[发明专利]利用钛白粉厂的废酸从含锌20%以下氧化物料中制取电解锌

说明书

技术领域：

本发明与用钛白粉厂的废酸从含锌量在20％以下的氧化类物料中生产电解锌的方法有关。

技术背景：

由于钛白粉厂的废酸不能得到有效的利用，目前处理的方法主要是采取浓缩的方式，即将硫酸含量为20％左右的废酸浓缩成含量为80％的浓硫酸，再返回作为钛精矿的浸出用酸。由于含量低，在浸出时的发热量达不到溶解钛精矿的所需温度，且含对钛白粉产品质量的有害元素钙和镁较高，从而影响产品质量。浓缩的成本较高，需四吨废酸才能浓缩一吨的浓硫酸，劳动条件较为恶劣。

作为含锌量在20％以下的氧化类物料，由于生产成本的限制，无法使用工业级硫酸来生产电解锌，故基本上被废弃。而使用钛白粉厂的废酸来作为浸出用硫酸不仅使制约钛白粉厂的生产和发展的环保问题得到彻底地解决，也使得含锌量在20％以下的氧化类物料得到有效的开发和利用，从而使国家所倡导的“以废治废、循环使用”得到了真正的运用。使得生产成本降低，在市场经济条件下，生产企业也增强了竞争能力。

发明的内容：

本发明的目的是提供一种“以废治废、循环利用”的环保型的生产工艺，即利用废酸和含锌量在20％以下的氧化类物料生产电解锌的生产工艺，大幅度地降低生产成本，产品质量好，对环境无污染的生产方法。

本发明是这样实现的：

本发明生产电解锌的方法，包括下述步骤：

①以钛白粉厂的废酸作为浸出剂，含锌量在20％以下的氧化类物料作为原料，即利用双废生产电解锌。

②将氧化类物料磨细至80～100目之间，然后用废酸浸出物料中的锌，时间约为3～4小时，使其生成易溶于水的硫酸锌。

③过滤后，加入石灰乳调节PH值至5.4，使溶液中的杂质物及稀有金属水解生成沉淀析出。

④将除去杂质的溶液中加入锌粉，使其溶液中的铜和镉发生置换反应，生成含铜、镉的沉淀物，即俗称的“铜、镉渣”。

⑤除钴后的溶液需将锌与二价铁分离，即用石灰乳作沉淀剂，使溶液中的硫酸锌水解，生成白色的氢氧化锌沉淀。

⑥过滤出氢氧化锌沉淀物后的溶液，加热至70℃左右并通入空气，将二价铁氧化至三价铁，再加入适量的氧化剂，使溶液中的二价铁氧化成三价铁，生成沉淀析出，即“针铁矿法”除铁。

⑦用电解后的溶液将沉淀物溶解，过滤后，滤渣用于制取“石膏”。溶解经除杂后进行蒸发浓缩、结晶，结晶母液返回浸出工序，结晶体用水溶解配制成适合电解要求的电解液。

⑧通过电解后剥离并融化，铸成锌锭。

步骤①中含锌量在20％以下的氧化类物料。

步骤②中每1000mL浸出液加入石灰乳(CaO干基重)8～20g，PH值为5.4。

步骤③中加入石灰乳和氢氧化钠后，控制PH值不大于6.5。

步骤⑥中七水硫酸锌用水溶解，每1000mL中含锌量在130～150g，适合于电解的锌含量。

本发明主要是针对钛白粉厂的废酸(含量在18％～22％)，和含锌量在20％以下的氧化类物料而进行的生产提取技术。

本发明的技术特点和优点如下：

①利用钛白粉厂的废酸作为浸出用硫酸，来浸出含锌量在20％以下的废弃的氧化类物料中的氧化锌，使其生成易溶于水的硫酸锌。由于废酸中含有较多的二价铁(约为25％～32％)，二价铁可作为氧化剂，提高了物料中锌的浸出量，其浸出率约为96％左右。在物料粒度约为80～100目时，浸出用废酸约四吨，可浸出一吨氧化类物料，固液比为1∶6，浸出时间约为3～4小时，比工业级硫酸作浸出剂，浸出率提高了1.5％。由于废酸是属于污染源，在获取废酸时无需购买，相应钛白粉厂需出废酸处理费用，且原料的获取相应也比含量高的原料成本低二、三倍，即一个金属吨位的锌的成本为2500～3000元/吨，使得最后电解锌的生产成本降低约2000～2500元左右，同时从根本上解决了废酸的处理问题和开发了低含量氧化物料的利用。

这样一来就使得废酸、废料这双废得到了有效地利用和开发，从而达到了目前国家产业政策所提倡的“以废治废、循环利用”的生产方式。

②采用石灰乳调整PH值，除去浸出液中的杂质和对稀有元素锗和铟的富集和提取创造了有利的条件，即由原来物料中的锗为80g/T，铟为100g/T。富集到锗为500g/T，铟为900g/T。经多次富集后，溶液中锗可达到21％，铟可达到44％左右。