[發明專利]一種電解鋅的生產工藝

在審

• 申請號: 201710468544.4
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107099665A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 徐家輝;張恒滔
• 申請（專利權）人: 青銅峽市鼎輝工貿有限公司
• 主分類號: C22B3/14
• 分類號: C22B3/14;C22B3/44;C22B19/20;C25C1/16
• 代理公司: 銀川長征知識產權代理事務所64102
• 代理人: 馬長增,姚源

技術領域

本發明屬于金屬鋅冶煉的技術領域，涉及一種利用電解法生產鋅錠的工藝方法。

背景技術

傳統的鋅冶煉工藝是在濃硫酸體系中進行的，在冶煉過程中，需要將濃硫酸升溫到80℃以上才能使用，電能消耗大，增加了生產成本；還會將非鋅的物質溶出，使處理過程更加復雜；產生的酸霧具有腐蝕性且難以處理，對環境造成了二次污染。隨著社會的發展、技術的進步，利用電解法冶煉鋅的工藝也日益成為人們研究的重點領域，然而在生產過程中，體系內所產生的一些廢液等并未進行良好的循環利用，造成很大程度的資源浪費，也增加了廢棄物的處理成本。因此，需要提供一種利用電解法生產鋅錠的工藝方法，資源可循環利用，并節約生產成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用電解法生產鋅錠的工藝方法，實現工藝過程中資源的循環利用，節約生產成本，獲得高純度的鋅錠。

本發明解決上述技術問題的技術方案為：

一種電解鋅的生產工藝，包括如下工藝步驟：

(1)浸出工序：將氧化鋅投入氨和氯化銨的水溶液中，以氨和氯化銨溶液為浸出劑，浸出物料中的鋅，獲得浸出液，其中，攪拌速度為60轉/分，反應溫度為30℃～60℃，反應時間為2～4小時，氯化銨的濃度為200g/l～350g/l；

浸出過程中，氧化鋅與氨和氯化銨溶液的反應為：

ZnO+2NH₃+2NH₄Cl＝Zn(NH₃)₄Cl₂+H₂O

物料中的其它雜質，如，其它金屬氧化物(MeO)，也在氨和氯化銨的水溶液中溶解后，進入浸出液，并進一步與Zn發生反應，其中，Me為Cu、Al或者Fe中的一種或幾種，其它金屬氧化物與氨和氯化銨溶液的反應為：

MeO+2NH₄Cl+NH₃→Me(NH₃)²⁺+2Cl^-+H₂O

Me(NH₃)_i+Zn＝Me+Zn(NH₃)_i

另外，浸出工藝過程為放熱反應，無需加溫即可進行反應；

該步驟中，氧化鋅的浸出率高達89％～96％；

(2)氧化工序：在浸出液中加入雙氧水進行氧化反應，用于去除浸出液中的鐵，再進行一次壓濾，獲得一次濾液和一次濾渣，其中，雙氧水的質量濃度為0.3％，雙氧水的用量為每噸浸出液中加入15L～20L，攪拌速度為60轉/分，氧化反應的溫度為30℃～60℃，時間為0.5～2小時；

(3)凈化工序：在一次濾液中加入鋅粉進行凈化反應，再進行二次壓濾，獲得二次濾液和二次濾渣，并將獲得的二次濾液投入至母液罐中，其中，鋅粉的用量為每1L一次濾液中使用2g～3g，凈化反應的溫度為30℃～60℃，時間為1～1.5小時；

(4)電積工序：將母液罐中的二次濾液投入電解槽內，在電解液中進行電積處理，在陰極板中獲得電解鋅，其中，陰極采用鋁板或不銹鋼板中的一種，陽極采用石墨板或鈦板中的一種，pH值為8～8.3，反應溫度為45℃，電流密度400A/m²～450A/m²，電壓3.1V～3.3V；

電積反應的過程為：

3Zn(NH₃)₄Cl₂+2NH₃＝3Zn+6NH₄Cl+6NH₃+N₂↑

(5)熔鑄工序：對電解鋅進行熔鑄處理，獲得鋅錠和鋅渣。

另外，步驟(4)的電積工序中，揮發的氨氣可在氨噴淋塔的作用下生成氨水，并進一步回用于步驟(1)的浸出工序；步驟(5)的熔鑄工序中，產生的煙塵在布袋除塵器的作用下，進一步回用于步驟(1)的浸出工序；步驟(2)的氧化工序中，獲得的一次濾渣再次進行洗滌和三次壓濾，獲得三次濾液和三次濾渣，將該三次濾液回用于步驟(1)的浸出工序，將該三次濾渣和步驟(3)中的二次濾渣以及步驟(5)中的鋅渣進行回收處理；將步驟(4)中的電解液再投入母液罐中循環利用，且母液罐中的溶液可回用于步驟(1)的浸出工序。

經過上述工藝步驟所獲得的鋅錠，其含鋅量大于99.99％。