專(zhuān)利名稱(chēng)：一種利用銦萃余液和氧化鋅生產(chǎn)七水硫酸鋅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及七水硫酸鋅的生產(chǎn)方法，特別涉及一種利用鉛鋅冶煉過(guò)程中所產(chǎn)生的銦萃余液和氧化鋅生產(chǎn)七水硫酸鋅的方法。
背景技術(shù)：
在鉛鋅冶煉過(guò)程中需同時(shí)綜合回收銦、金、銀等有價(jià)金屬，通?；厥浙熞睙挿椒ㄊ遣扇鹘y(tǒng)的銦富集渣浸出—萃取—電解工藝。在回收銦冶煉過(guò)程中所產(chǎn)生的銦萃余液中含有部分鋅(30～60g/l)，硫酸(40～80g/l)，有機(jī)物P204(30～70g/l)，砷(1～3g/l)，鐵，錳，銅等物質(zhì)。為了回收其中的鋅和硫酸，以往均是將銦萃余液返回鉛、鋅冶煉系統(tǒng)在配礦時(shí)使用，但是如銦冶煉系統(tǒng)的生產(chǎn)規(guī)模較大時(shí)，所產(chǎn)生的銦萃余液的產(chǎn)量每天達(dá)到了80～100m3以上，如全部返回鉛鋅系統(tǒng)，會(huì)造成電解液中有機(jī)物含量上升，影響鋅電解系統(tǒng)生產(chǎn)的正常進(jìn)行，有時(shí)甚至造成“燒板”現(xiàn)象。因此，必須通過(guò)其它途徑回收銦萃余液。與此同時(shí)，生產(chǎn)七水硫酸鋅要使用氧化鋅和硫酸為原料，如能將銦萃余液中的鋅和硫酸應(yīng)用于七水硫酸鋅的生產(chǎn)中，可實(shí)現(xiàn)銦萃余液的綜合利用，但如何避免銦萃余液中的有機(jī)物，P204(30～70g/l)，砷(1～3g/l)，鐵，錳，銅等雜質(zhì)產(chǎn)生副作用，是必須解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種將銦萃余液應(yīng)用于七水硫酸鋅生產(chǎn)的方法，該方法能有效利用萃取法回收銦過(guò)程中所產(chǎn)生的銦萃余液中的鋅和硫酸，并避免有機(jī)物P204(30～70g/l)，砷(1～3g/l)，鐵，錳，銅等雜質(zhì)所產(chǎn)生的副作用，降低七水硫酸鋅的生產(chǎn)成本，具有操作簡(jiǎn)單、適應(yīng)于工業(yè)化生產(chǎn)要求的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種利用銦萃余液和氧化鋅生產(chǎn)七水硫酸鋅的方法，用萃取法回收銦過(guò)程中所產(chǎn)生的銦萃余液、硫酸和氧化鋅作原料，所述的銦萃余液中含有鋅、硫酸、有機(jī)物P204、砷、鐵、錳、銅等物質(zhì)，生產(chǎn)步驟包含浸出液配制、氧化鋅浸出、濃縮、結(jié)晶、分離、干燥等步驟，1、所述的氧化鋅浸出液用銦萃余液和硫酸作原料按常規(guī)方法配制，根據(jù)銦萃余液中所含鋅、硫酸的量，添加硫酸，得到鋅硫酸＝1∶1～1∶1.5的摩爾比的浸出液；2、所述的氧化鋅浸出步驟是將浸出液升溫，待溶液溫度升至70℃以后，繼續(xù)升溫并緩慢加入氧化鋅進(jìn)行浸出，同時(shí)攪拌，當(dāng)溶液PH值達(dá)到4.5以上后，測(cè)定溶液波美度達(dá)到含鋅大于100g/l時(shí)停止攪拌，靜置1小時(shí)后將物料過(guò)濾分離，得氧化鋅浸出濾渣和氧化鋅浸出濾液；3、所述的氧化鋅浸出濾液還進(jìn)行氧化除鐵錳處理，即向氧化鋅浸出濾液中加入高錳酸鉀溶液進(jìn)行氧化反應(yīng)，控制反應(yīng)終點(diǎn)的PH值為5.0，將物料進(jìn)行壓濾分離，得氧化后濾渣和氧化后濾液；4、所述的氧化后濾液還進(jìn)行鋅粉凈化處理，即將所得氧化后濾液迅速壓入鋅粉置換罐中，保持濾液溫度在50℃～55℃，緩慢持續(xù)加入鋅粉，反應(yīng)20～30分鐘后檢驗(yàn)鎘的濃度小于0.005g/l時(shí)，停止加入鋅粉，將所得物料壓濾，得鋅粉凈化后濾渣和鋅粉凈化后濾液。
作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的氧化鋅為鉛煙化爐氧化鋅。
作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的浸出液配制用硫酸的濃度為93％～98％。
作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的高錳酸鉀配制成溶液。
作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的高錳酸鉀是固體顆粒狀。
作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的鋅粉凈化后濾渣作為回收銅、鎘的原料送至鎘工段回收鎘、銅。
作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的濃縮步驟中當(dāng)濾液濃縮至比重為1.58～1.60g/cm3時(shí)放入結(jié)晶槽內(nèi)。
作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的結(jié)晶步驟中當(dāng)溶液溫度冷卻至35～40℃時(shí)進(jìn)行離心分離。
作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的分離步驟中當(dāng)分離后的母液中鎘、錳含量分別小于0.005g/l、0.05g/l時(shí)，將母液送入濃縮罐濃縮結(jié)晶，若鎘含量大于0.005g/l、錳大于0.05g/l時(shí)，則將母液再返回鋅粉凈化步驟處理。
本發(fā)明所利用的化學(xué)原理為用銦萃余液配制浸出液，并在高于常溫的溫度80℃以上進(jìn)行氧化鋅浸出，在高溫和強(qiáng)力攪拌條件下，再加上適量鐵、銅的存在對(duì)砷的氧化起催化作用，因此浸出液中的砷絕大部分被氧化，銦萃余液中帶入的有機(jī)物部分被氧化，溶液中的二價(jià)鐵、三價(jià)砷被氧化成三價(jià)鐵、五價(jià)砷；控制溶液終點(diǎn)PH在4.5～5.0，可使溶液中的三價(jià)鐵水解沉淀成Fe(OH)3并吸附亞砷酸鹽共沉淀，或與砷酸根形成砷酸鐵沉淀，從而使銦萃余液中的部分鐵、大部分砷進(jìn)入渣中；將浸出物料靜置1小時(shí)以上，可使浸出渣在沉降時(shí)吸附殘余有機(jī)物，同時(shí)使溶液澄清，加快壓濾速度，靜置、壓濾過(guò)程中大部分有機(jī)物被吸附夾帶下來(lái)，鋅的浸出率達(dá)90％以上，浸出液中的大部分有機(jī)物、砷和部分鐵等被除掉。本發(fā)明利用高錳酸鉀的強(qiáng)氧化性對(duì)濾液作進(jìn)一步處理，使鐵、錳、殘余的砷和有機(jī)物進(jìn)一步被氧化，并控制反應(yīng)終點(diǎn)的PH為5.0，使鐵、錳、砷都形成沉淀入渣中。因氧化后液中含的主要雜質(zhì)為鎘、銅、鉛，需用鋅粉進(jìn)一步置換凈化，其中鎘的去除難度最大，只要鎘的處理達(dá)標(biāo)，銅、鉛一定達(dá)標(biāo)，因此凈化時(shí)鋅粉慢慢加入，反應(yīng)一段時(shí)間后將檢驗(yàn)鎘是否合格作為反應(yīng)終點(diǎn)，可節(jié)約時(shí)間和原料，經(jīng)過(guò)以上步驟的處理，銦萃余液中的雜質(zhì)被除去，消除了上述雜質(zhì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響。
本發(fā)明的有益效果在于1、鋅的浸出率在90％以上；2、解決了用銦萃余液部分替代浸出用硫酸生產(chǎn)七水硫酸鋅所存在的雜質(zhì)影響問(wèn)題，使銦萃余液中的硫酸和鋅得到了利用，節(jié)約生產(chǎn)七水硫酸鋅所用的硫酸和氧化鋅，降低七水硫酸鋅生產(chǎn)成本105元/t，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
3、避免傳統(tǒng)的銦萃余液返回鋅電解系統(tǒng)回收利用方法對(duì)鋅電解系統(tǒng)的生產(chǎn)造成危害。


圖1為本發(fā)明的工藝流程方框。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1用本發(fā)明生產(chǎn)七水硫酸鋅，銦萃余液中含有鋅43.93g/l、硫酸52.22g/l、有機(jī)物P2040.07g/l、砷2.43g/l、鐵1.64g/l、錳1.75g/l、銅0.51g/l、鎘0.72g/l等。生產(chǎn)步驟依次為1、浸出液配制根據(jù)銦萃余液所含的鋅、硫酸量計(jì)算好需加入的銦萃余液量、濃度為93％的工業(yè)硫酸量和鉛煙化爐氧化鋅的量，按計(jì)算結(jié)果用銦萃余液和硫酸配制好浸出液，得到鋅∶硫酸＝1∶1.2的摩爾比的浸出液；2、氧化鋅浸出步驟將浸出液升溫，待溶液溫度升至70℃以后，繼續(xù)升溫并緩慢加入鉛煙化爐氧化鋅進(jìn)行浸出，同時(shí)攪拌，當(dāng)溶液PH值達(dá)到4.5以上后，用波美計(jì)測(cè)定測(cè)定溶液波美度達(dá)到含鋅≥100g/l時(shí)停止攪拌，靜置1小時(shí)后將物料過(guò)濾分離，得氧化鋅浸出濾渣和氧化鋅浸出濾液；氧化鋅浸出濾渣返鉛系統(tǒng)回收鉛；3、氧化除鐵錳處理即向氧化鋅浸出濾液中加入濃度為50％的高錳酸鉀溶液進(jìn)行氧化反應(yīng)，控制反應(yīng)終點(diǎn)的PH值為5.0，將物料進(jìn)行壓濾分離，得氧化后濾渣和氧化后濾液；4、鋅粉凈化處理即將所得氧化后濾液迅速壓入鋅粉置換罐中，保持濾液溫度在50℃～55℃左右，緩慢持續(xù)加入鋅粉，反應(yīng)20分鐘后檢驗(yàn)鎘的濃度＜0.005g/l時(shí)，停止加入鋅粉，將所得物料壓濾，得鋅粉凈化后濾渣和鋅粉凈化后濾液。鋅粉凈化后濾渣作為回收銅、鎘的原料送鎘工段回收銅、鎘。
5、濃縮步驟按常規(guī)方法將凈化后濾液壓入15m3濃縮罐內(nèi)，用高壓蒸汽加熱濃縮，當(dāng)濾液濃縮至比重為1.58g/cm3時(shí)放入結(jié)晶槽內(nèi)。
6、結(jié)晶步驟按常規(guī)方法在結(jié)晶槽內(nèi)進(jìn)行結(jié)晶，當(dāng)溶液溫度冷卻至35℃時(shí)進(jìn)行離心分離。
7、分離、干燥、包裝步驟用離心機(jī)將七水硫酸鋅晶體與母液分離，當(dāng)分離后的母液中鎘小于0.005g/l、錳含量小于0.05g/l時(shí)，將母液送入濃縮罐濃縮后結(jié)晶，若母液中鎘大于0.005g/l、錳大于0.05g/l，則將母液再返回鋅粉凈化步驟處理。分離出的七水硫酸鋅產(chǎn)品，經(jīng)絞籠機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)到干燥筒內(nèi)，經(jīng)風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)，干燥后即可包裝出售。
實(shí)施例2用本發(fā)明按實(shí)施例1的方法生產(chǎn)七水硫酸鋅，不同之處在于銦萃余液中含有鋅30.93g/l、硫酸80.00g/l、有機(jī)物P2040.07g/l、砷2.53g/l、鐵1.84g/l、錳1.54g/l、銅0.76g/l、鎘0.88g/l等，浸出液配制步驟中鋅∶硫酸的摩爾比＝1∶1.5，硫酸濃度為98％；凈化步驟中高錳酸鉀為工業(yè)純，以固體顆粒狀直接使用；濃縮步驟中當(dāng)濾液濃縮至比重為1.60g/cm3時(shí)放入結(jié)晶槽內(nèi)；結(jié)晶步驟中當(dāng)溶液溫度冷卻至40℃時(shí)進(jìn)行離心分離。
實(shí)施例3用本發(fā)明按實(shí)施例1的方法生產(chǎn)七水硫酸鋅，不同之處在于銦萃余液中含有鋅60.93g/l、硫酸50.22g/l、有機(jī)物P2040.05g/l、砷2.43g/l、鐵1.88g/l、錳2.09g/l、銅0.65g/l、鎘0.53g/l等。
浸出液配制步驟中鋅∶硫酸的摩爾比＝1∶1，硫酸濃度為95％；凈化步驟中高錳酸鉀為工業(yè)純，以固體顆粒狀直接使用；濃縮步驟中當(dāng)濾液濃縮至比重為1.60g/cm3時(shí)放入結(jié)晶槽內(nèi)；結(jié)晶步驟中當(dāng)溶液溫度冷卻至35℃時(shí)進(jìn)行離心分離。
本發(fā)明包含但不限于上述實(shí)施方式，只要采用了將浸出液升溫浸出、高錳酸鉀氧化除鐵錳、鋅粉置換凈化處理等方法，即在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用銦萃余液和氧化鋅生產(chǎn)七水硫酸鋅的方法，用萃取法回收銦過(guò)程中所產(chǎn)生的銦萃余液、硫酸和氧化鋅作原料，所述的銦萃余液中含有鋅、硫酸、有機(jī)物P204、砷、鐵、錳、銅等物質(zhì)，生產(chǎn)步驟包含浸出液配制、氧化鋅浸出、濃縮、結(jié)晶、分離、干燥等步驟，其特征在于1.1、所述的氧化鋅浸出液用銦萃余液和硫酸作原料按常規(guī)方法配制，根據(jù)銦萃余液中所含鋅、硫酸的量，添加硫酸，得到鋅∶硫酸＝1∶1～1∶1.5的摩爾比的浸出液；1.2、所述的氧化鋅浸出步驟是將浸出液升溫，待溶液溫度升至70℃以后，繼續(xù)升溫并緩慢加入氧化鋅進(jìn)行浸出，同時(shí)攪拌，當(dāng)溶液PH值達(dá)到4.5以上后，測(cè)定溶液波美度達(dá)到含鋅大于100g/l時(shí)停止攪拌，靜置1小時(shí)后將物料過(guò)濾分離，得氧化鋅浸出濾渣和氧化鋅浸出濾液；1.3、所述的氧化鋅浸出濾液還進(jìn)行氧化除鐵錳處理，即向氧化鋅浸出濾液中加入高錳酸鉀溶液進(jìn)行氧化反應(yīng)，控制反應(yīng)終點(diǎn)的PH值為5.0，將物料進(jìn)行壓濾分離，得氧化后濾渣和氧化后濾液；1.4、所述的氧化后濾液還進(jìn)行鋅粉凈化處理，即將所得氧化后濾液迅速壓入鋅粉置換罐中，保持濾液溫度在50℃～55℃，緩慢持續(xù)加入鋅粉，反應(yīng)20～30分鐘后檢驗(yàn)鎘的濃度小于0.005g/l時(shí)，停止加入鋅粉，將所得物料壓濾，得鋅粉凈化后濾渣和鋅粉凈化后濾液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用銦萃余液和氧化鋅生產(chǎn)七水硫酸鋅的的方法，其特征在于所述的氧化鋅為鉛煙化爐氧化鋅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用銦萃余液和氧化鋅生產(chǎn)七水硫酸鋅的的方法，其特征在于所述的浸出液配制用硫酸的濃度為93％～98％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用銦萃余液和氧化鋅生產(chǎn)七水硫酸鋅的方法，其特征在于所述的高錳酸鉀配制成溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用銦萃余液和氧化鋅生產(chǎn)七水硫酸鋅的方法，其特征在于所述的高錳酸鉀是固體顆粒狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用銦萃余液和氧化鋅生產(chǎn)七水硫酸鋅的方法，其特征在于所述的鋅粉凈化后濾渣作為回收銅、鎘的原料送至鎘工段回收鎘、銅。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用銦萃余液和氧化鋅生產(chǎn)七水硫酸鋅的方法，其特征在于所述的濃縮步驟中當(dāng)濾液濃縮至比重為1.58～1.60g/cm3時(shí)放入結(jié)晶槽內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用銦萃余液和氧化鋅生產(chǎn)七水硫酸鋅的方法，其特征在于所述的結(jié)晶步驟中當(dāng)溶液溫度冷卻至35～40℃時(shí)進(jìn)行離心分離。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用銦萃余液和氧化鋅生產(chǎn)七水硫酸鋅的方法，其特征在于所述的分離步驟中當(dāng)分離后的母液中鎘、錳含量分別小于0.005g/l、0.05g/l時(shí)，將母液送入濃縮罐濃縮結(jié)晶，若鎘的含量大于0.005g/l、錳大于0.05g/l時(shí)，則將母液再返回鋅粉凈化步驟處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用鉛鋅冶煉過(guò)程中所產(chǎn)生的銦萃余液和氧化鋅生產(chǎn)七水硫酸鋅的方法。其生產(chǎn)步驟包含浸出液配制、氧化鋅浸出、高錳酸鉀氧化除鐵錳、鋅粉置換凈化處理、濃縮、結(jié)晶、分離、干燥等步驟，用銦萃余液和硫酸作原料配制鋅∶硫酸＝1∶1～1.5摩爾比的浸出液；將浸出液升溫、攪拌浸出，靜置1小時(shí)后將物料過(guò)濾分離，所得浸出濾液進(jìn)行高錳酸鉀氧化除鐵錳處理，所得氧化后濾液再進(jìn)行鋅粉凈化處理。本發(fā)明解決了用銦萃余液部分替代浸出用硫酸生產(chǎn)七水硫酸鋅所存在的雜質(zhì)影響問(wèn)題，使銦萃余液中的硫酸和鋅得到了利用，可大大降低七水硫酸鋅生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有操作簡(jiǎn)單、適應(yīng)于工業(yè)化生產(chǎn)要求的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C01G9/00GK1752015SQ200510032330
公開(kāi)日2006年3月29日 申請(qǐng)日期2005年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月1日
發(fā)明者陳雪云, 李維鑒, 張輝華, 陳順 申請(qǐng)人:株洲冶煉集團(tuán)有限責(zé)任公司