[發(fā)明專(zhuān)利]一種低耗量鋅粉凈化硫酸鋅溶液的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810897431.0
• 申請(qǐng)日: 2018-08-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110819803B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李靜;張利波;羅永光;曲洪濤;謝庭芳;王仕興;顧利坤;李云;張?zhí)?/a>;楊坤;保佳懿;夏洪應(yīng);付光;張宏
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué);云南馳宏鋅鍺股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22B3/46
• 分類(lèi)號(hào): C22B3/46;C22B19/20;H05B6/80
• 代理公司: 北京康思博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11426
• 代理人: 孫建玲;劉冬梅

本發(fā)明公開(kāi)了一種低耗量鋅粉凈化硫酸鋅溶液的方法，步驟包括：將鋅粉霧化潤(rùn)濕，微波加熱使其溫度升高，形成的高溫鋅粉噴射入硫酸鋅溶液中，在凈化過(guò)程實(shí)施超聲波強(qiáng)化，鋅粉耗量為金屬雜質(zhì)總質(zhì)量的1.2～2.5倍，硫酸鋅溶液的溫度為50～80℃，反應(yīng)時(shí)間10～60分鐘，經(jīng)固液分離，獲得凈化后的合格硫酸鋅溶液。本發(fā)明中采用微波加熱提高了鋅粉溫度，噴射流通入—超聲波強(qiáng)化鋅粉凈化硫酸鋅溶液的方法，有效地優(yōu)化了鋅粉—溶液之間的固?液傳質(zhì)和傳熱過(guò)程，實(shí)現(xiàn)高效除雜的同時(shí)有效的降低鋅粉耗量和縮短置換反應(yīng)時(shí)間；同時(shí)避免硫酸鋅整體溶液溫度的增加，降低生產(chǎn)過(guò)程能耗，綜合實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及精細(xì)化工領(lǐng)域，特別涉及一種低耗量鋅粉凈化硫酸鋅溶液的方法。

背景技術(shù)

濕法煉鋅中硫酸鋅溶液常含有銅、鎘、鈷、鎳、砷、銻、鍺等雜質(zhì)，對(duì)鋅的電解沉積過(guò)程有極大危害，其含量超標(biāo)會(huì)使電解電流效率降低，影響陰極鋅質(zhì)量。因此，必須通過(guò)溶液凈化，將危害鋅電解沉積的所有雜質(zhì)除去，凈化產(chǎn)出合格的硫酸鋅溶液。

硫酸鋅溶液的凈化通常采用加鋅粉置換法，輔助于加入添加劑，包括鋅粉-砷鹽法、鋅粉-銻鹽法、合金鋅粉法等凈化方法。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，根據(jù)待脫除的各種雜質(zhì)元素對(duì)溫度的要求不同，分成兩段或兩段以上凈化工藝，凈化時(shí)間需要2.5小時(shí)以上，其中致少有一段高溫除雜過(guò)程硫酸鋅溶液整體溫度需要維持在78℃以上，時(shí)間至少達(dá)1-2小時(shí)。

在現(xiàn)有凈化作業(yè)時(shí)，都是將常溫(室溫)條件下的電爐鋅粉(或金屬鋅粉)加入到硫酸鋅溶液中，或者簡(jiǎn)單的將鋅粉用液體制高漿后加入到硫酸鋅溶液中。加入的鋅粉需要通過(guò)吸收溶液的熱量，使表面溫度達(dá)到反應(yīng)熱力學(xué)條件后開(kāi)始發(fā)生置換反應(yīng)。在此吸熱-傳熱過(guò)程中，鋅粉內(nèi)部緩慢升溫至與溶液溫度平衡，在此溫度平衡過(guò)程中，反應(yīng)界面處于低溫期，置換反應(yīng)緩慢，鋅粉快速與溶液中的酸反應(yīng)造成鋅粉表面pH快速升高，形成氫氧化物包裹鋅粉，使置換過(guò)程電子傳遞受阻。

同時(shí)，凈化過(guò)程中常用的電爐鋅粉，在其生產(chǎn)過(guò)程中使用炭為還原劑，炭中的揮發(fā)物質(zhì)進(jìn)入到鋅粉中，對(duì)鋅粉形成一定的包裹，若直接加入到硫酸鋅溶液中，有機(jī)物包裹鋅粉會(huì)阻礙置換反應(yīng)的電子傳遞，制約置換反應(yīng)，造成鋅粉利用率低，消耗量大。

因此，傳統(tǒng)的硫酸鋅溶液凈化過(guò)程中存在鋅粉利用效率低、鋅粉消耗用量大(一般加入量為銅、鎘、鈷和鎳的總質(zhì)量的3-5倍甚至更高)、硫酸鋅溶液溫度條件嚴(yán)格、過(guò)程通常需要兩次以上液固分離、整體生產(chǎn)過(guò)程能耗大、且生產(chǎn)成本高的問(wèn)題。因此，硫酸鋅溶液的凈化方法有待于進(jìn)一步改進(jìn)。

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種低耗量鋅粉凈化硫酸鋅溶液的方法，同時(shí)工藝流程簡(jiǎn)單、易于實(shí)施、降低能耗，可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的硫酸鋅溶液凈化方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明人進(jìn)行了銳意研究，提供了一種低耗量鋅粉除去硫酸鋅溶液中金屬雜質(zhì)的方法，包括鋅粉通過(guò)加壓設(shè)備，以非氧化性流體為保護(hù)介質(zhì)和噴吹動(dòng)力，以噴射流的方式射入硫酸鋅溶液中，伴隨超聲進(jìn)行凈化處理，獲得凈化后的合格硫酸鋅溶液。根據(jù)本發(fā)明提供的凈化硫酸鋅溶液的方法可以顯著降低鋅粉耗量、縮短凈化時(shí)間、節(jié)約凈化動(dòng)力消耗和能耗，從而顯著降低處理成本，避免作業(yè)環(huán)境的惡化，從而完成本發(fā)明。

本發(fā)明的目的在于提供以下技術(shù)方案：

(1)一種低耗量鋅粉凈化硫酸鋅溶液的方法，該方法包括將鋅粉以噴射流形式通入到硫酸鋅溶液中，并對(duì)反應(yīng)體系施加超聲波進(jìn)行凈化處理，獲得凈化后的硫酸鋅溶液。

(2)根據(jù)上述(1)所述的方法，該方法還包括對(duì)鋅粉進(jìn)行加熱處理，使其以高溫鋅粉的形式加入硫酸鋅溶液中。

(3)根據(jù)上述(2)所述的方法，通過(guò)微波加熱方式獲得高溫鋅粉。

(4)根據(jù)上述(1)或(3)所述的方法，采用鋅粉進(jìn)行硫酸鋅溶液凈化時(shí)，所述鋅粉的加入量為硫酸鋅溶液中待去除的金屬雜質(zhì)總質(zhì)量的1.2～2.5倍，優(yōu)選為1.5～2.0倍；