2：水溶性锌粉浆料制备：向步骤1得到的锌粉-硫酸锌水溶液浆料中加入柠檬酸继续进行球磨，获得水溶性锌粉-硫酸锌浆料。
本发明的特点还在于，
步骤1中锌粉与硫酸锌的质量体积比为1：1g/ml。
步骤1中球磨机转速200-300r/min，球料比5-10:1，球磨时间2-4h；球磨罐为聚四氟乙烯。
步骤2中柠檬酸的添加量为锌粉重量的0.5-1％。
步骤2中球磨机转速200-300r/min，球料比5-10:1，球磨时间1-2h；球磨罐为聚四氟乙烯。
本发明的有益效果是，本发明提高湿法炼锌中净化用锌粉利用率的方法，具有以下特点：
(1)采用高能球磨的方法，利用锌粉和磨球的共同作用，将锌粉不仅细化，而且形成大量显微缺陷，为后续的置换反应提供了快速扩散通道，将显著改善反应的动力学条件，加速反应的进行。(2)球磨介质直接选择湿法炼锌中的硫酸锌溶液，不会引入其他杂质。(3)在球磨溶液中加入柠檬酸不仅可消除球磨中产生的微量氢氧化锌，而且可以改善锌与硫酸锌的润湿性，避免小尺寸的锌粉漂浮在表面不参与反应，可提高锌粉的利用率。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提高湿法炼锌中净化用锌粉利用率的方法，具体按以下步骤实施：
步骤1：将90-110目的粗锌粉加入硫酸锌水溶液中，按质量体积比为1：1g/ml的比例将粗锌粉溶于硫酸锌中，在室温下进行高能球磨，球磨机转速200-300r/min，球料比5-10:1，球磨时间2-4h，球磨罐为聚四氟乙烯，获得锌粉-硫酸锌水溶液浆料；
步骤2：向步骤1得到的锌粉-硫酸锌水溶液浆料中加入锌粉重量的0.5-1％柠檬酸继续进行球磨，球磨机转速200-300r/min，球料比5-10:1，球磨时间1-2h，球磨罐为聚四氟乙烯，获得水溶性锌粉-硫酸锌浆料。
本发明方法中(1)采用高能球磨的方法，利用锌粉和磨球的共同作用，将锌粉不仅细化，而且形成大量显微缺陷，为后续的置换反应提供了快速扩散通道，将显著改善反应的动力学条件，加速反应的进行。(2)球磨介质直接选择湿法炼锌中的硫酸锌溶液，不会引入其他杂质。(3)在球磨溶液中加入柠檬酸不仅可消除球磨中产生的微量氢氧化锌，而且可以改善锌与硫酸锌的润湿性，避免小尺寸的锌粉漂浮在表面不参与反应，可提高锌粉的利用率。
实施例1
将90-110目的粗锌粉500g加入到500ml硫酸锌溶液中，搅拌均匀倒入聚四氟乙烯球磨罐中，在室温下进行高能球磨，球磨机转速200r/min，球料比10:1，球磨时间4小时，获得锌粉-硫酸锌水溶液浆料；打开球磨罐，加入2.5g的柠檬酸搅拌，球料比、球磨机转速均保持不变，然后再继续进行球磨1小时，得到锌粉-硫酸锌的水溶性浆料。
实施例2
将90-110目的粗锌粉500g加入到500ml硫酸锌溶液中，搅拌均匀倒入聚四氟乙烯球磨罐中，在室温下进行高能球磨，球磨机转速300r/min，球料比5:1，球磨时间3小时，获得锌粉-硫酸锌水溶液浆料；打开球磨罐，加入5g的柠檬酸，搅拌，球料比、球磨机转速均保持不变，然后再继续进行球磨1.5小时，得到锌粉-硫酸锌的水溶性浆料。
实施例3
将90-110目的粗锌粉500g加入到500ml硫酸锌溶液中，搅拌均匀倒入聚四氟乙烯球磨罐中，在室温下进行高能球磨，球磨机转速250r/min，球料比8:1，球磨时间2小时，获得锌粉-硫酸锌水溶液浆料；打开球磨罐，加入5g的柠檬酸，搅拌，球料比、球磨机转速均保持不变，然后再继续进行球磨2小时，得到锌粉-硫酸锌的水溶性浆料。