本发明属于湿法炼锌领域，具体涉及一种提高湿法炼锌净化效率的方法。
背景技术
镍、钴是湿法炼锌净化工艺过程中的难点，尤其是钴。目前，现有的除钴方法都有缺陷，黄药和β-试剂等有机试剂的操作环境差，剩余很多残余有机物；氧化法除钴由于锰的存在，过量的氧化剂致使净化效率大大降低；还原法除钴所用的还原剂价格昂贵；黄原酸盐法除钴会造成锌的损失。
铅锌厂湿法炼锌净化工艺采用锌粉置换法，其中除镍钴采用的是锌粉锑盐置换法，其反应机制是溶液中共存的杂质在锌粉表面上析出后或锌粉中含有的其他金属作为阴极，锌粉作为阳极，通过电化学作用促使二价钴离子还原析出，这就要在净化过程中保持较高的温度并加入过量的锌粉，以提高浸出液的净化深度和净化效率。这种方法虽然操作简单、不引入新杂质，但是除钴不彻底，从热力学角度分析，镍、钴可以被锌粉置换出去，但实际上几十倍甚至几百倍理论量的锌粉都无法将钴降至允许浓度以下，而且产出的镍钴渣含锌高、镍钴低，不易处理。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种提高湿法炼锌净化效率的方法，以解决目前湿法炼锌净化工艺过程中锌粉消耗量大，以及产出的镍钴渣含锌高、镍钴低的问题。
本发明旨在全面解决湿法炼锌净化工艺中铜、镉、镍和钴的净化不彻底而不利于锌电解的问题，尤其是镍钴，而磁效应具有选择性且能提高反应速率，可改善这一现状。
本发明的技术方案是：一种提高湿法炼锌净化效率的方法，利用磁场协同作用于湿法炼锌净化工艺的三段净化过程，具体包括以下步骤：
步骤一、在反应器周围施加磁场，磁场的方向向下，将锌浸出液倒入反应器中，设置磁感应强度为1～3t，在常温的条件下进行磁化活化；
步骤二、进行一段净化除铜、镉及大部分镍的过程，在锌浸出液中加入锌粉，设置磁感应强度为0.5～0.8t，在一定的反应温度和搅拌速度下进行反应，反应结束后进行压滤；
步骤三、进行二段净化除钴、镍的过程，在一段滤液中加入锌粉，设置磁感应强度为0.8～1t，在一定的反应温度和搅拌速度下进行反应，反应结束后进行压滤；
步骤四、进行三段净化除反溶镉的过程，在二段滤液中加入锌粉，设置磁感应强度为1～1.5t，在一定的反应温度和搅拌速度下进行反应，反应结束后进行压滤。
作为本发明的进一步改进，磁化活化的时间为30～60min。时间过短，达不到磁化活化的效果，时间过长，造成成本浪费。
作为本发明的进一步改进，在步骤二中，加入锌粉的物质的量为铜、镉及镍的物质的量的总和的1.1～1.5倍。
作为本发明的进一步改进，在步骤二中，反应温度为40~60℃，反应时间为25～40min，温度过高会置换出钴，影响铜、镉、镍的置换效果。
作为本发明的进一步改进，在步骤三中，加入锌粉的物质的量为钴和剩余镍的物质的量的总和的1～1.2倍。
作为本发明的进一步改进，在步骤三中，反应温度为85~90℃，反应时间为50～70min，温度过高会使得大量的镉反溶。
作为本发明的进一步改进，在步骤四中，加入锌粉的物质的量为剩余反溶镉的物质的量的1～1.2倍。
作为本发明的进一步改进，在步骤四中，反应温度为55～65℃，反应时间为10～25min，温度过高不利于除镉。
作为本发明的进一步改进，在步骤二、步骤三和步骤四中，搅拌速度为200~500r/min。
优选地，在步骤二中，加入锌粉的物质的量为铜、镉及镍的物质的量的总和的1.2倍，在步骤三中，加入锌粉的物质的量等于钴和剩余镍的物质的量的总和，在步骤四中，加入锌粉的物质的量等于剩余反溶镉的物质的量。
本发明在现有方法的基础上增设磁场，具有以下有益效果：
1.在磁场作用下，可大大提高体系的活化能，增加化学反应的产量，提高锌粉的使用效率，减少锌粉的使用量，降低生产成本；
2.产出的镍钴渣镍钴含量高；
3.磁场可以改变水分子结构和增大沉淀的晶体大小，改善过滤性能；
4.在净化之前先将锌浸出液进行磁化活化，可减少被铜包裹的锌粉量。
具体实施方式
下面的实施例可以进一步说明本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1：
锌浸出液中cu2+、cd2+、co2+、ni2+的浓度分别为600mg/l、600mg/l、25mg/l和12mg/l。
步骤一、在反应器周围施加磁场，磁场的方向向下，将锌浸出液倒入反应器中，设置磁感应强度为1t，在常温的条件下进行磁化活化30min；
步骤二、进行一段净化除铜、镉及大部分镍的过程，在锌浸出液中加入锌粉，加入锌粉的物质的量为铜、镉及镍的物质的量的总和的1.1倍，设置磁感应强度为0.5t，反应温度为40℃，搅拌速度为200r/min，反应25min后进行压滤；
步骤三、进行二段净化除钴、镍的过程，在一段滤液中加入锌粉，加入锌粉的物质的量等于钴和剩余镍的物质的量的总和，设置磁感应强度为0.8t，反应温度为85℃，搅拌速度为200r/min，反应50min后进行压滤；
步骤四、进行三段净化除反溶镉的过程，在二段滤液中加入锌粉，加入锌粉的物质的量等于剩余反溶镉的物质的量，设置磁感应强度为1t，反应温度为55℃，搅拌速度为200r/min，反应10min后进行压滤。
在本实施例中，一段压滤后滤液中cd2+的浓度为28mg/l；二段压滤后滤液中cd2+的浓度为1.5mg/l，co2+的浓度为0.56mg/l，ni2+的浓度<0.1mg/l；三段压滤后滤液中cd2+的浓度为0.42mg/l，co2+的浓度为0.26mg/l。
实施例2：
锌浸出液中cu2+、cd2+、co2+、ni2+的浓度分别为800mg/l、750mg/l、30mg/l和14mg/l。
步骤一、在反应器周围施加磁场，磁场的方向向下，将锌浸出液倒入反应器中，设置磁感应强度为3t，在常温的条件下进行磁化活化40min；
步骤二、进行一段净化除铜、镉及大部分镍的过程，在锌浸出液中加入锌粉，加入锌粉的物质的量为铜、镉及镍的物质的量的总和的1.2倍，设置磁感应强度为0.8t，反应温度为40℃，搅拌速度为200r/min，反应30min后进行压滤；
步骤三、进行二段净化除钴、镍的过程，在一段滤液中加入锌粉，加入锌粉的物质的量等于钴和剩余镍的物质的量的总和，设置磁感应强度为1t，反应温度为85℃，搅拌速度为200r/min，反应60min后进行压滤；
步骤四、进行三段净化除反溶镉的过程，在二段滤液中加入锌粉，加入锌粉的物质的量等于剩余反溶镉的物质的量，设置磁感应强度为1.5t，反应温度为60℃，搅拌速度为200r/min，反应15min后进行压滤。
在本实施例中，一段压滤后滤液中cd2+的浓度为26.1mg/l；二段压滤后滤液中cd2+的浓度为2.2mg/l，co2+的浓度为0.63mg/l，ni2+的浓度<0.1mg/l；三段压滤后滤液中cd2+的浓度为0.56mg/l，co2+的浓度为0.19mg/l。
实施例3：
锌浸出液中cu2+、cd2+、co2+、ni2+的浓度分别为1000mg/l、800mg/l、35mg/l和16mg/l。
步骤一、在反应器周围施加磁场，磁场的方向向下，将锌浸出液倒入反应器中，设置磁感应强度为1t，在常温的条件下进行磁化活化60min；
步骤二、进行一段净化除铜、镉及大部分镍的过程，在锌浸出液中加入锌粉，加入锌粉的物质的量为铜、镉及镍的物质的量的总和的1.5倍，设置磁感应强度为0.8t，反应温度为60℃，搅拌速度为500r/min，反应40min后进行压滤；
步骤三、进行二段净化除钴、镍的过程，在一段滤液中加入锌粉，加入锌粉的物质的量为钴和剩余镍的物质的量的总和的1.2倍，设置磁感应强度为0.8t，反应温度为90℃，搅拌速度为500r/min，反应70min后进行压滤；
步骤四、进行三段净化除反溶镉的过程，在二段滤液中加入锌粉，加入锌粉的物质的量为剩余反溶镉的物质的量的1.2倍，设置磁感应强度为1t，反应温度为65℃，搅拌速度为500r/min，反应25min后进行压滤。
在本实施例中，一段压滤后滤液中cd2+的浓度为34.5mg/l；二段压滤后滤液中cd2+的浓度为1.66mg/l，co2+的浓度为0.64mg/l，ni2+的浓度<0.1mg/l；三段压滤后滤液中cd2+的浓度为0.52mg/l，co2+的浓度为0.37mg/l。