[發明專利]一種深度脫除濕法煉鋅溶液中鎳鈷雜質的方法

在審

• 申請號: 201610148339.5
• 申請日: 2016-03-16
• 公開（公告）號: CN105779787A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 李玉虎;劉志宏;高祿鵬;劉付朋;劉智勇;李啟厚
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B19/20
• 分類號: C22B19/20;C22B3/46
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 魏娟

技術領域

本發明涉及一種從深度脫除濕法煉鋅溶液中鎳、鈷的方法；屬于濕法煉鋅領 域。

背景技術

鎳、鈷是一種對濕法煉鋅工藝極其有害的雜質元素，特別是是鈷離子，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鎳鈷濃度有極其嚴格要求，通常 要求鎳濃度和鈷濃度均小于0.8mg/L。另一方面，隨著大極板電解和機械剝鋅等 技術的應用，對硫酸鋅溶液的質量要求更高，迫切需要深度脫除硫酸鋅溶液中的 鎳、鈷雜質。

目前，從硫酸鋅溶液中脫除鎳鈷的方法大體分為三類：氧化法、有機沉淀法 和鋅粉置換法，其中以鋅粉置換法最為成熟，應用也較為廣泛。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活化劑，如砷鹽、銻鹽等，由此衍生出砷 鹽凈化法和銻鹽凈化法兩種除雜工藝。相對于銻鹽凈化法，砷鹽凈化法的除鈷效 率和除鈷深度高，且鈷不易復溶，因而具有較強的適應性和穩定性，但該方法存 在一些致命的缺點：在凈化過程中會產生劇毒的AsH₃氣體，給安全生產和環境 保護帶來極大的壓力。此外，生成的Cu-Co渣含一定的的砷，處理難度大。正 是因為這些缺點，使得砷鹽凈化法的應用受到限制。因而，銻鹽凈化法是當前濕 法煉鋅工藝的主流除雜工藝。

盡管銻鹽凈化法除雜效果相對其它方法較好，但其凈化深度有限，加之鈷的 返溶現象明顯，這使得銻鹽凈化法難以滿足鋅冶煉技術的發展趨勢。因此，硫酸 鋅溶液中鎳鈷雜質的深度凈化，仍是一個業界迫切需要解決的棘手問題。

發明內容

針對上述現有技術存在的不足，本發明的目的是在于提供一種從硫酸鋅溶液 中高效率、低成本深度脫除鎳、鈷雜質，且不引入危害鋅電解的雜質的方法。

為實現上述目的，本發明提供了一種深度脫除濕法煉鋅溶液中鎳鈷雜質的方 法，該方法是在溫度為65℃～95℃、且pH≥2的含鎳鈷的硫酸鋅溶液中加入金屬 錳粉和/或錳基合金粉，攪拌反應，反應完成后，過濾分離，即得鎳和鈷含量均 低于0.8mg/L的硫酸鋅溶液。

優選的方案，金屬錳粉和/或錳基合金粉的質量為含鎳鈷的硫酸鋅溶液中鈷 質量的30～60倍。

較優選的方案，錳基合金粉由錳與鋅、銻、鉛、鐵和銅中至少一種組成，其 中，錳基合金粉中錳質量百分比含量大于90％。

優選的方案，金屬錳粉或錳基合金粉粒度為-80目，且在該粒度范圍內，金 屬錳粉或錳基合金粉粒度越細除雜效果越好。

優選的方案，攪拌反應時間為40～90min。

優選的方案，攪拌反應過程在惰性氣氛保護下進行。

優選的方案，過濾分離所得鎳鈷沉淀渣用于鎳鈷回收。

優選的方案，含鎳鈷的硫酸鋅溶液的pH為2.2～5.5。

本發明的技術方案中，在65℃～95℃溫度范圍內，反應溫度越高，除雜效果 越好。

本發明的技術方案中，反應過程中無需其他活化劑和添加劑。

本發明的技術原理：首先，金屬錳的還原電勢高于金屬鋅的還原電勢，這使 得金屬錳對鈷的置換能力要強于金屬鋅。其次，金屬粉體表面均存在一定厚度的 氧化膜，這層氧化膜性質決定了其還原能力；錳的氧化膜較為疏松，不具有保護 金屬基體的能力，這使得金屬錳粉與鎳、鈷的置換反應未受到影響，相對來說， 鋅粉表面氧化膜較為致密，其性質相對穩定，這使得置換反應受到抑制，所以采 用錳粉置換鎳鈷的效果相對鋅粉更好。最后，硫酸鋅溶液中的錳濃度較低，其對 金屬錳粉的置換反應影響不大；而硫酸鋅溶液中鋅濃度較高，幾近飽和，這也從 一定程度上影響的金屬鋅粉的反應活，所以金屬錳粉相對鋅粉具有更好的置換鎳 鈷的效果。

相對現有技術，本發明技術方案帶來的有益技術效果：

(1)采用的金屬錳或錳基合金粉還原電勢高、活性強，對鎳鈷凈化效率高， 除雜劑耗量低，使用成本低。

(2)鎳和鈷被置換后，穩定性好，不易返溶。

(3)鎳和鈷凈化深度高，且不引入危害濕法煉鋅的雜質。

(4)操作簡單、成本低、工藝條件溫和，易于產業化實施。

附圖說明