[发明专利]一种熔铸锌渣提纯锌的工艺

说明书

(一)技术领域

本发明涉及有色金属的回收，特别是从熔铸锌渣中提取高纯度锌的工艺。

(二)背景技术

锌是一种重要的有色金属，广泛应用于电镀、钢铁的热镀以及锌锰干电池原料等。锌生产和加工的过程中产生了大量的锌渣。随着矿资源的不断减少和环境保护的要求，从锌渣中回收金属锌显得十分重要。

当前，世界锌产量的80％都是采用硫酸体系的湿法冶金工艺。该体系存在明显的不足：如浸出液中杂质金属离子种类多，含量高，进而导致净化负担重，工艺复杂。电积阶段能耗高；阴极锌容易发生反溶，即出现“烧板”现象；由于通常采用铅银合金作为阳极材料，很容易导致阴极锌的含铅量超标；另外，设备的耐腐蚀性要求高等。

一般湿法冶金工艺的流程主要包括浸出，净化，电解，阴极熔铸等阶段。而熔铸锌渣中的锌主要以金属单质的形式存在，含量通常高达94～96％左右，还有少量的氧化锌以及少量的其他杂质。如果采用传统的硫酸体系湿法冶金工艺，浸出段将消耗大量的酸，而且电积能耗也过高，在经济上是不可行的。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种将熔铸锌渣提纯锌的工艺，得到的锌纯度高，生产工艺的流程短，设备简单，电能消耗低，成本低，电解液可循环利用，对环境污染少；阴极锌容易剥离，劳动强度低，也可以降低阴极板的损耗。

本发明采用的技术方案如下：

一种熔铸锌渣提纯锌的工艺，将熔铸锌渣铸为阳极板，以纯铝板为阴极，在电解液中电解，最终在阴极板上得到高纯度的锌，所述的电解液中每升含有1～3mol的氨、1～3mol的氯化铵以及0.075～0.3g的添加剂、40～60g的锌离子，每升电解液中所述添加剂组成为0.05～0.2g明胶与0.025～0.1g十二烷基苯磺酸钠的混合物。电解在下列条件下进行：控制温度为10～50℃，同极间距为10～18cm，电流密度为200～600A/m²。。

采用熔铸锌渣直接熔铸成锌阳极板来电解精炼的工艺，其关键在于电解液体系的选择。锌渣阳极在强酸体系如ZnSO₄-H₂SO₄体系、ZnCl₂-HCl体系中的溶解速度过快，电解过程阳极的电流效率远远超过100％，最终的结果使得金属锌的回收率偏低；而且锌渣阳极中的杂质也较容易溶解到电解液中去，这也会影响阴极锌的质量。采用氨盐体系进行电解精炼可以解决锌阳极溶解过快的问题，尤其对于含铁量高的锌渣原料，电解精炼的过程中，即使铁发生氧化溶解也会随即转变成氨化磺钾铁矾而自动沉淀，不对阴极电流效率和阴极锌质量产生影响。

对于锌阳极板的熔铸，杂质含量较低且杂质的种类相对较少的锌渣，可以直接熔铸成锌阳极板，作为电解精炼的阳极材料；若是杂质含量较高(主要指铁)的锌渣，一般可先经过熔析精炼工艺，取上层比较高含量锌原料熔铸成阳极板。

进一步，较好的电解条件是电解温度为30℃，同极间距为12cm，电流密度控制在600A/m²。

电解周期以24h较好。

再进一步，在电解液添加剂较好的添加量为明胶0.1g/L，十二烷基苯磺酸钠0.05g/L。

所述的电解液中下列物质的浓度优选为：氨2mol/L，氯化铵2mol/L，锌离子浓度50g/L。

在配制电解液的过程中，可使用氨水来配制，优选质量浓度为25％的氨水。

随着电解过程的进行，电解液中的氨会不断的挥发，要定期的检测电解液的pH值，并补加氨水，为了降低氨水的挥发，应在电解槽上方加上密封盖。氨水浓度略大，对阴极锌的沉积是有利的；但是氨水浓度过大，锌渣阳极的溶解会加快，导致最终锌的回收率降低。另外，为了保证阴极板附近锌离子浓度的恒定和电解液中杂质离子浓度保持在低水平，电解过程中，电解液要进行循环和净化，净化的次数取决于锌渣中杂质含量的高低。

较为具体的，所述的熔铸锌渣提纯锌的工艺为：将熔铸锌渣熔铸为阳极板，以纯铝板为阴极，在含有添加剂的电解液中，控制温度为30℃，同极间距为12cm，电流密度为600A/m²，进行电解，在阴极板上得到高纯度的锌，所述的电解液中每升含有2mol的氨、2mol的氯化铵以及50g的锌离子，添加剂明胶在电解液中的含量为0.1g/L，添加剂十二烷基苯磺酸钠的含量为0.05g/L。

本发明与现有技术相比，其有益效果体现在：