专利名称：一种从含锌物料中生产锌的方法
一种从含锌物料中生产锌的方法，特别涉及一种通过湿法电解过程生产锌的方法。
目前，大多数的生产锌的厂家，特别是在处理锌情矿生产锌时，主要采用湿法炼锌工艺，过程主要包括物料焙烧脱硫、然后将所得的焙烧砂用硫酸将锌浸出，通过控制pH值的方法进行中性浸出，以脱除其中的大部分杂质，固液分离后，得中浸液和中浸渣，对中浸液进行净化除铜镉、钴后，即可电解生产金属锌。这种方法在工业上应用得很成功，在生产金属锌的同时，焙烧过程产生的含硫气体可以用于制硫酸，综合效益好。但目前该过程中的对中浸液的净化除杂时，以往多采用锌粉加黄药除钴的方法，由于黄药毒性很大，已逐渐被淘汰。目前以采用锌粉锑盐为代表的除钴净化方法成为发展方向，而对过程中产生的锌钴渣的处理还没有一种有效的方法，一方面是影响了锌金属收率，另一方面工业尾料的堆存也会对环境产生不利影响。也有文献报导采用碱浸方法处理含锌物料，但由于一些物料含碱溶物质较多，影响后续工序，如含硅高时，固液分离困难，所以在处理含锌物料，特别是含碱溶物质多的锌精矿等物料时，不宜采用。
本发明的目的就是为了解决现有技术中处理锌精矿等含锌物料生产锌过程中产生的锌钴渣不能有效处理的问题，提供一种能有效地处理锌钴渣，并通过此方法的实施有效地提高原有酸浸电解工艺过程净液效果、提高金属收率的含锌物料的生产方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种从含锌物料中生产锌的方法，包括—含锌物料的焙烧脱硫，—焙烧后料的硫酸浸出，—浸出后的中浸液的除铜镉净化，—除铜镉后液的除钴净化，—电解，其特征在于本发明的一种从含锌物料中生产锌的方法还包括
a.将浸出后的中浸液的加锌粉锑盐净化后产生的锌钴渣，进行破碎焙烧预处理，然后在氢氧化钠溶液中进行溶解，进行固液分离后，得锌酸钠溶液，工艺条件为焙烧温度为890～920℃浸出温度为85～180℃，氢氧化钠浓度为150～500g/l，液固比为2～8∶1，b.将得到的锌酸钠溶液进行电解除杂，固液分离后得上清液为电解液，工艺条件为阴极电流密度为1000～1500A/m2温度35～50℃c.调整得到的电解液成份，调整后溶液成份为含锌5～35g/l，氢氧化钠200～280g/l，d.将调整后溶液进行电解生产活性锌粉，工艺条件为阴极电流密度800～1600A/m2电解温度40～55℃，槽电压 3.0～3.5V，阴极电流效率为90～95％，e.将所得的活性锌粉，可用pH＝2～4的酸性硫酸溶液进行洗涤至pH＝5.5～6.5，再用水洗后，最后用无水乙醇脱水干燥得活性锌粉产品。
本发明的方法在浸出后的中浸液的加锌粉除铜镉净化过程所用的锌粉，是本发明的方法中所制得的活性锌粉。
本发明的方法在浸出后的中浸液的加锌粉＋锑盐除钴净化过程所用的锌粉，是本发明的方法中所制得的活性锌粉。
本发明的方法锌酸钠溶液的除杂过程也可以采用加热溶液，用锌粉置换除杂，固液分离后，得上清液为电解液。
本发明的方法还可以用于生产普通锌粉，再通过压块铸锭工序得到金属锌锭产品，工艺条件为电解液成份含锌35～100g/l，氢氧化钠180～350g/l，阴极电流密度200～700A/m2槽电压2.0～2.5V，电解温度35～55℃，
电流效率94～95％，本发明中的处理锌钴渣的生产锌粉方法，还可以用于处理本发明的从含锌物料中生产锌的方法中产生的铜镉渣。
本发明的方法，采用氢氧化钠浸出冶炼过程产生的锌钴渣，控制电解条件，生产出具有活性很高的锌粉，其堆比重可达0.3～0.6g/cm3，这种锌粉具有很高的活性，而且是在生产过程中直接用于浸出液的净化，比目前现有技术中多采用的用蒸气冷凝法、喷吹雾化法生产的锌粉具有的活性高，由于原有的锌粉，一方面受本身的制备工艺的限制，一方面由于生产和储存运输过程中锌粉的表面氧化也会影响锌的活性，从而影响净液效果，增加锌粉的使用量，且由于原有的方法，锌粉制备的原料为金属锌，成本相对较高。
本发明的一种从含锌物料中生产锌的方法，一方面解决了原有的冶炼过程中存在的产生锌钴渣处理困难的问题，又很好地解决了工艺中溶液净化使用的锌粉料源问题，而且所生产锌粉的活性高，净化效果好，达到了很好的效果。
图1为原一种从含锌物料中生产锌的方法的工艺流程2为本发明一种从含锌物料中生产锌的方法的工艺流程图。
下面结合具体实例对本发明作进一步描述。
一种从含锌物料中生产锌的方法，主要过程为首先将含锌物料进行焙烧脱硫，控制工艺条件为焙烧温度850～950℃，物料停留时间为3小时，空气过剩系数为1.2～1.3；将焙烧后所得的焙砂用硫酸浸出，控制工艺条件为固液比5～10∶1，浸出温度60～65℃，浸出时间3～5小时，终点pH值为5.0～5.4；再将浸出后的中浸液的加锌粉锑盐净化，将净化后液进行电解生产金属锌，控制工艺条件为阴极电流密度500～550A/m2，温度25～35℃，槽电压3.0～3.5伏，电流效率90％，将上述过程产生的浸出后的中浸液的加锌粉锑盐净化后的锌钴渣，进行破碎焙烧预处理，然后在氢氧化钠溶液中进行溶解，固液分离后，得锌酸钠溶液，工艺条件为焙烧温度为890～920℃，浸出温度为85～180℃，氢氧化钠浓度为150～500g/l，液固比为2～8∶1，将得到的锌酸钠溶液进行电解除杂，固液分离后得上清液为电解液，工艺条件为阴极电流密度为1000～1500A/m2，温度35～50℃。调整得到的电解液成份，调整后溶液成份为含锌5～35g/l，氢氧化钠200～280g/l，将调整后溶液进行电解生产活性锌粉，工艺条件为阴极电流密度800～1600A/m2，电解温度40～55℃，槽电压3.0～3.5V，阴极电流效率为90～95％，将所得的活性锌粉，可用pH＝2～4的酸性硫酸溶液进行洗涤至pH＝5.5～6.5，再用水洗，最后用无水乙醇脱水干燥得活性锌粉产品，其堆比重为0.3～0.6g/cm3，锌的回收率可达97～98％。
本发明的方法生产出的活性锌粉，具有非常高的活性，使用在过程中硫酸浸出后的中浸液的加锌粉除铜镉净化过程，除杂效果好，锌粉使用量仅为原锌粉用量的40～70％。
同样本发明的方法生产的活性锌粉使用在过程中硫酸浸出后的中浸液的加锌粉加锑盐除钴净化过程效果也好，锌粉使用量仅为原锌粉用量的30～60％，除钴后液钴含量由原来的0.5～1mg/l，降低到0.2～0.3mg/l。
本发明的方法锌酸钠溶液的除杂过程也可以采用加热溶液，用锌粉置换除杂，固液分离后，得上清液为电解液。
本发明的方法还可以用于生产普通锌粉，再通过压块铸锭过程得到金属锌锭产品，工艺条件为电解液成份含锌35～100g/l，含氢氧化钠180～350g/l，阴极电流密度200～700A/m2槽电压2.0～2～5V，电解温度35～55℃，电流效率94～95％，本发明中的处理锌钴渣的生产锌粉方法，采用氢氧化钠浸出生产锌产品，还可以用于处理本发明的从含锌物料中生产锌的方法中产生的铜镉渣，回收铜镉渣中的锌，生产锌粉等锌产品。
本发明中的处理锌钴渣的生产锌粉方法，也可以采用氢氧化钾做浸出剂。
本发明的一种从含锌物料中生产锌的方法，一方面解决了原有冶炼过程中存在的产生的锌钴渣处理困难的问题，又很好地解决了工艺中溶液净化过程使用的锌粉料源问题，且锌粉的活性高，净化效果好，有很好的经济效益。
本发明的方法具有工艺简单灵活，锌回收率高，活性锌粉返回净液过程除杂效果好，锌粉用量少，在用于通过生产普通锌粉熔铸生产锌金属时，具有电解电耗低的特点，全部过程易于工业化生产。
实施例例1取500克含锌61％的锌钴渣，破碎使其粒度达-25目，在马炉弗中控制焙烧温度为890～920℃，焙烧1小时后，加入到500g/l氢氧化钠溶液，加热溶液到180℃，反应1小时后，抽滤后得锌酸钠浸出液，将此溶液分两份备用。
例2取125克含锌61％的锌钴渣，破碎使其料度达-25目，在马弗炉中控制焙烧温度为890～920℃，焙烧1小时后，加入到150g/l氢氧化钾溶液，加热溶液到85℃，反应4小时后，抽滤后得锌酸钾浸出液，将此溶液分两份备用。
例3取例1其中的一份溶液，进行电解除杂，控制温度35～50℃，阴极电流密度为1000～1500A/m2，固液分离后得上清液，再用230g/l氢氧化钠溶液调整电解液成份至含锌10g/l，用钛板作阳极，镍板作阴极，在阴极电流密度为1600A/m2，电解温度为55℃，电解得活性锌粉，测得锌粉的堆比重为0.30g/cm3。
例4取例2其中的一份溶液，电解除杂条件同例3，用蒸发浓缩的办法，调整溶液锌至含锌100g/l，用钛板作阳极，镍板作阴极，在阴极电流密度为200A/m，电解温度为35℃，电解得普通锌粉，测得锌粉的堆比重为2.5g/cm，其槽电压为2.0V，每吨锌电耗为2000度。
例5取例1中的另一份溶液，电解除杂条件同例3，用200g/l的氢化钠溶液调整溶液至含锌35g/l，在阴极电流密度为700A/m，电解温度为50℃，进行电解，电解得普通锌粉，测堆松比重为1.0g/cm3，槽电压为2.5V，每吨锌电耗为2500℃。
例6取例2中的另一份锌酸钾溶液，电解除杂条件同例3，用蒸发浓缩的办法，调整溶液锌至含锌35g/l，用钛板作阳极，镍板作阴极，在阴极电流密度为800A/m2，电解温度为40℃，电解得活性锌粉，测得锌粉的堆比重为0.6g/cm3。
例7将0.01克硫酸钴，226克硫酸锌溶于762克水中，用硫酸调该混合物溶液pH值为3.82，加入实施例6所得的活性锌粉0.12克，进行搅拌除钴，反应时间为40分钟，固液分离后，溶液含钴为0.3mg/l。
例8将0.12克硫酸钴，226克硫酸锌溶于762克水中，用硫酸调该混合物溶液pH值为5.2，加入例3所得的活性锌粉3.04克，进行搅拌除钴，反应时间为1.0小时，固液分离后，溶液含钴为0.2mg/l。
例9取例4所得的普通锌粉50克，在1.0t/cm2的压力下压成团，然后在600℃温度下进行熔化，浇铸成锌锭，符合国家1#锌质量标准。
例10取例5所得的普通锌粉50克，在1.5t/cm2的压力下压成团，然后在650℃下进行熔化，熔化完毕，浇铸成锌锭，符合国家1#锌质量标准。
例11取500克含锌40％的铜镉渣，破碎使其粒度100％小于25目，在马弗炉中控制焙烧温度为890～920℃，焙烧2小时，加入到400g/l氢氧化钾溶液，加热溶液150℃，反应3小时后，抽滤得锌酸钾浸出液，将此溶液分两份备用。
例12取例11其中的一份溶液，进行电解除杂，控制温度35～50℃，阴极电流密度为1300A/m2，固液分离后得上清液，再用230g/l氢氧化钾溶液调整电解液成份至含锌8g/l，用钛板作阳极，镍板作阴极，在阴极电流密度为1600A/m2，电解温度40℃，电解得活性锌粉，测得锌粉的堆比重为0.35g/l。
例13取例11中另一份溶液，电解除杂条件同例12，用230g/l氢氧化钾溶液调整电解液成份至含锌60g/l，在阴极电流密度为500A/m2，电解温度为50℃，进行电解，电解得普通锌粉，测得其堆比重为1.5g/cm3，槽电压为2.2V，每吨锌电耗2200度。
例14将1.26克硫酸铜，0.65克硫酸镉，296.31克硫酸锌溶于1000克水中，用硫酸调该混合物溶液pH值为5.3，加入实施例12所得的活性锌粉1.01克，进行搅拌除铜镉，反应温度为45℃，反应时间为45分钟，固液分离后，溶液含铜为0.2mg/l，含镉为0.9mg/l。
例15取例13所得的普通锌粉50克，在1.5t/cm2的压力下压成团，然后在600℃温度下进行熔化，浇铸成锭。
权利要求
1.一种从含锌物料中生产锌的方法，包括—含锌物料的焙烧脱硫，—焙烧后料的硫酸浸出，—浸出后的中浸液的除铜镉净化，—除铜镉后液的除钴净化，—电解，其特征在于本发明的一种从含锌物料中生产锌的方法还包括a.将浸出后的中浸液的加锌粉锑盐净化后产生的锌钴渣，进行破碎焙烧预处理，然后在氢氧化钠溶液中进行溶解，进行固液分离后，得锌酸钠溶液，工艺条件为焙烧温度为890～920℃，浸出温度为85～180℃，氢氧化钠浓度为150～500g/l，液固比为2～8∶1，b.将得到的锌酸钠溶液进行电解除杂，固液分离后得上清液为电解液，工艺条件为阴极电流密度为1000～1500A/m2温度35～50℃c.调整得到的电解液成份，调整后溶液成份为含锌5～35g/l，氢氧化钠200～280g/l，d.将调整后溶液进行电解生产活性锌粉，工艺条件为阴极电流密度800～1600A/m2电解温度40～55℃，槽电压3.0～3.5V，阴极电流效率为90～95％，e.将所得的活性锌粉，可用PH＝2～4的酸性硫酸溶液进行洗涤至pH＝5.5～6.5，再用水洗后，最后用无水乙醇脱水干燥得活性锌粉产品。
2.根椐权利要求1所述的一种从含锌物料中生产锌的方法，其特在征于本发明的过程中浸出后的中浸液的加锌粉＋锑盐除钴净化过程所用的锌粉，是本发明的方法中所制得的活性锌粉。
3.根椐权利要求1所述的一种从含锌物料中生产锌的方法，其特征在于在本发明的的方法中在浸出后的中浸液的加锌粉除铜镉净化过程所用的锌粉是本发明的方法中所制得的活性锌粉。
4.根椐权利要求1所述的一种从含锌物料中生产锌的方法，本发明的方法中锌酸钠溶液的除杂过程也可以采用加热溶液，用锌粉置换除杂，固液分离后，得上清液为电解液。
5.根椐权利要求1所述的一种从含锌物料中生产锌的方法，还可以用于生产普通锌粉，再通过压块铸锭工序得到金属锌锭产品，工艺条件为电解液成份含锌35～100g/l，含氢氧化钠180～350g/l，阴极电流密度200～700A/m2槽电压2.0～2.5V，电解温度35～55℃，电流效率94～95％，
6.根椐权利要求1所述的一种从含锌物料中生产锌的方法，处理锌钴渣生产锌粉方法，还可以用于处理本发明的从含锌物料中生产锌的方法中产生的铜镉渣。
全文摘要
一种从含锌物料中生产锌的方法，涉及一种通过湿法电解过程生产锌的方法。其特征在于对原工艺中使用锌粉锑盐净化后产生的锌钴渣、进行碱溶，将得到的锌酸钠溶液进行电解生产活性锌粉，本发明的方法一方面解决了冶炼过程中产生锌钴渣的处理问题，又很好地解决了工艺中溶液净化使用的锌粉料源，而且所产锌粉的活性高，净化效果好，效益好。
文档编号C25C1/00GK1141956SQ9610496
公开日1997年2月5日 申请日期1996年5月10日 优先权日1996年5月10日
发明者刘金山, 陆汉杰, 丁峰, 李国民, 刘诚, 李锋, 王魁珽 申请人:北京有色冶金设计研究总院