[發明專利]一種處理復雜次氧化鋅原料制取電鋅的方法

無效

• 申請號: 200710036024.2
• 申請日: 2007-11-01
• 公開（公告）號: CN101157987A
• 公開（公告）日: 2008-04-09
• 發明（設計）人: 唐謨堂;何靜;張鵬;楊聲海;唐朝波;楊建廣;魯君樂
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B19/00
• 分類號: C22B19/00;C22B3/14;C25C1/16
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所
• 代理人: 顏勇

[技術領域]本發明屬于二資源回收和有色金屬冶金領域中的屬濕法冶金領域。具體地說本發明提供一種處理復雜次氧化鋅原料制取電鋅的方法.

[背景技術]傳統濕法煉鋅都采用ZnSO₄-H₂SO₄-H₂O體系，從氧化鋅或鋅焙砂中浸出鋅，經沉鐵除雜凈化后再電積，對于氟、氯含量有著嚴格的要求，其中Cl含量高會腐蝕鉛合金陽極，造成陰極電鋅雜質元素鉛超標；F含量高會腐蝕陰極鋁板，造成剝鋅困難；目前除氯方法主要有銀鹽沉淀法、銅渣除氯法、離子交換法以及堿洗除氯法，除氟方法主要有釷鹽法，石灰乳法和硅膠法，各種方法各有利弊，工業上一般對于含氯較高的鋅物料采用水洗或堿洗脫氯，石灰乳法除氟，但對于高含量氟、氯的含鋅物料，仍然存在著脫氟、氯效果不好，無法達到電積要求的問題。

[發明內容]

本發明的目的在于提供一種新的處理復雜次氧化鋅原料制取電鋅的工藝方法，這種方法在可以充分保障金屬鋅高浸出率的前提下，徹底的達到鋅與氟、氯、鉛、銻、銦、鉍、鐵的分離效果，從而消除這些雜質元素對鋅電積過程的危害，大幅度提高鋅回收率和資源綜合利用程度。本發明對于改造傳統濕法煉鋅工藝亦具有非常重要意義。

本發明的目的是通過下述方式實現的：

先以濃硫酸銨溶液為浸出劑浸出復雜氧化鋅原料，得到浸出液和浸出渣；向浸出液中加入廢電解液冷卻沉復鹽；將復鹽用水和廢電解液的混合液溶解，然后加入鋅粉凈化除雜得到凈化液，最后將凈化液電積得金屬鋅及廢電解液，廢電解液循環使用；復鹽母液除去F^-和Cl^-后返回浸出過程；有價金屬富集在浸出渣中。

發明人對本發明的工藝設計思路在于，本發明首先用濃硫酸銨溶液浸出復雜氧化鋅原料，鋅以氨配合離子進入溶液，與鐵、鉛、銻、砷、鉍分離；然后沉硫酸鋅銨復鹽，使鋅與F^-、Cl^-分離；用水和廢電解液溶解復鹽，再用鋅粉置換法凈化除雜，最后將凈化液電積得電鋅。復鹽母液先除去F^-和Cl^-，再用液氨調整pH值，濃縮后返回浸出過程，廢電解液返回復鹽溶解及沉復鹽過程。

本發明的工藝相對于現有的工藝的優勢在于：可充分保障金屬鋅高浸出率，并徹底的達到鋅與氟、氯、鉛、銻、銦、鉍、鐵的分離效果，從而消除這些雜質元素對鋅電積過程的危害。通過本發明的工藝方法不但可大幅度提高鋅回收率，還可有效地提高資源綜合利用程度，符合現實情況下節能，環保的要求。本發明中的廢電解液全部返回利用；鉛、銀等有價金屬富集在浸出渣中，送鉛冶煉廠處理。本發明有效地解決了因為氟氯含量高而無法由鋅渣、鋅煙塵制取電鋅的問題，為復雜氧化鋅資源的高效利用創造了條件。從理論上分析，本工藝方法不消耗酸和堿，具有原材料價廉，成本低，流程閉路循環，環境友好等優點，對復雜氧化鋅資源的有效利用具有重要的意義。

具體工藝過程原理和條件如下：

1.浸出過程

用濃硫酸銨溶液浸出復雜氧化鋅原料，其原理為物料中的鋅將以Zn(NH₃)_i²⁺離于的形式進入浸出液，反應方程式為：

ZnO+?i/2(NH₄)₂SO₄＝[Zn(NH₃)_i]²⁺+?i/2?SO₄^2-+(i-2)H⁺

ZnO+(i-1)H₂O＝Zn(OH)_i^2-i+(i-2)H⁺

F^-、Cl^-隨Zn進入浸出液；溶液中的Pb將形成PbSO₄沉淀進入浸出渣

Pb²⁺+SO₄^2-＝PbSO₄↓

As、Sb、Bi、In也進入浸出渣，使In、Bi得以富集。

浸出條件為：a.浸出劑中(NH₄)₂SO₄濃度2～6mol·L^-1，b.pH值5.0～7.5，c.溫度75～90C，d.時間0.5～6.0h，e.液固體積質量比1∶2～20；

2.沉復鹽過程