[發明專利]一種氨性體系下電積鋅添加劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201410219125.3
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN104195593B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 王瑞祥;曾婕;毛繼勇;謝博毅;張兆雪;曾斌;余攀
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: C25C1/16
• 分類號: C25C1/16;C07D213/803;C07D213/79
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及濕法煉鋅流程中電積鋅技術領域的一種新型氨性體系下電積鋅添加劑及其制備方法。

背景技術

近年來，氨性體系處理低品位氧化鋅礦和氧化鋅二次資源具有原料適應性廣、工藝流程短、凈化負擔輕、環境污染小等優點，近年來該技術的理論和工藝得到了廣泛研究，浸出及凈化工藝己基本得到解決，如何經濟有效地從氨浸液中回收鋅，已成為制約氨性體系處理低品位氧化鋅礦和氧化鋅二次資源技術產業化的瓶頸。

從鋅-氨配合物體系中提取鋅目前主要有萃取法、直接電積法。萃取法從鋅-氨配合物體系中提取鋅自身存在諸多問題，而經過萃取-反萃操作后，轉化為酸性體系，仍然要通過電積制取電鋅，工藝流程長、成本高。采用直接電積法制取電鋅，電積過程中如果不加入有效的添加劑，將造成陰極電鋅質量難以控制，沉積層將呈現疏松晶枝狀，根本無法獲得致密平整的鋅板，對于氨性體系直接電積鋅的添加劑研究報道較少。本發明合成的芐基羧基吡啶鹵化胺類衍生物，可有效用于氨性體系電積鋅，并制得致密平整的鋅板。發明內容

針對上述問題，本發明涉及一種氨性體系下多功能電積鋅添加劑及其制備方法。

本發明所制備的添加劑在氨性體系中單獨加入或與骨膠等配合使用都可進行鋅電積。以涂釕鈦板為陽極，鈦板為陰極，從(NH₃-NH₄Cl-H₂O/NH₃-(NH₄)₂SO₄-H₂O/NH₃-(NH₄)₂CO₃-H₂O)氨性體系直接電積鋅，廢電解液中的鋅濃度可降至10g/L左右，這意味著小于40g/L的稀浸出液，不經萃取等手段濃縮，即可直接電積制取電鋅，而且電流效率比較高。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案。

本發明一方面涉及氨性體系下電積鋅添加劑，所述的添加劑包括式(I)所示的化合物或者所述化合物的組合：

其中X為0、1、2或3，Y為1或2；任選的，所述的添加劑包括骨膠。

本發明另一方面涉及所述氨性體系下電積鋅添加應用，以涂釕鈦板為陽極，鈦板為陰極，在電解液中加入所述的添加劑，然后在(NH₃-NH₄Cl-H₂O/NH₃-(NH₄)₂SO₄-H₂O/NH₃-(NH₄)₂CO₃-H₂O)氨性體系直接電積鋅，直至廢電解液中的鋅濃度降至10g/I以下。

本發明另一方面還涉及上述添加劑的制備方法，所述的制備方法包括如下步驟：

步驟一，以氫氧化鈉(或氫氧化鉀)和芐基羧基吡啶鎓內鹽為原料，在溫度85～95℃的條件下，將NaOH(或KOH)溶液與芐基羧基吡啶鎓內鹽進行均勻混溶；

步驟二，由步驟一反應生成的芐基羧基吡啶鎓氯化物的鈉鹽溶解于聚胺化合物的丙酮溶液中。其合成路線如下：

本發明由于采取以上技術方案，其具有以下優點：

1.生成物添加到電解液中能夠電積形成鋅板，工藝配方簡單，避免了添加劑組合使用中比例失調造成的質量問題。此外，本發明還可在堿性鍍鋅工藝中與常規添加劑相配合起到光亮劑的作用，還可以加入無氰鍍鋅溶液中起到光亮劑的作用。此外，其合成工藝還能滿足節能、降耗、環保的要求。

2.電流效率比較高，電鋅產品質量好。以涂釕鈦板為陽極，鈦板為陰極在電解槽中進行試驗，在異極距為3cm、電流密度為400A/m²、溫度為室溫、電解液鋅離子濃度為40g/L左右的優化條件下進行電積，電積時間為8h，在沒有攪拌的條件下，效果如下：(1)、電流效率均較高，為93.3～96.4％，電能消耗為2548～3063kwh/t鋅，電積鋅板致密平整光滑，掃描電鏡圖顯示晶粒細致緊密。電積后液中，Zn²⁺的濃度降低至10g/L左右。(2)、本發明制備方法簡單，所用的原料種類少，而且用量較少，對設備、工藝條件等無特殊要求，有利于批量生產。兩步反應所采用的原料均容易獲得，而且成本低廉，易溶于水。

附圖說明