[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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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 粗鋅 含鋅溶液 高錳酸鉀 除鎘 雜質金屬 鋅粉 沉淀 雙氧水 氫氧化鎳沉淀 亞鐵離子氧化 碳酸鈣粉末 析出 二氧化錳 反應溶液 硫酸溶解 升溫反應 原料制備 海綿鎘 錳酸鈷 淺紅色 碳酸鉀 鐵離子 微紅色 阻溶劑 除鈷 難溶 | ||
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;
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