本发明属于湿法炼锌除杂技术领域，具体地说，涉及一种锌液鼓风冷却工艺。
背景技术：
在湿法炼锌工艺中，中浸、净化、沉矾、高浸等环节都须进行液固分离，通过常用压滤方式进行。在进行液固分离(压滤)过程中，压滤质量(滤液浑浊度)和压滤速度对后段的影响是相当大的。压滤不畅会造成人力、物力的大量消耗，环节生产成本居高不下，流程受阻。在湿法冶金系统中，造成压滤不畅通常是由于硫酸钙(CaSO4)、硫酸镁(MgSO4)的不断循环积累，直至达饱和状态。
钙镁盐类进入到湿法炼锌溶液系统中，不能从净化除铜、镉、钴等的一般净化方法中除去。钙镁盐会在整个湿法系统的溶液中不断循环积累，直至达饱和状态。大量存在的钙镁盐类会给湿法炼锌带来以下一些不良影响：
(1)钙镁盐类进入湿法炼锌溶液系统，相应地增大了溶液的体积密度，使溶液的粘度增大，使浸出矿浆的液固分离和过滤困难。CaSO4和MgSO4在过滤布上结晶析出时，还会堵塞滤布毛细孔，使过滤无法进行。(2)含钙镁盐饱和的溶液，在溶液循环系统中，当局部温度下降时，Ca2+，Mg2+分别以CaSO4和MgSO4结晶析出，在容易散热的设备外壳和输送溶液的金属管道中沉积，并且这种结晶会不断成长为坚硬的整体，造成设备损坏和管路堵塞，严重时会引起停产，给湿法冶炼过程带来很大危害。(3)锌电积液中，钙镁盐类高时，会增加电积液的电阻，降低锌电积的电流效率。
基于以上的危害，清除过量溶解的钙镁是每一个湿法炼锌厂遇到的共同问题。
技术实现要素：
针对现有技术中上述的不足，本发明的目的在于提供了一种锌液鼓风冷却工艺；该工艺设计科学合理，操作容易，采用该工艺所得的钙镁盐的去除率高，使浸出矿浆的液固分离和过滤趋向流畅；并且能够降低电解电耗。
为了达到上述目的，本发明采用的解决方案是：
一种锌液鼓风冷却工艺，包括以下步骤：采用鼓风式空气将锌液在冷却塔内降至40-50℃；接着自然冷却至小于25℃，得到钙镁盐结晶。
本发明提供的一种锌液鼓风冷却工艺的有益效果是：
(1)解决了长期以来，湿法冶金系统中，过量溶解的钙镁盐的去除问题。
(2)钙镁盐从锌液中分离，能够使溶液的粘度变小，从而使浸出矿浆的液固分离和过滤趋向流畅。
(3)钙镁盐从锌液中分离，使电解系统槽电压从3.3-3.4V下降至3.2-3.3V，电解电耗下降50-100度/t。
(4)减少了制液环节各流程管道的结垢、阻塞情况。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例提供的一种锌液鼓风冷却工艺进行具体说明。
一种锌液鼓风冷却工艺，包括以下步骤：采用鼓风式空气将锌液在冷却塔内降至40-50℃；接着自然冷却至小于25℃，得到钙镁盐结晶。
需要说明的是，在本实施例中，锌液包括经净化除杂质后pH值为4.5-5.1的新液，以及该新液与包括浓度为150-200g/L的H2SO4的废电积液混合所得的电解液。在本实施例中，杂质进一步地包括：铜、镉、钴。
其中，新液除钙镁具体地包括：采用鼓风式空气，在冷却塔内将70℃以上的新液降至40-50℃；接着将降温后的新液放置在大型的新液贮槽内，自然缓慢冷却至25℃以下；此时，钙镁盐生成结晶，并在贮槽内壁和槽底形成整体块状钙镁盐结晶；定期清除钙镁盐结晶，以达到除去钙镁盐的目的。
电解液除钙镁具体地包括：将新液加入废电积液中形成电解液，在冷却塔内将70℃以上的电解液降至40-50℃；接着将降温后的电解液自然缓慢冷却至25℃以下；钙镁盐结晶在冷却塔内的塔板上或在冷却塔塔底集液池中析出。
发明人发现采用上述方法除钙镁盐的原理为：基于Ca2+，Mg2+在不同温度下的溶解度差别，当钙、镁含量接近饱和时，从正常作业温度下采用强制降温，Ca2+，Mg2+就会以CaSO4，MgSO4结晶析出，从而降低溶液中的Ca2+，Mg2+含量。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供了一种锌液鼓风冷却工艺包括以下步骤：
采用鼓风式空气，在冷却塔内将70℃以上的pH值为4.5的新液降至45℃；接着将降温后的新液放置在大型的新液贮槽内，自然缓慢冷却至24℃；此时，在贮槽内壁和槽底得到钙镁盐结晶。
实施例2
本实施例提供了一种锌液鼓风冷却工艺包括以下步骤：
采用鼓风式空气，在冷却塔内将70℃以上的pH值为5.1的新液降至45℃；接着将降温后的新液放置在大型的新液贮槽内，自然缓慢冷却至24℃；此时，在贮槽内壁和槽底得到钙镁盐结晶。
实施例3
本实施例提供了一种锌液鼓风冷却工艺包括以下步骤：
采用鼓风式空气，在冷却塔内将70℃以上的pH值为4.8的新液降至45℃；接着将降温后的新液放置在大型的新液贮槽内，自然缓慢冷却24℃；此时，在贮槽内壁和槽底得到钙镁盐结晶。
实施例4
本实施例提供了一种锌液鼓风冷却工艺包括以下步骤：
采用鼓风式空气，在冷却塔内将70℃以上的pH值为4.8的新液降至40℃；接着将降温后的新液放置在大型的新液贮槽内，自然缓慢冷却至24℃；此时，在贮槽内壁和槽底得到钙镁盐结晶。
实施例5
本实施例提供了一种锌液鼓风冷却工艺包括以下步骤：
采用鼓风式空气，在冷却塔内将70℃以上的pH值为4.8的新液降至50℃；接着将降温后的新液放置在大型的新液贮槽内，自然缓慢冷却至24℃；此时，在贮槽内壁和槽底得到钙镁盐结晶。
实施例6
本实施例提供了一种锌液鼓风冷却工艺，包括以下步骤：
将pH值为4.5的新液加入到浓度为180g/L的H2SO4的废电积液中形成电解液，在冷却塔内将70℃以上的电解液降至45℃；接着将降温后的电解液自然缓慢冷却至24℃；此时，在在冷却塔内的塔板上或在冷却塔塔底集液池中得到钙镁盐结晶。
实施例7
本实施例提供了一种锌液鼓风冷却工艺，包括以下步骤：
将pH值为5.1的新液加入到浓度为180g/L的H2SO4的废电积液中形成电解液，在冷却塔内将70℃以上的电解液降至45℃；接着将降温后的电解液自然缓慢冷却至24℃；此时，在在冷却塔内的塔板上或在冷却塔塔底集液池中得到钙镁盐结晶。
实施例8
本实施例提供了一种锌液鼓风冷却工艺，包括以下步骤：
将pH值为4.8的新液加入到浓度为180g/L的H2SO4的废电积液中形成电解液，在冷却塔内将70℃以上的电解液降至45℃；接着将降温后的电解液自然缓慢冷却至24℃；此时，在在冷却塔内的塔板上或在冷却塔塔底集液池中得到钙镁盐结晶。
实施例9
本实施例提供了一种锌液鼓风冷却工艺，包括以下步骤：
将pH值为4.8的新液加入到浓度为150g/L的H2SO4的废电积液中形成电解液，在冷却塔内将70℃以上的电解液降至45℃；接着将降温后的电解液自然缓慢冷却至24℃；此时，在在冷却塔内的塔板上或在冷却塔塔底集液池中得到钙镁盐结晶。
实施例10
本实施例提供了一种锌液鼓风冷却工艺，包括以下步骤：
将pH值为4.8的新液加入到浓度为200g/L的H2SO4的废电积液中形成电解液，在冷却塔内将70℃以上的电解液降至45℃；接着将降温后的电解液自然缓慢冷却至24℃；此时，在在冷却塔内的塔板上或在冷却塔塔底集液池中得到钙镁盐结晶。
实施例11
本实施例提供了一种锌液鼓风冷却工艺，包括以下步骤：
将pH值为4.8的新液加入到浓度为180g/L的H2SO4的废电积液中形成电解液，在冷却塔内将70℃以上的电解液降至40℃；接着将降温后的电解液自然缓慢冷却至24℃；此时，在在冷却塔内的塔板上或在冷却塔塔底集液池中得到钙镁盐结晶。
实施例12
本实施例提供了一种锌液鼓风冷却工艺，包括以下步骤：
将pH值为4.8的新液加入到浓度为180g/L的H2SO4的废电积液中形成电解液，在冷却塔内将70℃以上的电解液降至50℃；接着将降温后的电解液自然缓慢冷却至24℃；此时，在在冷却塔内的塔板上或在冷却塔塔底集液池中得到钙镁盐结晶。
对比例1
本对比例提供了一种锌液鼓风冷却工艺包括以下步骤：
采用鼓风式空气，在冷却塔内将70℃以上的pH值为4.4的新液降至45℃；接着将降温后的新液放置在大型的新液贮槽内，自然缓慢冷却至24℃；此时，在贮槽内壁和槽底得到钙镁盐结晶。
对比例2
本对比例提供了一种锌液鼓风冷却工艺包括以下步骤：
采用鼓风式空气，在冷却塔内将70℃以上的pH值为5.2的新液降至45℃；接着将降温后的新液放置在大型的新液贮槽内，自然缓慢冷却至24℃；此时，在贮槽内壁和槽底得到钙镁盐结晶。
对比例3
本对比例提供了一种锌液鼓风冷却工艺包括以下步骤：
采用鼓风式空气，在冷却塔内将70℃以上的pH值为4.8的新液降至35℃；接着将降温后的新液放置在大型的新液贮槽内，自然缓慢冷却至24℃；此时，在贮槽内壁和槽底得到钙镁盐结晶。
对比例4
本对比例提供了一种锌液鼓风冷却工艺包括以下步骤：
采用鼓风式空气，在冷却塔内将70℃以上的pH值为4.8的新液降至55℃；接着将降温后的新液放置在大型的新液贮槽内，自然缓慢冷却至24℃；此时，在贮槽内壁和槽底得到钙镁盐结晶。
对比例5
本对比例提供了一种锌液鼓风冷却工艺包括以下步骤：
采用鼓风式空气，在冷却塔内将70℃以上的pH值为4.8的新液降至45℃；接着将降温后的新液放置在大型的新液贮槽内，自然缓慢冷却至25℃；此时，在贮槽内壁和槽底得到钙镁盐结晶。
对比例6
本对比例提供了一种锌液鼓风冷却工艺，包括以下步骤：
将pH值为4.4的新液加入到浓度为180g/L的H2SO4的废电积液中形成电解液，在冷却塔内将70℃以上的电解液降至45℃；接着将降温后的电解液自然缓慢冷却至24℃；此时，在在冷却塔内的塔板上或在冷却塔塔底集液池中得到钙镁盐结晶。
对比例7
本对比例提供了一种锌液鼓风冷却工艺，包括以下步骤：
将pH值为5.2的新液加入到浓度为180g/L的H2SO4的废电积液中形成电解液，在冷却塔内将70℃以上的电解液降至45℃；接着将降温后的电解液自然缓慢冷却至24℃；此时，在在冷却塔内的塔板上或在冷却塔塔底集液池中得到钙镁盐结晶。
对比例8
本对比例提供了一种锌液鼓风冷却工艺，包括以下步骤：
将pH值为4.8的新液加入到浓度为145g/L的H2SO4的废电积液中形成电解液，在冷却塔内将70℃以上的电解液降至45℃；接着将降温后的电解液自然缓慢冷却至24℃；此时，在在冷却塔内的塔板上或在冷却塔塔底集液池中得到钙镁盐结晶。
对比例9
本对比例提供了一种锌液鼓风冷却工艺，包括以下步骤：
将pH值为4.8的新液加入到浓度为205g/L的H2SO4的废电积液中形成电解液，在冷却塔内将70℃以上的电解液降至45℃；接着将降温后的电解液自然缓慢冷却至24℃；此时，在在冷却塔内的塔板上或在冷却塔塔底集液池中得到钙镁盐结晶。
对比例10
本对比例提供了一种锌液鼓风冷却工艺，包括以下步骤：
将pH值为4.8的新液加入到浓度为180g/L的H2SO4的废电积液中形成电解液，在冷却塔内将70℃以上的电解液降至35℃；接着将降温后的电解液自然缓慢冷却至24℃；此时，在在冷却塔内的塔板上或在冷却塔塔底集液池中得到钙镁盐结晶。
对比例11
本对比例提供了一种锌液鼓风冷却工艺，包括以下步骤：
将pH值为4.8的新液加入到浓度为180g/L的H2SO4的废电积液中形成电解液，在冷却塔内将70℃以上的电解液降至55℃；接着将降温后的电解液自然缓慢冷却至24℃；此时，在在冷却塔内的塔板上或在冷却塔塔底集液池中得到钙镁盐结晶。
对比例12
本对比例提供了一种锌液鼓风冷却工艺，包括以下步骤：
将pH值为4.8的新液加入到浓度为180g/L的H2SO4的废电积液中形成电解液，在冷却塔内将70℃以上的电解液降至45℃；接着将降温后的电解液自然缓慢冷却至25℃；此时，在在冷却塔内的塔板上或在冷却塔塔底集液池中得到钙镁盐结晶。
实验例1
实验方法：将实施例1-5以及对比例1-5设置为实验组1-10，分别检测实验组1-10中，处理前新液中的Ca2+和Mg2+的浓度，以及处理后新液中的Ca2+和Mg2+的浓度，分别计算Ca2+和Mg2+的去除率，结果见表1所示：将实施例6-12以及对比例6-12设置为实验组11-24，分别检测实验组11-24中，处理前电解液中的Ca2+和Mg2+的浓度，以及处理后电解液中的Ca2+和Mg2+的浓度，分别计算Ca2+和Mg2+的去除率，结果见表2所示；
表1实验组1-10的Ca2+和Mg2+的去除率
表2实验组11-24的Ca2+和Mg2+的去除率
由表1数据可知，在新液除钙镁中，Ca2+的去除率达到31.81-38.63％；Mg2+的去除率19.14-23.48％。
由表2数据可知，在电解液除钙镁中，Ca2+的去除率达到30.8-34.85％；Mg2+的去除率18.9-26.39％。
相比于对比例1-2，采用实施例1-3提供的锌液鼓风冷却工艺得到的钙镁去除率更高；相比于对比例6-7，采用实施例6-8提供的锌液鼓风冷却工艺得到的钙镁去除率更高；对比例1-2和对比例6-7提供的新液的pH值不在本发明实施例提供的范围内，该结果表明，采用本发明实施例提供的新液的pH值，得到的钙镁去除率更高。相比于对比例3-4，采用实施例3-5提供的锌液鼓风冷却工艺得到的钙镁去除率更高；相比于对比例10-11，采用实施例8，11-12提供的锌液鼓风冷却工艺得到的钙镁去除率更高；对比例3-4和对比例10-11提供的冷却塔内第一次降温的温度不在本发明实施例提供的范围内，该结果表明，采用本发明实施例提供的冷却塔内第一次降温的温度，得到的钙镁去除率更高。相比于对比例5，采用实施例3提供的锌液鼓风冷却工艺得到的钙镁去除率更高；相比于对比例12，采用实施例8提供的锌液鼓风冷却工艺得到的钙镁去除率更高；对比例5和对比例12提供的自然冷却温度不在本发明实施例提供的范围内，该结果表明，采用本发明实施例提供的自然冷却温度，得到的钙镁去除率更高。相比于对比例8-9，采用实施例8-10，提供的锌液鼓风冷却工艺得到的钙镁去除率更高；对比例8-9提供的H2SO4的浓度不在本发明实施例提供的范围内，该结果表明，采用本发明实施例提供的H2SO4的浓度，得到的钙镁去除率更高。
综上所述，采用本发明提供的锌液鼓风冷却工艺；该工艺设计科学合理，操作容易，采用该工艺所得的钙镁盐的去除率高，使浸出矿浆的液固分离和过滤趋向流畅；并且能够降低电解电耗。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。