專利名稱：濕法煉鋅的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是濕法煉鋅工藝，進(jìn)一步說(shuō)是將含鋅礦或含鋅工業(yè)廢渣通過(guò)轉(zhuǎn)化后進(jìn)行電解的工藝。
目前，濕法煉鋅世界各國(guó)均采用閃鋅礦先經(jīng)脫硫焙燒，后用硫酸浸取制成硫酸鋅溶液，后者經(jīng)凈化后方可進(jìn)行電解，該法流程長(zhǎng)，制成的硫酸鋅溶液雜質(zhì)多，其中的鐵，銅，鎘，鈷，砷，銻等雜質(zhì)對(duì)電解十分有害凈化這些雜質(zhì)需分3-4步進(jìn)行，如中和氧化除鐵，生成的Fe(OH)3沉淀可同時(shí)吸附砷，銻一起除去，再用鋅粉置換除銅，鎘，黃藥或鋅粉-銻鹽除鈷等，操作十分麻煩。此外電解硫酸鋅溶液耗電較高，槽電壓在3.1-3.5伏，電流效率在85-90%，耗直流電3100-3500度/噸陰極鋅。
為克服目前濕法煉鋅的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提出一種采用NH4Cl溶液浸取含鋅礦或工業(yè)廢渣制成鋅鹽的絡(luò)合物溶液，然后電解的濕法煉鋅工藝。
本發(fā)明是用NH4Cl熱溶液浸取含氧化鋅，氫氧化鋅或碳酸鋅的礦物或工業(yè)廢渣，使鋅與NH4Cl絡(luò)合溶解，所得溶液用鋅粉置換凈化除鉛，銅鎘，若含有鐵，砷，銻可通入含氧氣體或氧化劑除之，凈化后即可進(jìn)行電解，陰極析出鋅，陽(yáng)極放出氧氣。
根據(jù)我國(guó)的閃鋅礦和菱鋅礦的品位和工業(yè)廢渣一般的含鋅量來(lái)看本發(fā)明認(rèn)為NH4Cl溶液的濃度一般要求在20-30%，液固比為5-10∶1即可浸取溫度在60-100℃，浸取時(shí)間在0.5-5小時(shí)，浸出率可達(dá)80%以上。
用NH4Cl熱溶液浸取，溶液的PH值在5-6范圍內(nèi)，基本是中性浸取，因此很多雜質(zhì)不會(huì)進(jìn)入溶液或只少量進(jìn)入溶液。在用閃鋅礦的焙燒礦或菱鋅礦等不含F(xiàn)eO的原料時(shí)，只有能與NH3絡(luò)合和與Cl-反應(yīng)的鉛，銅，鎘等雜質(zhì)較易進(jìn)入溶液。這些雜質(zhì)可用鋅粉置換即可除去。在與浸取相同的條件下加入鋅粉，經(jīng)過(guò)充分?jǐn)嚢?，鉛，銅，鎘等雜質(zhì)即可除去，以沉淀形式析出而除之。對(duì)于用含F(xiàn)eO和砷，銻的礦物或工業(yè)廢渣為原料時(shí)亞鐵是能夠進(jìn)入浸取液的，可通入含氧氣體如空氣使之氧化為Fe(OH)3沉淀析出除之，也可加入H2O2，KMnO4等氧化劑氧化除去。
本發(fā)明已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，鋅與NH4Cl反應(yīng)的生成物為Zn(NH3)2Cl2的絡(luò)合物。在浸取閃鋅礦的焙燒礦或含氧化鋅的工業(yè)廢渣時(shí)，反應(yīng)為
在浸取菱鋅礦時(shí)，反應(yīng)為
本發(fā)明則是利用這一絡(luò)合物在NH4Cl溶液中進(jìn)行電解。實(shí)驗(yàn)證明，陰極析出鋅，陽(yáng)極放出氧氣，故反應(yīng)是如下進(jìn)行
在電解液溫度50-95℃，PH值4-6，含鋅40g/l至100g/l的條件下，用鈦或鋁板為陰極，石墨為陽(yáng)極，控制電流密度200-800A/m2，槽電壓2.6-3.1V，電流效率即可達(dá)到94%以上，鋅產(chǎn)品純度可達(dá)99%以上。
本發(fā)明使用的NH4Cl熱溶液浸取含鋅礦物或工業(yè)廢渣，浸取液中雜質(zhì)品種及含量少，因而凈化工藝簡(jiǎn)單，本發(fā)明是在NH4Cl溶液中進(jìn)行電解，NH4Cl是強(qiáng)電解質(zhì)，因而有利于導(dǎo)電，使槽電壓降低。同時(shí)電解基本在中性溶液中進(jìn)行，因此沒(méi)有鋅復(fù)溶現(xiàn)象發(fā)生，使電流效率高，耗電少，每噸陰極鋅僅耗電2300-2700度。本發(fā)明用NH4Cl溶液浸取閃鋅礦的焙燒礦和煙塵，含氧化鋅的冶煉廢渣，廢觸媒及浸取菱鋅礦，溶液經(jīng)凈化后電解，均獲得純度在99%以上的陰極鋅。
實(shí)例1閃鋅礦的焙燒礦50克，含鋅24.3克，加120克NH4Cl和400毫升水，90-95℃浸取2.5小時(shí)，得含鋅50g/l的浸出液430毫升，鋅浸出率88.5%。浸出液在同樣溫度下加鋅粉2克，置換鉛，銅，鎘等雜質(zhì)，過(guò)濾得凈化液。將凈化液進(jìn)行電解，槽電壓2.7-2.9V，溫度90℃，陰極電流密度700A/m2，電解液完成液含鋅27g/l，此時(shí)電流效率99%，所得陰極鋅純度99%。
實(shí)例2含鋅32%的菱鋅礦80克，加NH4Cl120克，水400毫升，95C浸取1.5小時(shí)后過(guò)濾，濾渣又加NH Cl120克，水400毫升進(jìn)行第二次浸取，兩次浸出率共83%。浸出液含鋅30g/l，加鋅粉2克置換后進(jìn)行電解。
取上述凈化液250毫升電解，條件為溫度90℃，槽電壓2.7V，電流密度200A/m2，電解完成液含鋅18g/l，電流效率96%，產(chǎn)品鋅純度99.2%。
取同樣凈化液250毫升，電解溫度60℃，槽電壓2.9V，其他條件同上，電流效率95.6%，鋅純度99.21%。
實(shí)例3含鋅32%的菱鋅礦的焙燒礦64克，加水500毫升，NH Cl150克，90C浸取3小時(shí)，鋅浸出率85%，浸出液加鋅粉2克置換后得含鋅55g/l凈化液在90℃，電流密度600A/m2，槽電壓2.8V下進(jìn)行電解，電解完成液含鋅18g/l，電流效率98%，鋅產(chǎn)品純度99.3%。
實(shí)例4冶煉廢渣50克，含鋅16克(其中氧化鋅90%，鋅銅合金10%)，加水300毫升，NH4C1175克，90C浸取2小時(shí)過(guò)濾，濾渣再加NH4Cl75克，水300毫升浸取2小時(shí)，兩次總鋅浸出率86.7%(以氧化鋅計(jì)為96%)。將浸出液通空氣氧化2小時(shí)過(guò)濾，濾液加鋅粉1克置換銅后得含鋅30g/l凈化液，然后電解。電解條件為溫度90℃，槽電壓2.7V，電流密度200A/m2，電解完成液含鋅16g/l，其電流效率95%，鋅產(chǎn)品純度99.1%。
權(quán)利要求
一種濕法煉鋅的工藝方法，包括浸取含氧化鋅，氫氧化鋅或碳酸鋅的礦物或工業(yè)廢渣，浸取液用鋅粉置換除鉛，銅，鎘，通入含氧氣體或氧化劑氧化除鐵，砷，銻，以鈦板或鋁板為陰極，石墨為陽(yáng)極進(jìn)行電解，其特征是用20-30%的溫度為60-100℃的NH4Cl溶液浸取0.5-5小時(shí)，液固比為5-10∶1，凈化后，電解液即浸取液濃度40-100g/l，在50-95℃電流密度200-800A/m2，槽電壓2.6-3.1V的條件下進(jìn)行電解。
全文摘要
本發(fā)明是用NH
文檔編號(hào)C22B3/14GK1046761SQ8910291
公開(kāi)日1990年11月7日 申請(qǐng)日期1989年4月29日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月29日
發(fā)明者鄧良勛 申請(qǐng)人:化工部天津化工研究院