[發明專利]一種含鋅廢物制備高純硫酸鋅的方法

在審

• 申請號: 202010835906.0
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN112093818A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 李浩然;劉順亮;馮雅麗;詹靖
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C01G9/06
• 分類號: C01G9/06
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 武玥;張紅生

本發明公開一種含鋅廢物制備高純硫酸鋅的方法，在溫度40?80℃，pH＝2.5?6.5的含銅、錳、鐵、鉛、鉻、鎘、鋁和鎳等雜質的硫酸鋅溶液中，以過硫酸物質為反應促發劑進行預處理，過濾分離，濾液中加入鋅粉還原，再次過濾分離，即得到純度較高的硫酸鋅溶液。該方法能有效地去除含鋅固廢原料所得的硫酸鋅溶液中的銅、錳、鐵、鉛、鉻、鎘、鋁和鎳，增加硫酸鋅的產量，且不引入影響后續加工的離子，工藝過程簡單，成本低，無需復雜設備，具有良好的工業應用前景。

技術領域

本發明屬固廢資源化利用技術領域，具體地，涉及一種含鋅廢物制備高純硫酸鋅的方法。

背景技術

隨著經濟的發展，固廢資源化利用越來越備受關注，其中鋼鐵廠含鋅貴金屬煙氣和含鋅鉛粉塵、冶金含鋅塵泥、高爐除塵灰、電爐除塵灰、高爐瓦斯泥、轉爐OG泥及磷化污泥、鉛鋅尾礦、含鋅電鍍廢水、鉛鋅冶煉廢水、熱鍍鋅工廠排出的高濃度廢液、廢干電池，以及廢銅鋅合金濾料、醇類脫氫制醛和酮生產中的廢銅鋅合金催化劑等，已經成為當下主要的含鋅三廢來源，其常伴有銅、錳、鐵、鉛、鉻、鋁、鎳等雜質元素離子，成為制約利用其制備硫酸鋅高純品及應用的關鍵因素。例如，當硫酸鋅中鈷含量大于1mg/L時，會導致鋅電解系統電流效應降低，嚴重時發生板結現象。而銅、隔離子含量超標時，無法合成高純0^#鋅產品。當錳、鐵、鉛、鉻、鋁、鎳離子含量超標時，所合成的硫化鋅產品無論是從色度還是遮蓋率等方面都會大打折扣。因此，濕法煉鋅工藝對硫酸鋅溶液中雜質元素含量有嚴格的規定，成品硫酸鋅中雜質含量不應高于0.8ppm，有些應用領域對更雜質含量要求更低。

目前，鋅粉置換法仍是硫酸鋅溶液脫除錳、鐵、鉛、鉻、鋁、鎳的經典工藝，其中，正向和逆向凈化在該工藝中應用廣泛。但兩種凈化方向均存在多段操作，工藝流程長、成本高等缺點。Zn/Zn²⁺、Cd/Cd²⁺、Cr/Cr³⁺、Co/Co²⁺、Ni/Ni²⁺和Cu/Cu²⁺的標準電極電位分別為-0.763V、-0.403V、-0.913V、-0.277V、-0.257V和0.377V，可以看出鋅粉先置換鈷，后置換鎳、銅和鎘等，因此銅容易脫除，鎘稍困難，操作不當容易出現反溶現象，影響正常生產；并且除鎳過程中還需要提供少量銅離子，進而加大處理成本和時間。中國專利CN107253801B公開了一種高錳酸鉀預氧化-生物錳氧化聯合去除水中有機物的方法，高錳酸鉀預氧化的作用下，雖然能高效去除水體有機物，但會伴有二價錳生成，造成水體出現重金屬污染現象，需要通過外加錳氧化細菌對其進行后期處理，以消除高錳酸鉀預氧化過程中所產生的二價錳污染問題；中國專利申請CN103214119A公開一種去除含溴離子飲用水中溴離子的方法，在高錳酸鉀預氧化、聚合氯化鋁和三氯化鐵的共同作用下，可有效控制后續臭氧氧化溴酸鹽和消毒階段溴類消毒副產物生成，具有廣闊的應用前景，但反應過程中高錳酸鉀的分解受體系酸度影響較大，需將pH控制在6～9之間；體系偏堿易生成錳酸根，偏酸易生成二價錳離子，僅在pH 6～9中性條件下才能生成二氧化錳沉淀。高錳酸鉀作為氧化劑對體系pH條件要求苛刻，且難以控制。且當水體中含有過高濃度鐵錳離子，對紡織、印刷、造紙行業的質量產生較大影響，使產品的顏色和色澤降低。在管道輸送方面，在富鐵的環境下，錳離子極易附著在管道上被氧化，進而生成鐵錳沉淀物，降低管道的輸水能力，沉淀物的剝落對自來水水質產生很大影響，極易出現“紅水”現象或“黑水”現象，甚至造成阻塞，降低管道的使用壽命。氯氣作為反應促發劑時，雖然增大了酸度適應性，但難存儲、易腐蝕存儲設備危險性較高。

發明內容