[發明專利]一種從硫酸鋅浸出液中深度除鈷的方法

有效

• 申請號: 201610148209.1
• 申請日: 2016-03-16
• 公開（公告）號: CN105734291B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 李玉虎;劉志宏;劉付朋;高祿鵬;劉智勇;李啟厚
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B3/46
• 分類號: C22B3/46;C22B19/20
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所43114
• 代理人: 魏娟

技術領域

本發明涉及一種從硫酸鋅浸出液中脫除鈷的方法；屬于濕法煉鋅領域。

背景技術

鈷是一種對濕法煉鋅工藝極其有害的雜質元素，其在生產系統的濃度超過一定量時，輕則導致電鋅質量下降、電流效率較低，重則導致燒板現象發生，因而，濕法煉鋅工藝對系統中鈷的濃度有極其嚴格要求，通常要求濃度小于0.8mg/L，且隨著大極板電解和機械剝鋅等技術的應用，對鈷含量的要求更為苛刻。因此，如何深度脫除硫酸鋅溶液中的鈷對濕法煉鋅系統的正常運轉尤為重要。

目前，從硫酸鋅溶液中除鈷的方法大體分為三類：氧化法、有機沉淀法和鋅粉置換法。氧化法通常以臭氧、高錳酸鉀、過硫酸銨等物質為氧化劑，將溶液中的Co²⁺氧化為Co³⁺，使之以Co(OH)₃沉淀的形式從溶液中脫除。盡管從凈化深度上來看，氧化法可以滿足生產要求，但由于硫酸鋅溶液中往往存在高濃度的Fe²⁺和Mn²⁺，這些離子會優先消耗大量氧化劑，導致成本急劇升高。此外，氧化法產生的沉淀渣顆粒粒度較細，過濾性能不佳，影響生產的正常進行。有機沉淀法則在硫酸鋅溶液中加入黃藥或亞硝基β-萘酚等有機添加劑，使鈷離子與有機添加劑形成難溶化合物，使得鈷以有機沉淀的形式除去。有機沉淀法除鈷效果較好，但這些有機添加劑對鋅電解系統也會產生危害，需進一步處理。鋅粉置換法是目前硫酸鋅溶液除鈷的主流工藝。然而，單一的鋅粉置換除鈷效果并不理想，即使用幾百倍當量的鋅粉也難以達到效果。因此，在鋅粉置換過程中，往往需加入一定量的添加劑，如砷鹽、銻鹽、銅鹽等，盡管這一措施會在一定程度上改善鋅粉置換除鈷效果，但也帶來一系列的問題，如砷鹽添加易產生砷化氫劇毒氣體，而銻鹽和銅鹽凈化深度較低，其處理后的溶液還需進一步凈化。因此，如何高效、低成本脫除硫酸鋅溶液中鈷離子，仍然是濕法煉鋅行業的一個棘手問題。

發明內容

針對上述現有技術存在的缺陷或不足，本發明的目的是在于提供一種能高效、低成本深度脫除硫酸鋅溶液中的鈷離子，而不引入危害鋅電解雜質的方法。

為實現上述目的，本發明提供了一種從硫酸鋅浸出液中深度除鈷的方法，該方法是在含鈷硫酸鋅溶液中加入過量的活化鋅粉，于70℃～90℃反應，反應完成后，過濾分離，即得鈷含量低于0.8mg/L的硫酸鋅溶液；

所述的活化鋅粉由含銅和/或銻、且pH為2.4～3.5的活化液活化鋅粉得到。

優選的方案，所述活化液活化鋅粉的過程為：按液固體積質量比5～20:1mL/g，將鋅粉加入到活化液中，攪拌處理30min～60min后，過濾分離，即得活化鋅粉。該方案一般在常溫下攪拌即可。

較優選的方案，活化液中含銅時，銅的濃度為1.6g/L～4g/L；活化液中含銻時，銻濃度為0.6g/L～1.8g/L；活化液中同時含銅和銻時，銅的濃度為1.6g/L～4g/L，銻濃度為0.6g/L～1.8g/L。

優選的方案，活化鋅粉的質量與含鈷硫酸鋅溶液中鈷的質量比為50～100:1。

較優選的方案，過濾分離所得濾液經補加銅和/或銻后，作為活化液循環使用。

優選的方案，反應時間為40min～80min。

優選的方案，鋅粉粒度為-200目，質量百分比含量大于98.5％。

優選的方案，含鈷硫酸鋅溶液的pH值大于2.5，且小于5.5。

優選的方案，活化鋅粉采用分步添加或緩慢添加的方式進行加料。

優選的方案，活化鋅粉無需干燥，可直接用于置換除鈷。

本發明提供的從硫酸鋅浸出液中深度除鈷的方法，具體包括鋅粉活化和置換除鈷兩個步驟：

(1)鋅粉活化：以水溶性銻化合物和/或銅化合物為溶質，配制含銻和/或含銅的活化液，用稀硫酸調整溶液的pH為2.4～3.5，然后按照液固比(體積質量比)為5～20:1加入鋅粉(-200目)，在常溫下，將上述料液攪拌反應30～60min，過濾后，即可得到活化鋅粉；濾液補加銻化合物和/或銅化合物后，循環使用；

(2)置換除鈷：取含鈷硫酸鋅溶液置于燒杯中，開啟攪拌并加熱升溫至70～90℃，然后按照鋅粉和含鈷硫酸鋅溶液中鈷的質量比為50～100:1的比例加入活化鋅粉，保溫攪拌40～80min后，結束反應，過濾后，即得鈷含量低于0.8mg/L的硫酸鋅溶液。