本发明涉及电解锌工艺，特别涉及一种环保电解锌工艺。
背景技术：
行业中，电解锌工艺主要有三类，①硫酸法：原料要求太高(对氟，氯，铜钴镍镉，砷碲锗，有机物，含锌量都有要求)。阴极板一般为铝板，铝板强度低易坏，电解液中含氟时会粘板。阳极板反溶，容易导致电解液中铅高，同时还要定期清理阳极泥，既浪费时间，清理阳极泥也会使电解液遭受浸染，同时为了防止反溶，电解中还要进行阳极保护，使电耗增加，增加了工艺流程与药剂成本等。电解液中含氯，致阳极板杀头，并产生盐酸挥发污染。净华要求高，对各有害指标要求高，即使在严格的控制下，也经常产生各种烧板。生产0#锌难度高。工艺中需要洗氯，产生废水，同时又消耗大量药剂与能源，增加了工艺流程，使工艺流程烦杂。酸性环境电解，产生大量盐酸蒸汽，污染环境，过程中不能断电，槽压高，成本大，耗材复杂等。电解槽上产生大量盐酸蒸汽，排到空气中，损坏设备设施，污染环境②氨法：如对比文件cn107099665a,浸出率不高，废渣含锌高，氨易挥发，污染环境，氨法生产电解锌成本高，电效差，熔铸率低，氨回收难等问题。氨法利用氨的络合属性，使锌形成zn(nh3)42+，实现锌的转移，溶解锌原料前，需要加入足量的nh3，以保证锌能与nh3结合成zn(nh3)42+，形成溶液，而且要保证有大量的zn(nh3)42+存在，以满足电解时需要锌的量。有时另外添加使用铵盐，其主要目的是与氨形成缓冲作用，使加入大量氨的溶液不至于ph太大，因为ph值太大，碱性增大，氨容易挥发出来，会降低氨的溶解性，从而影响锌的浸出量。zn(nh3)42+⇌zn2++4nh3。加锌原料，做锌浸出时，平衡向左移动，此时需要大量的氨，与原料中的锌反应，使溶液中的含锌量增加。电解时，很多氨接收了质子变成了铵，很容易形成铵盐结晶，另外，阳极上也有很多氨因电解分解成氮气与氢气，由于阴极锌的析出与氨的消耗，促使平衡向右移动。通过以上循环实现锌的携带，同时可见，过程中会消耗大量的氨。根据锌的浸出需求，在锌浸出前或浸出时加入氨。大多数是以氨的形式存在的。全部过程，由于用氨量非常大，大量的游离氨由于溶解问题，很容易挥发出来，因此氨味很大。以下为传统氨法电解方程式：
阴极：zn(nh3)42++2e=zn+nh3↑
阳极：4oh--4e=2h2o+o2↑
2nh3=n2↑+h2↑（条件：通电）
溶液中的zn(nh3)42+得到2个电子，析出单质锌
③萃取法：仅取代了硫酸法的浸出工艺，硫酸法的其他缺点依然存在，萃取一般使用萃取剂煤油，安全性特别差，而且萃取后的后期工艺复杂。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种环保电解锌工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种环保电解锌工艺，包括如下步骤：
s1：收集电解锌产生的废液；
s2：使用步骤s1中的废液与锌灰混合，将锌浸出,浸出结束后溶液ph值大于等于5.0；
s3：分离出步骤s2的液体；
s4：对步骤s3分离出的液体除铁；
s5：分离出步骤s4的液体；
s6：将步骤s5分离出的液体注入电解槽进行电解析锌，将电解后的废液输送到步骤s1继续循环使用；
在上述步骤s1-s6中任一步骤向液体中添加氨或铵盐的任一种或其混合物，使循环液形成氨-铵缓冲溶液，氨-铵缓冲溶液全部转换成nh3计算，使氨-铵缓冲溶液的液体中的nh3质量百分含量最低不低于2%。循环液指加入氨-铵缓冲溶液后各步骤中的液体。首次生产，可采购高品质硫酸锌配制成含锌电解液或直接反应配制含锌电解液，并按传统硫酸法电解锌工艺净化处理，合格后，加入氨或铵盐中的任何一种或其混合物，进行电解。
相对于传统硫酸法，上述设计中采用氨-铵缓冲溶液，在浸出段采用更高的ph值浸出，使电解液中的有害杂质含量更低，净化也会更容易，很多有害杂质在浸出时没有进入到电解液里，从而提高了电解段电解液的质量，又由于采用了本发明的中性电解，比硫酸法对有害元素的要求低了很多，有很多有害元素在本发明中已经不会引起烧板了。另外，采用本发明的中性电解，基本避免了烧板，大幅度降低了槽压，降低了工厂生产的技术要求，同时降低了生产成本，电解时，也不会有害气体产生，更不会有盐酸蒸气。电解阳极板可以使用其他惰性电极，比如石墨阳极，这样电解液就不怕氯，也就避免了传统电解锌洗氯排污水的情况。而采用中性电解，阳极保护要求降低了很多，阳极泥的清理周期将更长，若采用石墨阳极将不需要进行阳极保护，阳极泥的清理工序也不需要了。这样既降低了工艺的复杂程度，也提高了效率，减少了阳极板的消耗。从环境角度看，传统电解锌存在对电解液中的氟氯指标的要求，降氯需要大量的水，进行水洗，产生废水，氨—铵缓冲体系，这个体系具有双重特点，溶液中氨具有络合特性，同时这个缓冲溶液对溶液中的酸起到缓冲作用，也就是说，在这个体系里面，即使加了很多酸，ph值仍然不会有很大变化。这个容了很多酸的体系，对锌灰中的锌有很强的浸出能力，浸出速度快，浸出彻底干净，对电解有害杂质的浸出能力很低。由于浸出工艺的改变，对原料的要求大幅度降低了，可大幅降低成本。更能有效利用资源，与国家的环保政策相符合。由于nh3-nh4+的缓冲作用及氨的络合属性，中性条件下，利用缓冲溶液携带的酸与锌原料中的锌反应，使锌溶解成离子状态，然后部分形成锌氨络离子。通过平衡移动，实现锌离子与酸之间的交换。络合缓冲的基本原理：zno+2h+=zn2++h2↑，zn(nh3)42++4h+⇌zn2++4nh3+4h+⇌zn2++4nh4+。投入原料锌灰时，原料中的zno与h+反应，生成zn2+，然后部分生成zn(nh3)42+，促使平衡向左移动，体系中的zn2+与zn(nh3)42+量增加，nh4+量减少。电解时，由于溶液中的锌变成金属锌析出，溶液中的锌离子减少，同时阳极消耗了oh-（4oh--4e=2h2o+o2↑），使溶液中的酸增加，促使平衡向右移动，ph值也不会太高。通过以上循环实现锌与酸的交换。根据溶液的缓冲能力，即容酸能力需要，在任何工段都可以加入氨或铵盐的任一种或其混合物。全部过程，都是在中性左右完成，没有氨味。根据缓冲能力情况，看是否需要加入氨或铵。本发明电解原理是：阴极：zn2++2e=zn，阳极：4oh--4e=2h2o+o2↑溶液中的锌离子得到2个电子，析出单质锌。
作为本设计的进一步改进，所述步骤s6中电解槽中电流密度大于等于200a/m2。
作为本设计的进一步改进，所述步骤s4中加入氧化剂或专用除铁药剂或树脂中任一种或多种实现对步骤s3分离出的液体除铁,所述氧化剂包括双氧水、高锰酸钾。液体中铁在氧化剂作用形成三价氢氧化铁胶体，进而形成凝聚沉淀，同时实现对其它杂质的去除。
作为本设计的进一步改进，所述步骤s2液体中锌含量大于30g/l，生产效率更高，生产成本低。
作为本设计的进一步改进，所述步骤s2中液体ph值大于等于5.9,使电解液质量更高，杂质更少，省电，锌片质量更高。
作为本设计的进一步改进，所述步骤s4中控制液体中的铁含量在20mg/l以下，省电，锌片质量更高。
作为本设计的进一步改进，向步骤s5分离出的液体中加入锌单质或锰单质或电解锌专用净化剂中的一种或多种除去镉及其它杂质分离出液体，将分离出的液体通过步骤s6工艺电解析出锌。能够生产出更高标准的锌片。
作为本设计的进一步改进，利用步骤s6的废液对步骤s3产生的废渣进行洗渣和固液分离，分离出的液体进行步骤s2的工序处理。便于提高对废渣中锌的利用。
作为本设计的进一步改进，在步骤s5和步骤s6之间加入混合工序，混合工序将部分步骤s6的废液与步骤s5分离出的液体混合，并将混合后的液体再次经过步骤s6处理，步骤s6的废液与步骤s5分离出的液体混合液中锌含量大于等于15g/l，生产成本低，便于生产管理。
作为本设计的进一步改进，所述氨-铵缓冲溶液为氨、铵盐中一种或其两者混合物形成的溶液。在ph值变化不大的情况下，能大量的储备溶解锌灰所需要的酸。相对于传统的硫酸法，这样的废液溶解出来的锌液质量会更高,有害杂质会更少。
本发明的有益效果是：本发明①环保（没有废气、废水）；②电解液的技术指标要求降低了，更容易控制，不容易烧板；③工艺流程变短了，操作更简单；④成本在多个方面都降低了，总成本降低很多；⑤产品质量更稳定，更可控，更容易获得高品质的锌；⑥对原料的要求降低了很多，很多以前很难用或不能用的原料都可以用了，原料范围变广了。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的最短工艺流程示意图。
图2是本发明的通用工艺流程示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例来详细说明本发明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例：本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种环保电解锌工艺，包括如下步骤：
s1：收集电解锌产生的废液；
s2：使用步骤s1中的废液与锌灰混合，将锌浸出,浸出结束后溶液ph值大于等于5.0；
s3：分离出步骤s2的液体；
s4：对步骤s3分离出的液体除铁，使溶液中的铁含量在40mg/l以下；可通过加入双氧水或高锰酸钾溶液除铁或专用除铁药剂或树脂等；
s5：分离出步骤s4的液体；
s6：将步骤s5分离出的液体注入电解槽进行电解析锌，将电解后的废液输送到步骤s1继续循环使用；
在上述步骤s1-s6中任一步骤向液体中添加氨或铵盐的任一种或其混合物，使循环液形成氨-铵缓冲溶液，氨-铵缓冲溶液全部转换成nh3计算，使氨-铵缓冲溶液的液体中的nh3质量百分含量最低不低于2%。
相对于传统硫酸法，上述设计中采用氨-铵缓冲溶液，在浸出段采用更高的ph值浸出，使电解液中的有害杂质含量更低，净化也会更容易，很多有害杂质在浸出时没有进入到电解液里，从而提高了电解段电解液的质量，又由于采用了本发明的中性电解，比硫酸法对有害元素的要求低了很多，有很多有害元素在本发明中已经不会引起烧板了。另外，采用本发明的中性电解，基本避免了烧板，大幅度降低了槽压，降低了工厂生产的技术要求，同时降低了生产成本，电解时，也不会有害气体产生，更不会有盐酸蒸气。电解阳极板可以使用其他惰性电极，比如石墨阳极，这样电解液就不怕氯了，也就避免了传统电解锌洗氯排污水的情况。而采用中性电解，阳极保护要求降低了很多，阳极泥的清理周期将更长，若采用石墨阳极将不需要进行阳极保护，阳极泥的清理工序也不需要了。这样既降低了工艺的复杂程度，也提高了效率，减少了阳极板的消耗。从环境角度看，传统电解锌增加了对电解液中的氟氯指标的要求，降氯需要大量的水，进行水洗，产生废水，氨—铵缓冲体系，这个体系具有双重特点，溶液中氨具有络合特性，同时这个缓冲溶液对溶液中的酸起到缓冲作用，也就是说，在这个体系里面，即使加了很多酸，ph值仍然不会有很大变化。这个容了很多酸的体系，对锌灰中的锌有很强的浸出能力，浸出速度快，浸出彻底干净，对电解有害杂质的浸出能力很低。由于浸出工艺的改变，对原料的要求大幅度降低了，可大幅降低成本。更能有效利用资源，与国家的环保政策相符合。由于nh3-nh4+的缓冲作用及氨的络合属性，中性条件下，利用缓冲溶液携带的酸与锌原料中的锌反应，使锌溶解成离子状态，然后部分形成锌氨络离子。通过平衡移动，实现锌离子与酸之间的交换。络合缓冲的基本原理：zno+2h+=zn2++h2↑，zn(nh3)42++4h+⇌zn2++4nh3+4h+⇌zn2++4nh4+。投入原料锌灰时，原料中的zno与h+反应，生成zn2+，然后部分生成zn(nh3)42+，促使平衡向左移动，体系中的zn2+与zn(nh3)42+量增加，nh4+量减少。电解时，由于溶液中的锌变成金属锌析出，溶液中的锌离子减少，同时阳极消耗了oh-（4oh--4e=2h2o+o2↑），使溶液中的酸增加，促使平衡向右移动，ph值也不会太高。通过以上循环实现锌与酸的交换。根据溶液的缓冲能力，即容酸能力需要，在任何工段都可以加入氨或铵盐的任一种或其混合物。全部过程，都是在中性左右完成，没有氨味。根据缓冲能力情况，看是否需要加入氨或铵。本发明电解原理是：阴极：zn2++2e=zn，阳极：4oh--4e=2h2o+o2↑溶液中的锌离子得到2个电子，析出单质锌。
作为本设计的进一步改进，所述步骤s6中电解槽中电流密度大于等于200a/m2。
作为本设计的进一步改进，所述步骤s4中加入氧化剂或专用除铁药剂或树脂中任一种或多种实现对步骤s3分离出的液体除铁,所述氧化剂包括双氧水、高锰酸钾。
作为本设计的进一步改进，所述步骤s2液体中锌含量大于等于30g/l，生产效率更高，生产成本低。
作为本设计的进一步改进，所述步骤s2中液体ph值大于等于5.9，溶液杂质更少，流程更容易控制，产出锌质量更高。
作为本设计的进一步改进，所述步骤s4中控制液体中的铁含量在20mg/l以下，省电，锌片质量更高，生产更稳定，产量更高。
作为本设计的进一步改进，向步骤s5分离出的液体中加入锌单质或锰单质或电解锌专用净化剂中的一种或多种除去镉及其它杂质，将分离出的液体通过步骤s6工艺电解析出锌，省电，锌片质量更高，生产更稳定，产量更高。
作为本设计的进一步改进，利用步骤s6的废液对步骤s3产生的固体渣进行洗渣和固液分离，分离出的液体进行步骤s2的工序处理。便于提高对滤渣中锌的利用。
作为本设计的进一步改进，在步骤s5和步骤s6之间加入混合工序，混合工序将部分步骤s6的废液与步骤s5分离出的液体混合，并将混合后的液体再次经过步骤s6处理，步骤s6的废液与步骤s5分离出的液体混合液中锌含量大于等于15g/l，生产成本低，便于生产管理。
作为本设计的进一步改进，所述氨-铵缓冲溶液为氨、铵盐中一种或其两者混合物形成的溶液。在ph值变化不大的情况下，能大量的储备溶解锌灰所需要的酸。相对于传统硫酸法，这样的废液，由于ph值高，酸性小，因此溶解出来的锌液质量会更高,有害杂质会更少。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。