一種鋅冶煉浸出液凈化除鈷方法及其所用凈化劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種鋅冶煉浸出液凈化除鈷方法，所述方法包括三段凈化，一段凈化通過采用鋅粉，除去銅和鎘，一段凈化后鎘的含量為Cd<0.01g/L；二段凈化通過采用鋅粉和硫酸銅，除去砷和銻，二段凈化后砷和銻的含量分別為Sb﹤0.00015g/L、As﹤0.00015g/L；三段凈化通過采用凈化劑、活化劑和活性炭，進一步除去余下的鎘及除去大部分Co，三段凈化后鎘和鈷的含量分別為Cd﹤0.001g/L，Co﹤0.0004g/L，然后通過采用活性炭將除去的鎘吸附，得到鈷渣。本發(fā)明所述方法采用特定的凈化劑、凈化溫度、凈化時間等的組合，能夠使鋅粉消耗量顯著下降55%以上，已經(jīng)除去的Co不易復(fù)溶，具有較高的除Co率，且成本較低。另外，本發(fā)明還公開了所述方法中用到的凈化劑。
【專利說明】一種鋅冶煉浸出液凈化除鈷方法及其所用凈化劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有色金屬鋅冶煉浸出液的凈化處理方法及所用的凈化劑，尤其是一種鋅冶煉浸出液凈化除鈷方法以及所述方法中用到的凈化劑。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)外對鋅冶煉浸出液凈化除Co技術(shù)做了很多研究，國內(nèi)外鋅冶煉企業(yè)廣泛使用的技術(shù)有鋅粉置換法和化學(xué)沉淀法兩大類，鋅粉置換法又細分為砷鹽凈化法、銻鹽凈化法和合金鋅粉凈化法，化學(xué)沉淀法亦有黃藥除鈷法和β -萘酚除鈷法兩個分支。
[0003]砷鹽凈化法。砷鹽凈化法是基于在Cu2+存在及80~90°C的條件下，在攪拌的情況下加鋅粉及As2O3 (或砷酸鈉)使鈷沉淀析出。在砷鹽凈化階段，大多數(shù)企業(yè)采用兩段凈化流程除Co，即第一段在高溫(80~95°C)下加鋅粉、硫酸銅和As2O3除Co、Cu等雜質(zhì)；第二階段低溫(45~65°C)加鋅粉除鎘。凈化原理為硫酸銅液與Zn粉反應(yīng)，在鋅粉表面沉積銅，形成Cu-Zn微電池，由于該微電池的電位差比Co-Zn微電池的電位差大，因而使鈷易于在Cu-Zn微電池陰極上放電還原，形成Zn-Cu-Co合金。而這時的Co仍不穩(wěn)定,容易復(fù)溶。而加入砷鹽后，As3+也在Cu-Zn-Co微電池上還原，形成穩(wěn)定的As-Cu-Co (-Zn)合金,從而使Co2+降到電積所需的濃度范圍內(nèi)。
[0004]銻鹽凈化法。銻鹽凈化法與砷鹽凈化法類似，但凈化的溫度與砷鹽凈化法相反。銻活化劑有Sb2O3、銻粉及酒石酸銻鈉、酒石酸銻鉀和鉛銻合金等銻鹽化合物，其實質(zhì)是Sb作用，因此統(tǒng)稱銻鹽凈化法，其原理:第一步，在50~60°C較低溫度下，加鋅除銅、鎘，使銅和鎘的含量小于0.lmg/L和0.25mg/L ;第二步，在90°C的高溫下，加鋅粉及銻活性劑除Co及其他微量雜質(zhì)。以3g/L的鋅量和0.3~0.5mg/L的銻量計算，加入鋅粉和Sb2O3除Co，使鈷含量小于0.3mg/L。還可`以用含銻鋅粉或其他含銻物料，比如酒石酸銻鉀、銻酸鈉等。
[0005]合金凈化法。合金凈化法采用Zn-Sb、Zn-Pb、Zn-Pb-Sb合金鋅粉替代純鋅粉。合計鋅粉一般Sb < 2%、Pb < 3%。合金鋅粉中銻的存在可使鈷的析出電位變正；鉛的存在則可防止鈷的復(fù)溶。
[0006]黃藥除Co法。黃藥是有機磺酸鹽，常用的有乙基磺酸鈉(C2H5OCS2Na)15黃藥除Co法是在有硫酸銅存在的條件下，除銅鎘后的溶液中的三價鈷與黃藥作用，生產(chǎn)難溶的磺酸鈷而沉淀。硫酸銅起使Co2+氧化成Co3+的作用，也可采用空氣、硫酸鐵、高錳酸鉀作為氧化劑。黃藥除Co的條件:除Co溫度控制在35~40°C，溫度過低，反應(yīng)速度變慢，溫度過高黃藥會受熱分解；一般控制溶液的PH值為5.2~5.6，過高會增加黃藥的消耗，降低操作效率。黃藥由于能與銅、鎘等生產(chǎn)化合物，故黃藥除鈷前應(yīng)先凈化除去銅、鎘、砷、銻、鐵等雜質(zhì)。
[0007]β -萘酚除鈷法。β -萘酚除鈷法是向鋅溶液中加入β -萘酚、NaOH和HNO2,再加廢電解液，使溶液酸度達到0.5g/LH2S04,控制凈化溫度為65~75°C，攪拌Ih，溶液中的Co2+以亞硝酸基-β -萘酚鈷沉淀下來。試劑消耗為鈷量的13~15倍，因該試劑也與銅、鎘、鐵形成化合物，故在凈化除銅、鎘之后進行。
[0008]上述傳統(tǒng)的鋅冶煉浸出液凈化除Co方法存在諸多缺陷，砷鹽凈化法中加入砷鹽與酸反應(yīng)易形成AsH3有毒氣體；銻鹽凈化法易發(fā)生副反應(yīng)使已沉淀的鈷發(fā)生復(fù)溶；合金鋅粉法除Co效果與鋅粉合金的結(jié)晶狀態(tài)與粒度有密切聯(lián)系，對銻的含量、鋅粉的制造方法、鋅粉合金的結(jié)晶狀態(tài)和粒度有較高的妖氣；黃藥除鈷法和萘酚除鈷法試劑昂貴，生產(chǎn)成本居高不下，工業(yè)上極少被采用。
[0009]目前，鋅冶煉行業(yè)出現(xiàn)了一種新的浸出液凈化除Co添加劑。CN101988155A中公開了一種濕法煉鋅凈化除鈷用復(fù)合添加劑。用冶金中間產(chǎn)物經(jīng)配料、研磨和干燥處理后95~100%的物料粒度能過0.074mm篩孔，即得復(fù)合添加劑。通過若干次工藝技術(shù)篩選和生產(chǎn)實踐證明，確定最佳配方組合為，Sb含量為57.20%, As含量為3.68%，Pb含量為5.17%，其中80.38%的Sb以Sb2O3的形式存在，95.24%的As以SbAsO4的形式存在。該專利技術(shù)所述的復(fù)合添加劑具有制備簡單、凈化過程不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)勢。但CN101988155A公開的方法中因除Co效果與復(fù)合添加劑的各成分含量有密切關(guān)系，除雜效果難以保證，該方法中鈷去除效率仍較低(凈化后液鈷含量僅可保證< 1.0mg/L)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種鋅冶煉浸出液凈化除鈷所用的凈化劑。同時，本發(fā)明的另一個目的在于提供一種不會發(fā)生二次污染、鋅粉單耗顯著下降、已除去的Co不易復(fù)溶、除Co效率高、采用所述凈化劑的鋅冶煉浸出液凈化除鈷方法。
[0011]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:一種鋅冶煉浸出液凈化除鈷用凈化劑，其包含大分子立體網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的類分子篩聚合物，所述類分子篩聚合物的網(wǎng)孔徑與所述鋅冶煉浸出液中鈷的半徑大小相同。
[0012]本發(fā)明所述鋅冶煉浸出液凈化除鈷用凈化劑，其主要組分為大分子立體網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的類分子篩聚合物，其網(wǎng)孔徑與所述鋅冶煉浸出液中鈷的半徑大小相應(yīng)，在除鈷過程中，能夠使得與所述類分子篩聚合物的網(wǎng)孔徑尺寸相匹配的鈷離子等嵌入并吸附在所述類分子篩聚合物的網(wǎng)孔內(nèi)，并通過共沉淀壓濾除去。所述凈化劑中類分子篩聚合物的網(wǎng)孔徑根據(jù)Co的半徑設(shè)計,具有高度選擇性,與Co形成極為穩(wěn)定的螯合物。
[0013]作為本發(fā)明所述鋅冶煉浸出液凈化除鈷用凈化劑的優(yōu)選實施方式，所述類分子篩聚合物為水溶性螯合樹脂。所述類分子篩聚合物為水溶性螯合樹脂，能夠容易的溶解于水溶液中。
[0014]作為本發(fā)明所述鋅冶煉浸出液凈化除鈷用凈化劑的優(yōu)選實施方式，所述凈化劑的比重為1.1~1.15，pH為7~9。
[0015]作為本發(fā)明所述鋅冶煉浸出液凈化除鈷用凈化劑的優(yōu)選實施方式，所述類分子篩聚合物的分子結(jié)構(gòu)式為:
[0016]
【權(quán)利要求】
1.一種鋅冶煉浸出液凈化除鈷用凈化劑，其特征在于，其包含大分子立體網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的類分子篩聚合物，所述類分子篩聚合物的網(wǎng)孔徑與所述鋅冶煉浸出液中鈷的半徑大小相同。
2.如權(quán)利要求1所述的鋅冶煉浸出液凈化除鈷用凈化劑，其特征在于，所述類分子篩聚合物為水溶性螯合樹脂。
3.如權(quán)利要求1所述的鋅冶煉浸出液凈化除鈷用凈化劑，其特征在于，所述凈化劑的比重為1.1~1.15，pH為7~9。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的鋅冶煉浸出液凈化除鈷用凈化劑，其特征在于，所述類分子篩聚合物的分子結(jié)構(gòu)式為:
5.一種鋅冶煉浸出液凈化除鈷方法，其特征在于，包含以下步驟: (O 一段凈化:將鋅冶煉浸出液的上清液置于一凈罐中，送樣測Cu、Cd含量，控制上清液的溫度為50~55°C，按照Cu+Cd含量的I~1.5倍計算鋅粉用量，緩慢加入2/3計算量的鋅粉，攪拌20分鐘后，加入剩余的鋅粉，攪拌5~10分鐘后停止攪拌，送樣檢測Cd〈0.01g/L后壓濾，得銅鎘渣和一凈后液； (2)二段凈化:將一凈后液置于二凈罐中，送樣測Sb和As含量，升溫到70~80°C，每升一凈后液加入4/7g鋅粉和3/70g硫酸銅，攪拌30分鐘后，再按照每升一凈后液加入3/14g鋅粉，再攪拌5分鐘后停止攪拌，取樣送檢，如二段凈化前Sb < 0.0003g/L,As < 0.0003g/L可直接壓濾，否則要等二段凈化后送樣檢測Sb < 0.00015g/L、As < 0.00015g/L后壓濾，得砷銻渣和二凈后液； (3)三段凈化:將二凈后液置于三凈罐中，送樣測Cd、Co、Ni含量，按照Cd+Co含量的20~25倍加入凈化劑水溶液，升溫到70~80°C，加入Co含量4倍的活化劑，攪拌30分鐘后，送樣檢測Cd < 0.001g/L, Co < 0.0004g/L后，按照每升二凈后液加入1/14~l/7g活性炭，再攪拌15分鐘后壓濾，得鈷渣和三凈后液； 所述步驟(3)中的凈化劑水溶液為凈化劑與水的混合液，所述凈化劑包含大分子立體網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的類分子篩聚合物，所述類分子篩聚合物的網(wǎng)孔徑與所述鋅冶煉浸出液中鈷的半徑大小相同。
6.如權(quán)利要求5所述的鋅冶煉浸出液凈化除鈷方法，其特征在于，還包括以下步驟:(4)將三凈后液電解，得鋅和廢液，廢液返回與鋅冶煉浸出液混合，重新利用。
7.如權(quán)利要求5所述的鋅冶煉浸出液凈化除鈷方法，其特征在于，所述步驟(3)中的凈化劑水溶液，水的質(zhì)量為凈化劑質(zhì)量的I~2倍。
8.如權(quán)利要求5所述的鋅冶煉浸出液凈化除鈷方法，其特征在于，所述步驟(3)的凈化劑中，所述類分子篩聚合物為水溶性螯合樹脂。
9.如權(quán)利要求5所述的鋅冶煉浸出液凈化除鈷方法，其特征在于，所述步驟(3)的凈化劑的比重為1.1~1.15，pH為7~9。
10.如權(quán)利要求5~9任一所述的鋅冶煉浸出液凈化除鈷方法，其特征在于，所述凈化劑中類分子篩聚合物的分子結(jié)構(gòu)式為:
【文檔編號】C22B19/00GK103526021SQ201310472326
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】譚永仁 申請人:南丹縣吉朗銦業(yè)有限公司