[發明專利]一種生產高純鋅的電解液除雜方法

有效

• 申請號: 201010595531.1
• 申請日: 2010-12-20
• 公開（公告）號: CN102080236A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發明（設計）人: 陳上;吳顯明;麻明友;張云河;何則強;劉建本;陳善文
• 申請（專利權）人: 湘西自治州興湘科技開發有限責任公司;吳顯明
• 主分類號: C25C7/06
• 分類號: C25C7/06;C25C1/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種生產高純鋅的電解液除雜方法

背景技術

高純鋅是戰略電子材料，是現代許多材料和技術設備生產中必不可缺的原料。目前高純鋅的制備方法是電解法，該方法包括以下幾個步驟：(1)用硫酸浸出鋅精礦焙砂，氧化、中和除鐵，過濾得中性清液；(2)向中性清液中加入鋅粉凈化除銅、鎘，過濾得一段凈化液；(3)向一段液中加入鋅粉和Sb₂O₃除Co，Ni，As等，過濾得二段凈化液；(4)向二段凈化液中再次加入鋅粉，除去復溶Cd，過濾得三段凈化液。三段凈化液一般含Zn?130～150g/L，鐵約為10mg/L，其它雜質含量在1mg/L左右，經電解后所產精鋅一般能達到2^#鋅(Zn≥99.96％)或1^#鋅(Zn≥99.99％)，但要產出0^#(Zn≥99.995％)高純鋅則比較困難。

發明內容：

本發明旨在公開一種生產高純鋅(Zn≥99.995％)的電解液除雜方法。本發明方法是在向上述二段凈化時獲得的二段凈化液中(即第三段凈化時)加入金屬離子螯合劑N-亞硝基苯胲胺與雜質離子螯合，螯合物沉淀以達到進一步分離的目的。或者將二段凈化時獲得的二段凈化液通入含有N-亞硝基苯胲胺功能基的螯合樹脂柱，將雜質離子螯合保留在樹脂柱上，達到分離的作用，降低雜質含量。

本發明的具體步驟如下：

(1)按照目前普遍采用的鋅焙砂酸浸工藝，經過初步氧化、中和除鐵，過濾得到中性清液，溶液中主要元素含量如表1：

表1

注：鋅含量為135g/L。

(2)硫酸鋅溶液一段凈化：將上述得到的中性清液在45～65℃和不斷攪拌的條件下，按照0.8～1.2g/L的用量加入鋅粉，恒溫攪拌60分鐘，通過鋅粉的置換反應除去大部分Cu、Cd，使得兩者含量小于3mg/L，過濾得一段凈化液。

(3)硫酸鋅溶液二段凈化：將一段凈化液加熱到85℃左右，在攪拌的條件下向濾液加入鋅粉，用量為3g/L濾液，同時按照2.5g/L的用量加入Sb₂O₃，攪拌75分鐘后，通過鋅粉的置換沉降，使得Co含量小于2mg/L，過濾得二段凈化液。

(4)硫酸鋅溶液三段凈化：將二段凈化液在40～60℃的條件下，加入N-亞硝基苯胲胺螯合劑，用量為0.02～0.3g/L，攪拌反應30分鐘后，過濾得到電解液，其中各主要雜質元素含量均低于1mg/L。

為達到同一目的，本發明也可將二段凈化液通入含有N-亞硝基苯胲胺功能基的螯合樹脂柱，將雜質離子螯合保留在樹脂柱上，達到凈化目的，濾液通過樹脂柱流速為每小時樹脂柱體積的2～5倍(2～5BV/h)，溫度為40～60℃，流出液各主要雜質元素含量均明顯低于1mg/L。

所用的螯合樹脂基體可以是球狀聚苯乙烯或者苯乙烯與甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、丙烯腈、醋酸乙烯酯等單體的交聯共聚物，粒徑在0.3～1mm之間。優選使用聚苯乙烯基體，其化學結構如下：

第三段凈化所使用的N-亞硝基苯胲胺是一種能溶于水，對溶液中Fe、Cu、Cd、Co大多數雜質離子有很好的螯合作用，而對鋅的螯合作用較弱，因此加入后優先螯合雜質離子，并形成沉淀分離。

將N-亞硝基苯胲胺功能基鍵聯在高分子基體上，并制成粒徑適當的樹脂球，其上的螯合功能基將雜質離子螯合固定在樹脂上，流出液就得到合格的電解液。該方法無需對凈化液進行過濾分離，簡化了操作方法，同時樹脂柱可以再生，降低了使用成本，具有很大的優越性。

本發明在現在普遍采用的電解鋅電解液除雜方法基礎上，在第三段凈化時使用N-亞硝基苯胲胺這種金屬離子螯合劑螯合并分離雜質離子，或者使用含有N-亞硝基苯胲胺螯合功能基的樹脂來螯合保留雜質金屬離子，使電解液雜質含量完全滿足電解生產99.995％純度以上的電解鋅，生產的電解鋅能滿足無汞鋅粉的要求。這種方法對現有電解鋅工藝無需作大的改動，僅僅需要增加一級凈化步驟，設備投資少，特別是使用螯合樹脂的方法除雜，更是占地面積小，凈化成本低，很具應用和推廣價值。

具體實施方式

實施例1

將鋅焙砂經酸浸，氧化中和除鐵，過濾后得到的中性清液在60℃和不斷攪拌的條件下按照1.0g/L用量加入鋅粉，攪拌60分鐘，置換反應除去Cu、Cd，過濾，濾液成分如表2所示：

表2