本發(fā)明屬于濕法煉鋅除雜技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用改進(jìn)型錳合金粉進(jìn)行濕法煉鋅深度凈化除鈷的方法。

背景技術(shù)：

凈化是濕法煉鋅的重要工序，是濕法煉鋅工藝中處于浸出和電解工序之間的一個(gè)工序，其技術(shù)指標(biāo)對(duì)濕法煉鋅系統(tǒng)的正常運(yùn)營及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重要影響，特別是鈷的脫除。硫酸鋅溶液凈化工藝中的銻鹽鋅粉凈化法具有安全、凈化效果好、工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)，國內(nèi)外多數(shù)冶煉廠普遍采用，常規(guī)凈化工藝為一段低溫(55～65℃)除銅、鎘；二段高溫(85℃～90℃)除鈷、鎳；三段中溫(75～80℃)除殘鎘。此工藝對(duì)于含鈷較低(通常＜30mg/l)的中性浸出硫酸鋅溶液，銻鹽凈化工藝是成熟有效的，但對(duì)于含鈷較高(＞40mg/l)的硫酸鋅溶液，該凈化工藝存在一定的局限性，鋅粉耗量過大、工藝穩(wěn)定性欠佳，這使得凈化工序經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)不佳，常規(guī)的銻鹽鋅粉除鈷工藝根本無法滿足工藝的需要。常規(guī)銻鹽鋅粉凈化法凈化后的硫酸鋅溶液含鈷僅能降至0.8mg/l，隨著今后生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)凈液質(zhì)量要求的進(jìn)一步提高，采用銻鹽凈化法除鈷將難以滿足生產(chǎn)需求。

基于上述的濕法煉鋅凈化除鈷工藝流程存在問題，國內(nèi)外研究院所和企業(yè)提出了一系列的改進(jìn)，例如申請(qǐng)?zhí)?01610148339.5專利，提出采用向硫酸鋅溶液中加入金屬錳粉和/或錳基合金粉，其中錳基合金粉中錳質(zhì)量百分比含量大于90％，一步脫除硫酸鋅溶液中的銅、鎘、鈷、鎳等雜質(zhì)，特別是脫鈷效果顯著。但該專利中錳含量高達(dá)90%以上，直接會(huì)導(dǎo)致大量的錳離子進(jìn)入鋅系統(tǒng)的溶液中，生產(chǎn)系統(tǒng)不能長期運(yùn)行，影響鋅系統(tǒng)電解電效，增加企業(yè)的輔料成本和用電成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，而提供一種利用改進(jìn)型錳合金粉進(jìn)行濕法煉鋅深度凈化除鈷的方法，通過對(duì)凈化劑錳金粉進(jìn)行合理配比，把凈化劑中錳的含量降低到50%以下，不僅除鈷效果優(yōu)于錳含量大約90%的錳合金粉，同時(shí)利用這一除雜工藝可連續(xù)化作業(yè)，不引入危害濕法煉鋅的雜質(zhì)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種濕法煉鋅深度凈化除鈷的方法,包括如下步驟：

步驟1）、一段凈化：將濕法煉鋅焙砂浸出的中性浸出上清液置于一段凈化槽中，控制一段凈化的溫度為55～65℃，按照銅加鎘總含量的2～3倍計(jì)算的鋅粉用量加入鋅粉，反應(yīng)1～1.5h，經(jīng)壓濾機(jī)壓濾得一段銅鎘渣和一濾后液；

步驟2）、二段凈化：將步驟1）中的一濾后液升溫到85～90℃置于二段凈化槽中，依次經(jīng)過二段凈化1#槽、二段凈化2#槽、二段凈化3#槽、二段凈化4#槽，向二段凈化1#槽、二段凈化2#槽加入鋅粉和銻鹽，每立方溶液加入1～3.5 kg的鋅粉和2～3g的銻鹽；二段凈化3#槽按照0.3～1kg/m3溶液的量加入凈化劑、按照0.15～2g/m3溶液的量加入活化劑，反應(yīng)2.5～3h，經(jīng)壓濾機(jī)壓濾后得到二段鈷鎳渣和二濾后液；所述凈化劑是由鋅、錳、鋁、鎂、鉛組成的合金粉，重量百分比按照如下比例：鋅50～65%，錳：30～49%，鎂：0.05～2%，鋁：0.05～2%，鉛0.9～3%；

步驟3）、三段凈化：將步驟2）中產(chǎn)生的二濾后液置于三段凈化槽中，按照鎘和鈷總含量的20～30倍加入鋅粉，控制反應(yīng)溫度在75～80℃，反應(yīng)1～1.5h，經(jīng)壓濾機(jī)壓濾后得到三段殘鎘渣和三濾后液。

進(jìn)一步改進(jìn)，步驟2中二段凈化3#槽按照0.8kg/m3溶液的量加入凈化劑。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述活化劑為銻鹽、銻白中的一種或兩種。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述凈化劑的粒度-140目，其中-200目占80%以上。

進(jìn)一步改進(jìn)，控制步驟2）中二濾后液與步驟1）中一濾后液錳離子含量差值小于1g/l，控制步驟3）中的三濾后液錳離子含量位3～8g/l。

本發(fā)明的技術(shù)原理是：本發(fā)明所用的凈化劑，其除鈷原理通過置換的方法使鈷以金屬鈷的形式析出，從而實(shí)現(xiàn)鈷的脫除。與現(xiàn)有所使用的合金鋅粉不同，其凈化效率更高，這源自于引入鎂、錳、鉛、鋁合金后的優(yōu)異催化效果，這使得其反應(yīng)活性遠(yuǎn)高于鋅粉。已有的結(jié)果表明，使用這一凈化劑能夠輕易實(shí)現(xiàn)鈷的深度凈化，將系統(tǒng)中的鈷降至0.5mg/L以下。由于用量低、除鈷效率高，這一特征對(duì)后續(xù)的鈷凈化回收十分有利。

下面以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來對(duì)比說明除鈷凈化劑分別采用金屬錳粉、錳含量為90%的錳基合金粉和本發(fā)明中的錳含量為50%以下的凈化劑的除雜效果。

從上表中可知，本發(fā)明凈化劑凈化劑比金屬錳粉和含錳為90%的錳基合金粉凈化效果更好，尤其是在脫除硒、碲方面也具有優(yōu)異的效果。

本發(fā)明的有益效果在于：

1. 與現(xiàn)有全鋅粉置換工藝相比，本發(fā)明采用含錳量為30～49%的凈化劑，除鈷效率較為優(yōu)異，尤其是處理高鈷的硫酸鋅溶液，其耗量低且能達(dá)到深度凈化的目的，同時(shí)不引入危害濕法煉鋅的雜質(zhì)，而且可以連續(xù)化作業(yè)；

2.本發(fā)明中的凈化劑含有錳，這些錳在凈化過程中進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)，可補(bǔ)充系統(tǒng)中錳的損失，代替碳酸錳輔料，此外，由于鋅粉耗量降低，凈化渣產(chǎn)量也可隨之降低，這也從一定程度上可降低凈化渣的處理成本；

3.本發(fā)明中的凈化劑含有一定量的鎂，由于鎂電極電位為-2.372，鋅電極電位為-0.76，因此鎂置換能力比鋅強(qiáng)，可以將溶液中的硒、碲、鉈置換除去；在PH5.0左右的硫酸鋅溶液中，鋁置換反應(yīng)產(chǎn)生的鋁離子形成帶正電荷的膠體，對(duì)硫酸鋅溶液中硒和碲的帶負(fù)電荷酸根離子吸附，從而實(shí)現(xiàn)硫酸鋅溶液中硒、碲的脫除，凈化效果更好；

4.本發(fā)明中的化劑含有一定量的鉛，能有效解決凈化過程中的鈷復(fù)溶問題，易于操作實(shí)現(xiàn)，能夠完全滿足生產(chǎn)需要，使生產(chǎn)更加平穩(wěn)；

5.本發(fā)明操作簡單，無需改變現(xiàn)有鋅液凈化工藝，易于產(chǎn)業(yè)化實(shí)施，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

本發(fā)明提供的一種濕法煉鋅深度凈化除鈷的方法具有除鈷效率優(yōu)異，尤其是處理高鈷的硫酸鋅溶液，其耗鋅量低且能達(dá)到深度凈化的目的，同時(shí)不引入危害濕法煉鋅的雜質(zhì)，同時(shí)操作簡單，易于產(chǎn)業(yè)化實(shí)施，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1，一種濕法煉鋅深度凈化除鈷的方法，包括如下步驟：

步驟1）、將鋅焙砂浸出的含鋅148 g/l，鈷0.035g/l的中性浸出上清液置于一段凈化槽中，控制一段凈化的溫度為55℃，按照銅和鎘總含量的2倍計(jì)算鋅粉的用量加入鋅粉，反應(yīng)1h，經(jīng)壓濾機(jī)壓濾得一段銅鎘渣和一濾后液，一濾后液中Cu為0.001g/l、Cd為0.02g/l；

步驟2）、將步驟2中的一濾后液升溫到85～90℃置于二段凈化槽中，依次經(jīng)過二段凈化1#槽、二段凈化2#槽、二段凈化3#槽、二段凈化4#槽，二段凈化1#槽、2#槽加入鋅粉和銻鹽,每立方溶液加入3.5kg的鋅粉和2g的銻鹽，向二段凈化3#槽加入凈化劑,每立方溶液加入0.3 kg的凈化劑，所述凈化劑是由鋅、錳、鋁、鎂、鉛組成的合金粉，重量百分比按照如下比例：鋅50～65%，錳：30～49%，鎂：0.05～2%，鋁：0.05～2%，鉛0.9～3%，所述凈化劑的粒度為-140目，其中-200目占80%以上，向二段凈化3#槽加入活化劑，在本實(shí)施例中活化劑為銻鹽，每立方溶液加入0.15g的銻鹽，反應(yīng)2.5h，經(jīng)壓濾機(jī)壓濾后得到二段鈷鎳渣和二濾后液，二濾后液中Co的含量為0.00018g/l、Se的含量為0.00015 g/l、Te的含量為0.00012 g/l；

步驟3）、、將二濾后液置于三段凈化槽中，按照銅和鈷總含量的20倍加入鋅粉，控制反應(yīng)溫度76℃，反應(yīng)1h，經(jīng)壓濾機(jī)壓濾后得到三段殘鎘渣和三濾后液，三濾后液中Co的含量為0.00012g/l、Cd的含量為0.0001g/l。

實(shí)施例2，一種濕法煉鋅深度凈化除鈷的方法，包括如下步驟：

步驟1）、將鋅焙砂浸出的含鋅152 g/l，鈷0.052g/l的中性浸出上清液置于一段凈化槽中，控制一段凈化的溫度為65℃，按照銅和鎘總含量的3倍計(jì)算鋅粉的用量加入鋅粉，反應(yīng)1.5h，經(jīng)壓濾機(jī)壓濾得一段銅鎘渣和一濾后液，一濾后液中Cu為0.0015g/l、Cd為0.028g/l；

步驟2）、將步驟2中的一濾后液升溫到85～90℃置于二段凈化槽中，依次經(jīng)過二段凈化1#槽、二段凈化2#槽、二段凈化3#槽、二段凈化4#槽，二段凈化1#槽、2#槽加入鋅粉和銻鹽,每立方溶液加入1kg的鋅粉和3g的銻鹽，向二段凈化3#槽加入凈化劑,每立方溶液加入0.8 kg的凈化劑，所述凈化劑是由鋅、錳、鋁、鎂、鉛組成的合金粉，重量百分比按照如下比例：鋅50～65%，錳：30～49%，鎂：0.05～2%，鋁：0.05～2%，鉛0.9～3%，所述凈化劑的粒度為-140目，其中-200目占80%以上，向二段凈化3#槽加入活化劑，在本實(shí)施例中活化劑為銻白，每立方溶液加入2g的銻白，反應(yīng)3h，經(jīng)壓濾機(jī)壓濾后得到二段鈷鎳渣和二濾后液，二濾后液中Co的含量為0.00018g/l；

步驟3）、、將二濾后液置于三段凈化槽中，按照銅和鈷總含量的25倍加入鋅粉，控制反應(yīng)溫度80℃，反應(yīng)1.5h，經(jīng)壓濾機(jī)壓濾后得到三段殘鎘渣和三濾后液，三濾后液中Co的含量為0.00026g/l、Cd的含量為0.00056g/l。

實(shí)施例3，一種濕法煉鋅深度凈化除鈷的方法，包括如下步驟：

步驟1）、將鋅焙砂浸出的含鋅140 g/l，鈷0.045g/l的中性浸出上清液置于一段凈化槽中，控制一段凈化的溫度為60℃，按照銅和鎘總含量的2.5倍計(jì)算鋅粉的用量加入鋅粉，反應(yīng)1.5h，經(jīng)壓濾機(jī)壓濾得一段銅鎘渣和一濾后液，一濾后液中Cu為0.0013g/l、Cd為0.022g/l；

步驟2）、將步驟2中的一濾后液升溫到85～90℃置于二段凈化槽中，依次經(jīng)過二段凈化1#槽、二段凈化2#槽、二段凈化3#槽、二段凈化4#槽，二段凈化1#槽、2#槽加入鋅粉和銻鹽,每立方溶液加入1.8kg的鋅粉和2.6g的銻鹽，向二段凈化3#槽加入凈化劑,每立方溶液加入1 kg的凈化劑，所述凈化劑是由鋅、錳、鋁、鎂、鉛組成的合金粉，重量百分比按照如下比例：鋅50～65%，錳：30～49%，鎂：0.05～2%，鋁：0.05～2%，鉛0.9～3%，所述凈化劑的粒度為-140目，其中-200目占80%以上，向二段凈化3#槽加入活化劑，在本實(shí)施例中活化劑為銻白和銻鹽的混合物，每立方溶液加入1.8g的銻白和0.2g的銻鹽，反應(yīng)3h，經(jīng)壓濾機(jī)壓濾后得到二段鈷鎳渣和二濾后液，二濾后液中Co的含量為0.00022g/l；

步驟3）、、將二濾后液置于三段凈化槽中，按照銅和鈷總含量的25倍加入鋅粉，控制反應(yīng)溫度78℃，反應(yīng)1.5h，經(jīng)壓濾機(jī)壓濾后得到三段殘鎘渣和三濾后液，三濾后液中Co的含量為0.00012g/l、Cd的含量為0.00026g/l。

由以上的具體實(shí)施方式可以看出，本發(fā)明提供的一種濕法煉鋅深度凈化除鈷的方法具有除鈷效率優(yōu)異，尤其是處理高鈷的硫酸鋅溶液，其耗鋅量低且能達(dá)到深度凈化的目的，同時(shí)不引入危害濕法煉鋅的雜質(zhì)，同時(shí)操作簡單，易于產(chǎn)業(yè)化實(shí)施，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)點(diǎn)。