專利名稱：鋅液凈化后所得濾渣及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濕法煉鋅中的硫酸鋅溶液(下稱鋅液)凈化工藝，具體涉及將中性浸出液中的雜質(zhì)除至規(guī)定的限度以下，以滿足電解沉積時(shí)對(duì)新液要求的過(guò)程。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的鋅液凈化方法大多是先將中性浸出液導(dǎo)入濃密機(jī)中進(jìn)行濃縮處理，然后再將濃縮處理后的上清液(即中上清)進(jìn)行鋅粉置換處理。比如，CN101994005A的附圖I即示出了對(duì)上清液先后進(jìn)行三段凈化，第一段凈化除銅，第二段凈化除鈷、鎳，第三段凈化除鎘，且每一段凈化后均通過(guò)固一液分離過(guò)濾得到除雜后的鋅液的過(guò)程。也有的鋅廠直接將中性浸出液進(jìn)行鋅粉置換處理。比如，“電解鋅廠鋅凈液工藝設(shè)計(jì)，楊蓮，工程設(shè)計(jì)與研究，總第119期，2006年6月”一文的流程圖中即示出了對(duì)中性浸出 液先后進(jìn)行三段凈化，第一段凈化除銅、鎘，第二段凈化除鈷、鎳，第三段凈化再次除鎘，且每一段凈化后均通過(guò)固一液分離過(guò)濾得到除雜后的鋅液的過(guò)程。總之，從目前所反映出的對(duì)鋅液凈化工藝的研究趨勢(shì)表明，人們對(duì)鋅液凈化工藝的改良往往集中于鋅粉置換過(guò)程，而在置換反應(yīng)開始前就對(duì)中性浸出液或是中性浸出液沉淀后得到的上清液進(jìn)行處理的方面卻很少涉及。即便如此，鎘的深度凈化問題始終沒有徹底解決。其中，比較重要的原因在于現(xiàn)有的鋅液凈化過(guò)程基本上都采用濾布作為固一液分離過(guò)濾時(shí)的過(guò)濾元件，而一般濾布的過(guò)濾精度有限，容易導(dǎo)致鎘穿濾；同時(shí)，置換出的鎘又特別容易反溶。因此，上面給出的兩篇參考文件均采取了三段凈化工藝，并且最后一段凈化都涉及除鎘，可見其根本目的還是想要提高鎘的凈化水平。很顯然，三段凈化工藝的流程較長(zhǎng)，并且要消耗大量鋅粉。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決的技術(shù)問題首先是提供一種鋅液凈化中的除鎘工藝，以達(dá)到較好的除鎘效果。其次，本發(fā)明還要提供一種凈化效果理想的鋅液凈化方法以及由該方法所得到的濾渣，該濾渣中純度較高的固體鋅，以便后續(xù)利用。首先，本發(fā)明鋅液凈化中的除鎘工藝包括的步驟為1)對(duì)中性浸出液或由中性浸出液沉淀后得到的上清液進(jìn)行除膠體處理，得到膠體含量為50mg/L以下的鋅液；2)通過(guò)鋅粉置換法在鋅液中至少置換出鎘；3)對(duì)含有雜質(zhì)鎘的鋅液進(jìn)行固-液分離過(guò)濾，其中，將過(guò)濾時(shí)間控制在60分鐘以內(nèi)，將過(guò)濾精度控制在10微米以下。中性浸出液或由中性浸出液沉淀后得到的上清液中的膠體主要為硅膠、鐵膠等物質(zhì)，這些膠體物質(zhì)在鋅液中以團(tuán)聚的形態(tài)存在。一般中上清中的膠體含量約為lg/L左右，而中性浸出液中的膠體含量則更大。由于這些膠體物質(zhì)的存在，一是降低了鋅粉置換效果，二是阻礙固一液分離過(guò)濾，因而極大的影響了除鎘的效果。有鑒于此，本發(fā)明創(chuàng)造性的采取了先對(duì)中性浸出液或上清液進(jìn)行除膠體處理，然后再通過(guò)鋅粉置換法加固一液分離過(guò)濾的方式，并對(duì)除膠體處理后鋅液中的膠體含量以及固一液分離過(guò)濾時(shí)的過(guò)濾時(shí)間、過(guò)濾精度這些關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了選擇搭配，確定了最終的除鎘工藝。在本發(fā)明之前，為了除鎘而通過(guò)鋅粉置換法對(duì)中性浸出液或由中性浸出液沉淀后得到的上清液進(jìn)行一段凈化后，再通過(guò)固一液分離過(guò)濾所制得的鋅液中的鎘含量一般在20 50mg/L左右；試驗(yàn)表明，本發(fā)明中通過(guò)鋅粉置換法對(duì)中性浸出液或由中性浸出液沉淀后得到的上清液進(jìn)行一段凈化后，再通過(guò)固一液分離過(guò)濾而制得的鋅液中鎘離子的含量為2mg/L以下。在本發(fā)明除鎘工藝的步驟I)中，可通過(guò)不同方式實(shí)現(xiàn)除膠體處理。例如，可向鋅液中加絮凝劑或電解質(zhì)使膠體物質(zhì)沉淀。但作為優(yōu)選方案，該步驟I)是通過(guò)對(duì)中性浸出液或上清液進(jìn)行膜過(guò)濾來(lái)實(shí)現(xiàn)的。膜過(guò)濾不僅可以除去鋅液中的膠體物質(zhì)，還可以除去ZnFeO2等固體雜質(zhì)，使置換反應(yīng)前的鋅液品質(zhì)更好，進(jìn)一步提高鋅液凈化效果。為了避免濾餅形成過(guò)快而降低過(guò)濾通量，該步驟I)最好是通過(guò)對(duì)中性浸出液或上清液進(jìn)行錯(cuò)流膜過(guò)濾來(lái)實(shí)現(xiàn)。錯(cuò)流過(guò)濾對(duì)除膠體有特殊的效果錯(cuò)流過(guò)濾的剪切力能夠有效防止膠體附著在濾芯表面，從而減少濾餅層的厚度，保證過(guò)濾通量。上述步驟3)同樣建議采用膜過(guò)濾。為便于實(shí)現(xiàn)快速過(guò)濾，其中最好采用終端膜過(guò)濾。本發(fā)明的鋅液凈化方法，包括的步驟為1)對(duì)中性浸出液或由中性浸出液沉淀后得到的上清液進(jìn)行除膠體處理，得到膠體含量為50mg/L以下的鋅液；2)通過(guò)第一次鋅粉置換法對(duì)鋅液進(jìn)行一段凈化至少除銅、鎘；3)對(duì)含有固體雜質(zhì)銅、鎘的鋅液進(jìn)行固一液分離過(guò)濾，其中，將過(guò)濾時(shí)間控制在60分鐘以內(nèi)，將過(guò)濾精度控制在10微米以下；4)對(duì)固一液分離過(guò)濾后的鋅液進(jìn)行二段凈化至少除鈷、鎳；5)對(duì)含有固體雜質(zhì)鈷、鎳的鋅液進(jìn)行固一液分離過(guò)濾，分別得到新液和濾渣。試驗(yàn)表明，由上述方法所得到的濾渣中銅、鎘、鈷三種固體物質(zhì)分別與固體鋅的重量比為 Cu :Cd :Co :Zn= (0. 01 0. 2):(0 0. 001):(0. 5 I. 5):100。可見，該濾渣中固體鎘與固體鋅的重量比小于IX 10_5，鎘含量極低。上述鋅液凈化方法中，既可通過(guò)第二次鋅粉置換法對(duì)鋅液進(jìn)行二段凈化除鈷、鎳，也可加入黃藥、￠-萘酚除鈷、鎳。基于已陳述的理由，所述步驟I)是通過(guò)對(duì)中性浸出液或上清液進(jìn)行膜過(guò)濾來(lái)實(shí)現(xiàn)的?；谝殃愂龅睦碛?，所述步驟I)通過(guò)對(duì)中性浸出液或上清液進(jìn)行錯(cuò)流膜過(guò)濾來(lái)實(shí)現(xiàn)。作為對(duì)上述鋅液凈化方法的進(jìn)一步的改進(jìn)，將步驟5)中所得的濾渣作為上述步驟中進(jìn)行鋅粉置換法所使用的鋅粉原料。由于通過(guò)一段凈化并對(duì)含有固體雜質(zhì)銅、鎘的鋅液進(jìn)行固一液分離過(guò)濾后，過(guò)濾出的鋅液中鎘離子的含量已極大地下降，因此，通過(guò)二段凈化并對(duì)含有固體雜質(zhì)鈷、鎳的鋅液進(jìn)行固一液分離過(guò)濾的濾渣中僅含有極少量的鎘，在這種情況下，完全可以將該濾渣返回到前面的步驟中作為進(jìn)行鋅粉置換法所使用的鋅粉原料，從而在幾乎不對(duì)鋅液凈化過(guò)程造成任何不利影響(主要是幾乎不會(huì)向鋅液中引入雜質(zhì)鎘)的情況下顯著地降低了鋅粉的用量。以往，由于鋅液凈化后的濾渣中鎘含量較高，因此本領(lǐng)域技術(shù)人員是不可能將該濾渣作為鋅粉原料來(lái)使用的。
其中，對(duì)于所述步驟3)和步驟4)，至少步驟3)中采用了膜過(guò)濾。其中，對(duì)于所述步驟3)和步驟4)，至少步驟3)中采用了終端膜過(guò)濾。
本發(fā)明所提供的一種鋅液凈化后所得濾渣，其中固體鎘與固體鋅的重量比小于1X10'該濾渣是作為鋅液凈化中使用鋅粉置換法時(shí)所采用的鋅粉原料。該濾渣由以下鋅液凈化方法所得到，該方法包括的步驟為1)對(duì)中性浸出液或由中性浸出液沉淀后得到的上清液進(jìn)行除膠體處理，得到膠體含量為50mg/L以下的鋅液；2)通過(guò)第一次鋅粉置換法對(duì)鋅液進(jìn)行一段凈化至少除銅、鎘；3)對(duì)含有固體雜質(zhì)銅、鎘的鋅液進(jìn)行固一液分離過(guò)濾，其中，將過(guò)濾時(shí)間控制在60分鐘以內(nèi)，將過(guò)濾精度控制在10微米以下；4)對(duì)固一液分離過(guò)濾后的鋅液進(jìn)行二段凈化至少除鈷、鎳；5)對(duì)含有固體雜質(zhì)鈷、鎳的鋅液進(jìn)行固一液分離過(guò)濾，分別得到新液和濾渣。其中，所述步驟I)是通過(guò)對(duì)中性浸出液或上清液進(jìn)行膜過(guò)濾來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其中，所述步驟I)是通過(guò)對(duì)中性浸出液或上清液進(jìn)行錯(cuò)流膜過(guò)濾來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
進(jìn)一步的是，所述步驟I)中通過(guò)對(duì)中性浸出液或上清液進(jìn)行除膠體處理后得到膠體含量為10mg/L以下的鋅液。其中，通過(guò)第二次鋅粉置換法對(duì)鋅液進(jìn)行二段凈化至少除鈷、鎳。其中，對(duì)于所述步驟3)和步驟4)，至少步驟3)中采用了膜過(guò)濾。其中，對(duì)于所述步驟3)和步驟4)，至少步驟3)中采用了終端膜過(guò)濾。上述鋅液凈化后所得濾渣的制備方法，包括的步驟為1)對(duì)中性浸出液或由中性浸出液沉淀后得到的上清液進(jìn)行除膠體處理，得到膠體含量為50mg/L以下的鋅液；2)通過(guò)第一次鋅粉置換法對(duì)鋅液進(jìn)行一段凈化至少除銅、鎘；3)對(duì)含有固體雜質(zhì)銅、鎘的鋅液進(jìn)行固一液分離過(guò)濾，其中，將過(guò)濾時(shí)間控制在60分鐘以內(nèi)，將過(guò)濾精度控制在10微米以下；4)對(duì)固一液分離過(guò)濾后的鋅液進(jìn)行二段凈化至少除鈷、鎳；5)對(duì)含有固體雜質(zhì)鈷、鎳的鋅液進(jìn)行固-液分離過(guò)濾，分別得到新液和濾渣。


圖I為本發(fā)明鋅液凈化方法具體實(shí)施方式
的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式某鋅廠的中性浸出液沉淀后得到的上清液中銅、鎘、鈷離子的含量分別為400mg/L、550mg/L、25mg/L，經(jīng)測(cè)，該溶液中的膠體含量約為lg/L。該鋅廠目前采用三段凈化工藝，首先，通過(guò)第一次鋅粉置換法對(duì)上清液進(jìn)行一段凈化至少除銅、鎘；然后，對(duì)含有固體雜質(zhì)銅、鎘的鋅液進(jìn)行固一液分離過(guò)濾，過(guò)濾時(shí)采用板框過(guò)濾機(jī)，該板框過(guò)濾機(jī)中濾布的過(guò)濾精度為40-50微米,過(guò)濾時(shí)間為60分鐘；此后,通過(guò)第二次鋅粉置換法對(duì)鋅液進(jìn)行二段凈化至少除鈷、鎳；然后，對(duì)含有固體雜質(zhì)鈷、鎳的鋅液進(jìn)行固一液分離過(guò)濾，過(guò)濾時(shí)采用相同的板框過(guò)濾機(jī)，過(guò)濾時(shí)間為40分鐘；此后，再通過(guò)第三次鋅粉置換法對(duì)鋅液進(jìn)行三段凈化至少除鎘；然后采用相同的板框過(guò)濾機(jī)對(duì)含有固體雜質(zhì)鎘的鋅液進(jìn)行固一液分離過(guò)濾，分別得到新液和濾渣。經(jīng)測(cè)，經(jīng)一段凈化并過(guò)濾后鋅液中銅、鎘、鈷離子的含量分別為12mg/L、50mg/L、20mg/L ;二段凈化并過(guò)濾后鋅液中銅、鎘、鈷離子的含量分別為0. 4mg/L、2. Omg/L、
I.5mg/L ;三段凈化并過(guò)濾后鋅液中銅、鎘、鈷離子的含量分別為0. Img/L、0. 8mg/L、l. Omg/L0
如圖I所示，本發(fā)明針對(duì)同樣的上清液采用了以下方法，其步驟為1)采用了錯(cuò)流膜過(guò)濾對(duì)上清液進(jìn)行除膠體處理，得到膠體含量為50mg/L以下的鋅液；2)通過(guò)第一次鋅粉置換法(采用現(xiàn)有鋅粉置換法除銅、鎘的工藝條件)對(duì)鋅液進(jìn)行一段凈化至少除銅、鎘；3)采用了終端膜過(guò)濾對(duì)含有固體雜質(zhì)銅、鎘的鋅液進(jìn)行固一液分離過(guò)濾，其中，將過(guò)濾時(shí)間控制在60分鐘以內(nèi)，將過(guò)濾精度控制在10微米以下；4)通過(guò)第二次鋅粉置換法(采用現(xiàn)有鋅粉置換法除鈷、鎳的工藝條件)對(duì)固一液分離過(guò)濾后的鋅液進(jìn)行二段凈化至少除鈷、鎳；5)采用了終端膜過(guò)濾對(duì)含有固體雜質(zhì)鈷、鎳的鋅液進(jìn)行固一液分離過(guò)濾，分別得到新液和濾渣；該濾渣作為上述步驟中進(jìn)行鋅粉置換法所使用的鋅粉原料從而返回到一段凈化和二段凈化工序；整個(gè)鋅液凈化過(guò)程中過(guò)濾產(chǎn)生的渣通過(guò)第一次終端膜過(guò)濾出口排放。以下通過(guò)5組實(shí)施例(編號(hào)I 5)對(duì)本發(fā)明鋅液凈化方法做具體說(shuō)明，詳細(xì)情況見表I。另外，經(jīng)測(cè)，上述5組實(shí)施例在二段凈化工序后的濾渣中銅、鎘、鈷三種固體物質(zhì)分別與固體鋅的重量比為 Cu Cd Co Zn= (0. 01 0. 2):(0 0. 001):(0. 5 I. 5):100,即濾渣中固體鎘與固體鋅的重量比均小于IX 10_5，鎘含量極低。特別說(shuō)明 I、上述術(shù)語(yǔ)“過(guò)濾時(shí)間”是指特定量的鋅液從開始過(guò)濾到全部過(guò)濾完成的時(shí)間。2、對(duì)鋅液的膠體含量可采用濁度測(cè)定中的重量法、分光光度法等方法測(cè)定。表I
Ii~除膠體后溶液一段凈化后的過(guò)二段汴化后的過(guò)-段凈化.并過(guò)濾后洛液屮部二段凈化弗過(guò)濾后溶液
權(quán)利要求
1.鋅液凈化后所得濾渣，其特征在于該濾渣中固體鎘與固體鋅的重量比小于1X10。
2.如權(quán)利要求I所述的鋅液凈化后所得濾渣，其特征是該濾渣是作為鋅液凈化中使用鋅粉置換法時(shí)所采用的鋅粉原料。
3.如權(quán)利要求I或2所述的鋅液凈化后所得濾渣，其特征是該濾渣由以下鋅液凈化方法所得到，該方法包括的步驟為1)對(duì)中性浸出液或由中性浸出液沉淀后得到的上清液進(jìn)行除膠體處理，得到膠體含量為50mg/L以下的鋅液；2)通過(guò)第一次鋅粉置換法對(duì)鋅液進(jìn)行一段凈化至少除銅、鎘；3)對(duì)含有固體雜質(zhì)銅、鎘的鋅液進(jìn)行固一液分離過(guò)濾，其中，將過(guò)濾時(shí)間控制在60分鐘以內(nèi)，將過(guò)濾精度控制在10微米以下；4)對(duì)固一液分離過(guò)濾后的鋅液進(jìn)行二段凈化至少除鈷、鎳；5)對(duì)含有固體雜質(zhì)鈷、鎳的鋅液進(jìn)行固一液分離過(guò)濾，分別得到新液和濾渣。
4.如權(quán)利要求3所述的鋅液凈化后所得濾渣，其特征是所述步驟I)是通過(guò)對(duì)中性浸出液或上清液進(jìn)行膜過(guò)濾來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
5.如權(quán)利要求4所述的鋅液凈化后所得濾渣，其特征是所述步驟I)是通過(guò)對(duì)中性浸出液或上清液進(jìn)行錯(cuò)流膜過(guò)濾來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
6.如權(quán)利要求3所述的鋅液凈化后所得濾渣，其特征是其特征是所述步驟I)中通過(guò)對(duì)中性浸出液或上清液進(jìn)行除膠體處理后得到膠體含量為10mg/L以下的鋅液。
7.如權(quán)利要求3所述的鋅液凈化后所得濾渣，其特征是通過(guò)第二次鋅粉置換法對(duì)鋅液進(jìn)行二段凈化至少除鈷、鎳。
8.如權(quán)利要求3所述的鋅液凈化后所得濾渣，對(duì)于所述步驟3)和步驟4)，至少步驟3)中采用了膜過(guò)濾。
9.如權(quán)利要求8所述的鋅液凈化后所得濾渣，對(duì)于所述步驟3)和步驟4)，至少步驟3)中采用了終端膜過(guò)濾。
10.權(quán)利要求I或2所述的鋅液凈化后所得濾渣的制備方法，包括的步驟為1)對(duì)中性浸出液或由中性浸出液沉淀后得到的上清液進(jìn)行除膠體處理，得到膠體含量為50mg/L以下的鋅液；2)通過(guò)第一次鋅粉置換法對(duì)鋅液進(jìn)行一段凈化至少除銅、鎘；3)對(duì)含有固體雜質(zhì)銅、鎘的鋅液進(jìn)行固一液分離過(guò)濾，其中，將過(guò)濾時(shí)間控制在60分鐘以內(nèi)，將過(guò)濾精度控制在10微米以下；4)對(duì)固-液分離過(guò)濾后的鋅液進(jìn)行二段凈化至少除鈷、鎳；5)對(duì)含有固體雜質(zhì)鈷、鎳的鋅液進(jìn)行固一液分離過(guò)濾，分別得到新液和濾渣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋅液凈化后所得濾渣及其制備方法。該濾渣中純度較高的固體鋅，可作為鋅液凈化中使用鋅粉置換法時(shí)所采用的鋅粉原料。該濾渣中固體鎘與固體鋅的重量比小于1×10-5。該濾渣由以下鋅液凈化方法所得到，該方法包括的步驟為1)對(duì)中性浸出液或由中性浸出液沉淀后得到的上清液進(jìn)行除膠體處理，得到膠體含量為50mg/L以下的鋅液；2)通過(guò)第一次鋅粉置換法對(duì)鋅液進(jìn)行一段凈化至少除銅、鎘；3)對(duì)含有固體雜質(zhì)銅、鎘的鋅液進(jìn)行固－液分離過(guò)濾，其中，將過(guò)濾時(shí)間控制在60分鐘以內(nèi),將過(guò)濾精度控制在10微米以下；4)對(duì)固－液分離過(guò)濾后的鋅液進(jìn)行二段凈化至少除鈷、鎳；5)對(duì)含有固體雜質(zhì)鈷、鎳的鋅液進(jìn)行固－液分離過(guò)濾，分別得到新液和濾渣。
文檔編號(hào)C22B19/00GK102676845SQ20121013786
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月7日
發(fā)明者張祥劍, 汪濤, 莫代林, 高麟 申請(qǐng)人:成都易態(tài)科技有限公司