专利名称：一种利用铟萃余液和氧化锌生产七水硫酸锌的方法
技术领域：
本发明涉及七水硫酸锌的生产方法，特别涉及一种利用铅锌冶炼过程中所产生的铟萃余液和氧化锌生产七水硫酸锌的方法。
背景技术：
在铅锌冶炼过程中需同时综合回收铟、金、银等有价金属，通常回收铟冶炼方法是采取传统的铟富集渣浸出—萃取—电解工艺。在回收铟冶炼过程中所产生的铟萃余液中含有部分锌(30～60g/l)，硫酸(40～80g/l)，有机物P204(30～70g/l)，砷(1～3g/l)，铁，锰，铜等物质。为了回收其中的锌和硫酸，以往均是将铟萃余液返回铅、锌冶炼系统在配矿时使用，但是如铟冶炼系统的生产规模较大时，所产生的铟萃余液的产量每天达到了80～100m3以上，如全部返回铅锌系统，会造成电解液中有机物含量上升，影响锌电解系统生产的正常进行，有时甚至造成“烧板”现象。因此，必须通过其它途径回收铟萃余液。与此同时，生产七水硫酸锌要使用氧化锌和硫酸为原料，如能将铟萃余液中的锌和硫酸应用于七水硫酸锌的生产中，可实现铟萃余液的综合利用，但如何避免铟萃余液中的有机物，P204(30～70g/l)，砷(1～3g/l)，铁，锰，铜等杂质产生副作用，是必须解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种将铟萃余液应用于七水硫酸锌生产的方法，该方法能有效利用萃取法回收铟过程中所产生的铟萃余液中的锌和硫酸，并避免有机物P204(30～70g/l)，砷(1～3g/l)，铁，锰，铜等杂质所产生的副作用，降低七水硫酸锌的生产成本，具有操作简单、适应于工业化生产要求的优点。
本发明的技术方案是一种利用铟萃余液和氧化锌生产七水硫酸锌的方法，用萃取法回收铟过程中所产生的铟萃余液、硫酸和氧化锌作原料，所述的铟萃余液中含有锌、硫酸、有机物P204、砷、铁、锰、铜等物质，生产步骤包含浸出液配制、氧化锌浸出、浓缩、结晶、分离、干燥等步骤，1、所述的氧化锌浸出液用铟萃余液和硫酸作原料按常规方法配制，根据铟萃余液中所含锌、硫酸的量，添加硫酸，得到锌硫酸＝1∶1～1∶1.5的摩尔比的浸出液；2、所述的氧化锌浸出步骤是将浸出液升温，待溶液温度升至70℃以后，继续升温并缓慢加入氧化锌进行浸出，同时搅拌，当溶液PH值达到4.5以上后，测定溶液波美度达到含锌大于100g/l时停止搅拌，静置1小时后将物料过滤分离，得氧化锌浸出滤渣和氧化锌浸出滤液；3、所述的氧化锌浸出滤液还进行氧化除铁锰处理，即向氧化锌浸出滤液中加入高锰酸钾溶液进行氧化反应，控制反应终点的PH值为5.0，将物料进行压滤分离，得氧化后滤渣和氧化后滤液；4、所述的氧化后滤液还进行锌粉净化处理，即将所得氧化后滤液迅速压入锌粉置换罐中，保持滤液温度在50℃～55℃，缓慢持续加入锌粉，反应20～30分钟后检验镉的浓度小于0.005g/l时，停止加入锌粉，将所得物料压滤，得锌粉净化后滤渣和锌粉净化后滤液。
作为对本发明的进一步改进，所述的氧化锌为铅烟化炉氧化锌。
作为对本发明的进一步改进，所述的浸出液配制用硫酸的浓度为93％～98％。
作为对本发明的进一步改进，所述的高锰酸钾配制成溶液。
作为对本发明的进一步改进，所述的高锰酸钾是固体颗粒状。
作为对本发明的进一步改进，所述的锌粉净化后滤渣作为回收铜、镉的原料送至镉工段回收镉、铜。
作为对本发明的进一步改进，所述的浓缩步骤中当滤液浓缩至比重为1.58～1.60g/cm3时放入结晶槽内。
作为对本发明的进一步改进，所述的结晶步骤中当溶液温度冷却至35～40℃时进行离心分离。
作为对本发明的进一步改进，所述的分离步骤中当分离后的母液中镉、锰含量分别小于0.005g/l、0.05g/l时，将母液送入浓缩罐浓缩结晶，若镉含量大于0.005g/l、锰大于0.05g/l时，则将母液再返回锌粉净化步骤处理。
本发明所利用的化学原理为用铟萃余液配制浸出液，并在高于常温的温度80℃以上进行氧化锌浸出，在高温和强力搅拌条件下，再加上适量铁、铜的存在对砷的氧化起催化作用，因此浸出液中的砷绝大部分被氧化，铟萃余液中带入的有机物部分被氧化，溶液中的二价铁、三价砷被氧化成三价铁、五价砷；控制溶液终点PH在4.5～5.0，可使溶液中的三价铁水解沉淀成Fe(OH)3并吸附亚砷酸盐共沉淀，或与砷酸根形成砷酸铁沉淀，从而使铟萃余液中的部分铁、大部分砷进入渣中；将浸出物料静置1小时以上，可使浸出渣在沉降时吸附残余有机物，同时使溶液澄清，加快压滤速度，静置、压滤过程中大部分有机物被吸附夹带下来，锌的浸出率达90％以上，浸出液中的大部分有机物、砷和部分铁等被除掉。本发明利用高锰酸钾的强氧化性对滤液作进一步处理，使铁、锰、残余的砷和有机物进一步被氧化，并控制反应终点的PH为5.0，使铁、锰、砷都形成沉淀入渣中。因氧化后液中含的主要杂质为镉、铜、铅，需用锌粉进一步置换净化，其中镉的去除难度最大，只要镉的处理达标，铜、铅一定达标，因此净化时锌粉慢慢加入，反应一段时间后将检验镉是否合格作为反应终点，可节约时间和原料，经过以上步骤的处理，铟萃余液中的杂质被除去，消除了上述杂质对产品质量的影响。
本发明的有益效果在于1、锌的浸出率在90％以上；2、解决了用铟萃余液部分替代浸出用硫酸生产七水硫酸锌所存在的杂质影响问题，使铟萃余液中的硫酸和锌得到了利用，节约生产七水硫酸锌所用的硫酸和氧化锌，降低七水硫酸锌生产成本105元/t，经济效益显著。
3、避免传统的铟萃余液返回锌电解系统回收利用方法对锌电解系统的生产造成危害。
图1为本发明的工艺流程方框。
具体实施例方式
实施例1用本发明生产七水硫酸锌，铟萃余液中含有锌43.93g/l、硫酸52.22g/l、有机物P2040.07g/l、砷2.43g/l、铁1.64g/l、锰1.75g/l、铜0.51g/l、镉0.72g/l等。生产步骤依次为1、浸出液配制根据铟萃余液所含的锌、硫酸量计算好需加入的铟萃余液量、浓度为93％的工业硫酸量和铅烟化炉氧化锌的量，按计算结果用铟萃余液和硫酸配制好浸出液，得到锌∶硫酸＝1∶1.2的摩尔比的浸出液；2、氧化锌浸出步骤将浸出液升温，待溶液温度升至70℃以后，继续升温并缓慢加入铅烟化炉氧化锌进行浸出，同时搅拌，当溶液PH值达到4.5以上后，用波美计测定测定溶液波美度达到含锌≥100g/l时停止搅拌，静置1小时后将物料过滤分离，得氧化锌浸出滤渣和氧化锌浸出滤液；氧化锌浸出滤渣返铅系统回收铅；3、氧化除铁锰处理即向氧化锌浸出滤液中加入浓度为50％的高锰酸钾溶液进行氧化反应，控制反应终点的PH值为5.0，将物料进行压滤分离，得氧化后滤渣和氧化后滤液；4、锌粉净化处理即将所得氧化后滤液迅速压入锌粉置换罐中，保持滤液温度在50℃～55℃左右，缓慢持续加入锌粉，反应20分钟后检验镉的浓度＜0.005g/l时，停止加入锌粉，将所得物料压滤，得锌粉净化后滤渣和锌粉净化后滤液。锌粉净化后滤渣作为回收铜、镉的原料送镉工段回收铜、镉。
5、浓缩步骤按常规方法将净化后滤液压入15m3浓缩罐内，用高压蒸汽加热浓缩，当滤液浓缩至比重为1.58g/cm3时放入结晶槽内。
6、结晶步骤按常规方法在结晶槽内进行结晶，当溶液温度冷却至35℃时进行离心分离。
7、分离、干燥、包装步骤用离心机将七水硫酸锌晶体与母液分离，当分离后的母液中镉小于0.005g/l、锰含量小于0.05g/l时，将母液送入浓缩罐浓缩后结晶，若母液中镉大于0.005g/l、锰大于0.05g/l，则将母液再返回锌粉净化步骤处理。分离出的七水硫酸锌产品，经绞笼机转运到干燥筒内，经风机鼓风，干燥后即可包装出售。
实施例2用本发明按实施例1的方法生产七水硫酸锌，不同之处在于铟萃余液中含有锌30.93g/l、硫酸80.00g/l、有机物P2040.07g/l、砷2.53g/l、铁1.84g/l、锰1.54g/l、铜0.76g/l、镉0.88g/l等，浸出液配制步骤中锌∶硫酸的摩尔比＝1∶1.5，硫酸浓度为98％；净化步骤中高锰酸钾为工业纯，以固体颗粒状直接使用；浓缩步骤中当滤液浓缩至比重为1.60g/cm3时放入结晶槽内；结晶步骤中当溶液温度冷却至40℃时进行离心分离。
实施例3用本发明按实施例1的方法生产七水硫酸锌，不同之处在于铟萃余液中含有锌60.93g/l、硫酸50.22g/l、有机物P2040.05g/l、砷2.43g/l、铁1.88g/l、锰2.09g/l、铜0.65g/l、镉0.53g/l等。
浸出液配制步骤中锌∶硫酸的摩尔比＝1∶1，硫酸浓度为95％；净化步骤中高锰酸钾为工业纯，以固体颗粒状直接使用；浓缩步骤中当滤液浓缩至比重为1.60g/cm3时放入结晶槽内；结晶步骤中当溶液温度冷却至35℃时进行离心分离。
本发明包含但不限于上述实施方式，只要采用了将浸出液升温浸出、高锰酸钾氧化除铁锰、锌粉置换净化处理等方法，即在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种利用铟萃余液和氧化锌生产七水硫酸锌的方法，用萃取法回收铟过程中所产生的铟萃余液、硫酸和氧化锌作原料，所述的铟萃余液中含有锌、硫酸、有机物P204、砷、铁、锰、铜等物质，生产步骤包含浸出液配制、氧化锌浸出、浓缩、结晶、分离、干燥等步骤，其特征在于1.1、所述的氧化锌浸出液用铟萃余液和硫酸作原料按常规方法配制，根据铟萃余液中所含锌、硫酸的量，添加硫酸，得到锌∶硫酸＝1∶1～1∶1.5的摩尔比的浸出液；1.2、所述的氧化锌浸出步骤是将浸出液升温，待溶液温度升至70℃以后，继续升温并缓慢加入氧化锌进行浸出，同时搅拌，当溶液PH值达到4.5以上后，测定溶液波美度达到含锌大于100g/l时停止搅拌，静置1小时后将物料过滤分离，得氧化锌浸出滤渣和氧化锌浸出滤液；1.3、所述的氧化锌浸出滤液还进行氧化除铁锰处理，即向氧化锌浸出滤液中加入高锰酸钾溶液进行氧化反应，控制反应终点的PH值为5.0，将物料进行压滤分离，得氧化后滤渣和氧化后滤液；1.4、所述的氧化后滤液还进行锌粉净化处理，即将所得氧化后滤液迅速压入锌粉置换罐中，保持滤液温度在50℃～55℃，缓慢持续加入锌粉，反应20～30分钟后检验镉的浓度小于0.005g/l时，停止加入锌粉，将所得物料压滤，得锌粉净化后滤渣和锌粉净化后滤液。
2.根据权利要求1所述的利用铟萃余液和氧化锌生产七水硫酸锌的的方法，其特征在于所述的氧化锌为铅烟化炉氧化锌。
3.根据权利要求1所述的利用铟萃余液和氧化锌生产七水硫酸锌的的方法，其特征在于所述的浸出液配制用硫酸的浓度为93％～98％。
4.根据权利要求1所述的利用铟萃余液和氧化锌生产七水硫酸锌的方法，其特征在于所述的高锰酸钾配制成溶液。
5.根据权利要求1所述的利用铟萃余液和氧化锌生产七水硫酸锌的方法，其特征在于所述的高锰酸钾是固体颗粒状。
6.根据权利要求1所述的利用铟萃余液和氧化锌生产七水硫酸锌的方法，其特征在于所述的锌粉净化后滤渣作为回收铜、镉的原料送至镉工段回收镉、铜。
7.根据权利要求1所述的利用铟萃余液和氧化锌生产七水硫酸锌的方法，其特征在于所述的浓缩步骤中当滤液浓缩至比重为1.58～1.60g/cm3时放入结晶槽内。
8.根据权利要求1所述的利用铟萃余液和氧化锌生产七水硫酸锌的方法，其特征在于所述的结晶步骤中当溶液温度冷却至35～40℃时进行离心分离。
9.根据权利要求1所述的利用铟萃余液和氧化锌生产七水硫酸锌的方法，其特征在于所述的分离步骤中当分离后的母液中镉、锰含量分别小于0.005g/l、0.05g/l时，将母液送入浓缩罐浓缩结晶，若镉的含量大于0.005g/l、锰大于0.05g/l时，则将母液再返回锌粉净化步骤处理。
全文摘要
本发明涉及一种利用铅锌冶炼过程中所产生的铟萃余液和氧化锌生产七水硫酸锌的方法。其生产步骤包含浸出液配制、氧化锌浸出、高锰酸钾氧化除铁锰、锌粉置换净化处理、浓缩、结晶、分离、干燥等步骤，用铟萃余液和硫酸作原料配制锌∶硫酸＝1∶1～1.5摩尔比的浸出液；将浸出液升温、搅拌浸出，静置1小时后将物料过滤分离，所得浸出滤液进行高锰酸钾氧化除铁锰处理，所得氧化后滤液再进行锌粉净化处理。本发明解决了用铟萃余液部分替代浸出用硫酸生产七水硫酸锌所存在的杂质影响问题，使铟萃余液中的硫酸和锌得到了利用，可大大降低七水硫酸锌生产成本，经济效益显著，具有操作简单、适应于工业化生产要求的优点。
文档编号C01G9/00GK1752015SQ200510032330
公开日2006年3月29日 申请日期2005年11月1日 优先权日2005年11月1日
发明者陈雪云, 李维鉴, 张辉华, 陈顺 申请人:株洲冶炼集团有限责任公司