[發明專利]從粗鋅原料中除去雜質金屬鈷以獲得含鋅溶液的方法

在審

• 申請號: 201711484554.3
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108342569A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 劉金坤;劉松林;鄧小毛;劉利
• 申請（專利權）人: 衡陽市坤泰化工實業有限公司
• 主分類號: C22B3/08
• 分類號: C22B3/08;C22B3/44;C22B3/46;C22B19/20;C22B19/30
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從粗鋅原料中除去雜質金屬鈷以獲得含鋅溶液的方法，該方法包括：1) 用硫酸溶解粗鋅原料制備粗鋅溶液；2) 在粗鋅溶液中添加第一部分的鋅粉，析出海綿鎘，獲得初步除鎘的粗鋅溶液；3)添加碳酸鉀和阻溶劑，pH=4.8?5.8下反應，生成氫氧化鎳沉淀，然后升溫，再次加入鋅粉進行反應，再次除鎘，獲得除鎘和鎳的含鋅溶液；4)添加第一部分的高錳酸鉀，將溶液中一部分亞鐵離子氧化成三價的鐵離子，同時形成二氧化錳MnO₂沉淀，然后加入雙氧水進行反應，形成難溶的錳酸鈷沉淀，然后升溫，繼續添加第二部分的高錳酸鉀，反應溶液呈現為微紅色或淺紅色，然后用碳酸鈣粉末調節溶液的pH在5.0?5.8范圍，然后進一步升溫反應直至紅色消失為止，分離除去沉淀物，獲得除鈷、鐵和錳之后的合格含鋅溶液。

技術領域

本發明涉及鋅液的凈化工藝，具體涉及從粗鋅原料中除去雜質金屬鈷以獲得含鋅溶液的方法。

背景技術

現有硫酸鋅、碳酸鋅、電解鋅生產過程中，需要凈化除去有害的金屬如鈷、鎳、鎘、鐵、錳等。在工廠中，通常設有一凈工序、二凈工序等工序，粗制鋅液通過這些凈化工序，除去雜質金屬，以達到產品的控制要求。

現有生產硫酸鋅、碳酸鋅、電解鋅中間凈化除鈷、鎳，主要采用銻鋅合金置換和硫化加砷凈化，需能達到凈化目的，但仍有很多不足之處，具體體現如下：

1、釆用合金鋅粉置換鈷、鎳，成本高。因為合金鋅粉是同離子雙層互置，一是耗皍貴合金鋅粉加量是摩爾數的三倍，故加量大；二是由于電位差大，須在高溫下才能達到效果，耗時耗能；

2、對操作人員有突發的安全危害隱患。由于鈷、鎳鹽在溶液中要能以離子狀態單一分離沉淀，需要親族離子的轉化，因而是加砷鹽和硫化鹽來起親族轉化作用，當在置換飽和時，金屬離子參加酸性反應而產生氫氣逸出，此時砷酸根即與氫化合, 形成砷化氫升華，極毒，倘若人吸收而中毒；二是用硫化物即有窒息硫化氫產生，人吸收后也能中毒；

3、對控制要求范圍窄，凈化幾率低。硫酸鋅、碳酸鋅均用飼料添加劑，對鎳要求極嚴，鎳控制在5個ppm級，而合金砷法、硫化法幾乎不能達到，且在電解中造成電位不平衡，短路起沸，燒極板，除影響電解鋅質量外，還有停產之嫌。

現有技術獲得的含鋅溶液用于生成硫酸鋅、碳酸鋅和電解鋅溶液。而當用于電解鋅溶液時，鎳、鈷難除，導致碳酸鋅產品顏色發綠、發黑，影響下游產品質量，當用作電解鋅時，由于電解液中含鎳鈷過高，容易造成電流極板短路，燒毀極板，損失大。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，尤其針對長期困擾本領域技術人員的除去鎳、鈷的難題，提供一種除鋅液中雜質金屬鈷的方法，可在除鎘過程中同時除凈鎳，并在除鐵、錳過程中一次性除凈鈷。

根據本發明，提供從粗鋅原料中除去雜質金屬鈷的方法，該方法包括：

1) 制備粗鋅溶液：在粗鋅原料中加入硫酸進行浸取，獲得粗鋅溶液；

2) 初步除鎘：在粗鋅溶液中添加第一部分的鋅粉，其添加量足以置換粗鋅溶液中所含的鎘離子的一部分(例如鎘離子總量的45-70%)，導致海綿鎘析出，獲得初步除鎘的粗鋅溶液；

3) 除鎳和再次除鎘：在初步除鎘的粗鋅溶液中添加碳酸鉀，該碳酸鉀的添加量相對于粗鋅溶液中鎳離子含量而言是摩爾過量的(優選，碳酸鉀是鎳離子的摩爾量的1.3-2.5倍，更優選1.6-2倍)，并添加阻溶劑(例如白糖、或酒石酸、蘋果酸)進行阻溶，在pH=4.8-5.8下、優選在pH=5.1-5.5下進行反應，首先生成不穩定的碳酸鎳NiCO₃，隨后水解成難溶的氫氧化鎳Ni(OH)₂)，即，生成氫氧化鎳沉淀，然后在升溫(例如升溫至45℃-60℃)的情況下加入第二部分的鋅粉進行反應，鋅粉的加入量足以置換粗鋅溶液中所殘留的全部鎘離子(例如鎘離子總量的殘余或剩余55-30%)，固液分離(例如過濾分離)，獲得除鎘和鎳的含鋅溶液；