[发明专利]锌氨络合物除杂炼锌的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对含锌矿物或工业废副产物进行湿法炼锌的方法，特别是一种锌氨络合物除杂炼锌的方法。

背景技术

由于锌精矿的日益枯竭，为了满足电锌市埸的需求，于是用低度氧化锌来取代锌精矿用于制取电锌一直是非常热门的技术难题。尽管低度氧化锌资源十分丰富，而且价格低，但其成分复杂，往往含有有害杂质元素氯或铁，不能用常规酸法工艺处理制取电锌，只能用作生产锌化工产品的原料。为解决这一问题，中国专利CN1034231C公开了一种络合物电解制锌的方法，其是一种以锌氨络合物形式进行电解的湿法炼锌的方法，其包括用氯化锌溶液浸取含氧化锌、氢氧化锌、碳酸锌及金属锌等的矿物或工业废副产物，使锌形成Zn(NH₃)₂Cl₂络合物溶液，浸出液用锌粉置换除铅、铜、镉、镍后，不用除铁即可电解制锌，该专利方法在工业生产实践中，一般是按照图1所示的工艺步骤进行炼锌的；该方法虽然在用低度氧化锌制取电锌上取得了突破，很好的解决了低度氧化锌中的氯与铁对生产电锌的影响，电解后的氯化铵溶液循环使用，该工艺流程短，能耗低，无工业废水产生，且原料中的铁不与氯化铵形成配位体，而存在于渣中，较好地解决了铁对生产的影响。但是该生产方法由于是在高温中浸出，低度氧化锌中的镉、钴、铜、镍都大量地被浸出，尤其是铅在高温下与氯形成氯化铅配位体，大量的铅被浸出，需要采用锌粉置换除去镉、钴、铜、镍、铅这些杂质，要消耗掉大量的锌粉，造成生产成本很高，使得该专利方法实现工业化生产的意义不大。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种锌氨络合物除杂炼锌的方法，其在生产过程中只要使用小量的锌粉就可除去锌氨络合物溶液中夹杂的镉、钴、铜、镍、铅、锑、铁等杂质，实现生产电锌，其工业化生产电锌的成本较低。

本发明的技术方案是：一种锌氨络合物除杂炼锌的方法，其主要包括如下步骤：

一、制取含锌氨络合物溶液

用氯化铵溶液浸制含氧化锌、氢氧化锌、碳酸锌及金属锌等的矿物或工业废副产物；使锌形成Zn(NH₃)₂Cl₂或/和Zn(NH₃)₄Cl₂络合物存在于液相中，液相中还含有杂质；取浸出的液相，得到含锌氨络合物溶液；

二、电解除杂

将第一步得到的含锌氨络合物溶液送电解槽进行低电流密度电解，主要杂质会聚集于阴极板上，实现对含锌氨络合物溶液初步除杂；

三、锌粉置换除杂

向经过第二步电解除杂之后的含锌氨络合物溶液中加入锌粉，锌与溶液中的杂质会发生置换反应，锌会进入溶液中，而溶液中的被置换杂质会以单质的形态沉淀下来，实现对含锌氨络合物溶液进行深度除杂；

四、电解制锌

对经过第三步锌粉置换除杂后的含锌氨络合物溶液进行电解，电解时还要向含锌氨络合物溶液加入氨，以控制溶液在电解时的PH值为4.5～7，电解后，将聚集于阴极板上的锌收集下来，得到锌。

本发明进一步的技术方案是：第二步电解时电极板上的电流密度为100～200A/M²，异极极距为25～50毫米，温度为75～85℃，电解时间为60～180分钟，阳极板为石墨板，阴极板为钛板。

本发明更进一步的技术方案是：第二步所述的杂质主要为铅、镉或/和铜。

本发明再进一步的技术方案是：第一步所述的氯化铵溶液的浓度为4～6摩尔/升，液固重量比为8～11∶1，浸制时的温度为75～95℃，浸制时间为60～120分钟；第一和第三步所述的杂质主要为镉、钴、铜、镍、铅、锑或/和铁。

本发明还进一步的技术方案是：第三步加入锌粉置换除杂分三个阶段进行：第一个阶段锌粉加量为1～3克/升，溶液温度为70～90℃，时间为40～60分钟；第二个阶段锌粉加量为1～2克/升，溶液温度为70～90℃，时间为40～60分钟；第三个阶段锌粉加量为0.5～1克/升，溶液温度为70～90℃，时间为40～60分钟。

本发明进一步的技术方案是：第四步电解时电极板上的电流密度为200～500A/M²，异极极距为25～50毫米，溶液温度为40～65℃，阳极板为石墨板，阴极板为钛板；第四步加入的氨为液态氨，液态氨存在于压力容器中，液态氨通过与压力容器相连接的管道和阀门控制输送到含锌氨络合物溶液中。

本发明进一步的技术方案是：其还包括步骤：

五、电解液循环使用