[发明专利]湿法炼锌中对含锌原料脱氯的方法

说明书

技术领域

本发明属于有色金属冶金中的湿法冶金领域，具体涉及一种湿法炼锌中对含锌原料脱氯的方法。

背景技术

湿法炼锌相较火法炼锌具有环保、成本低和回收率高等特点，全球范围内75%的金属锌采用湿法方法生产。但是，在湿法炼锌过程中，需要对电解溶液中氯含量进行严格控制，若氯含量过高（Cl^-＞0.3g/L）时，会强化对电解阳极板的腐蚀速度，增大能耗，降低锌锭质量，增加炼锌成本。这使得大量氯含量较高的含锌原料不能直接用于湿法炼锌。

目前，针对氯含量较高的含锌原料，在生产上运用相对成功的方法主要有火法脱氯和碱洗脱氯两种。其中，火法脱氯是采用多膛炉或回转窑焙烧，该方法设备投入大，并且运行过程中产生含氯气体，对整个设备腐蚀大，操作条件恶劣，而且当前能源价格上涨幅度较大，运行成本较高；碱洗脱氯是采用碳酸钠溶液洗涤，原料中氯溶解在碱性溶液中，该方法的氯脱除效率虽比较高，但是由于浸出的硫酸锌溶液中氯含量仍然比较高，难于达到常规湿法炼锌要求，而且碱洗工艺需要较高洗涤温度，才能达到较好的脱氯效果，能耗比较高，导致实际运行成本比较高，且有高氯废水外排。

为此，不少有色金属冶炼企业做了大量技术研究，各种研究成果在公开出版物上屡见报到，例如中国专利文献公开的“一种脱除硫酸锌溶液中氯的方法”（公开号: CN101113015，公开日: 2008.01.30），它利用铜渣中含有的单质铜、铜渣氧化产生的Cu²⁺和溶液中的氯离子反应产生难溶的CuCl沉淀，除去硫酸锌溶液中的氯。它虽具有生产成本低，不增加废渣、废气、废水排放的特点，但是它只能针对硫酸锌溶液脱氯，无法对含氯量较高的含锌原料直接进行脱氯处理。

发明内容

本发明目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种操作简单、经济环保、实用性强的湿法炼锌中对含锌原料脱氯的方法，它特别适合对高氯含锌原料进行湿法炼锌中的脱氯处理。

为了实现上述技术目的，本发明采用水洗预脱氯与铜渣深度除氯相结合的工艺。具体设计原理是：把原料尽量磨细，尽量增加原料的表面积，使含氯物质尽量不被包裹；在氯含量高的含锌原料中，氯元素主要以NaCl、NH₄Cl、ZnCl₂、MgCl₂、FeCl₃、CuCl₂形式存在，这些含氯物质在水中的溶解度比较大，通过球磨后水洗，大部分含氯物质溶解在水溶液中；而Zn²⁺开始水解的pH为5.4，Cu²⁺完全水解的pH值为5.2，通过调节pH值回收洗涤液中的有价金属；深度脱氯工序为硫酸锌溶液中Cl^-与铜渣中的铜源形成Cu₂Cl₂沉淀。整个脱氯主要反应表示如下：

预脱氯过程：  

 

本发明具体采用的技术方案如下所述。

一种湿法炼锌中对含锌原料脱氯的方法，包括以下顺序步骤：

①．球磨工序：采用球磨机将含锌原料球磨，球磨形成粒径＜80目的浆料，浆料进入水洗工序；

②．水洗工序：在步骤①的浆料中加水，水与浆料中料的液固质量比为3.0～10.0:1.0，在温度为25～60℃的条件下，将浆料搅拌洗涤，搅拌时间为100～180分钟，洗涤后过滤，滤液进入沉锌工序，滤渣进入中性浸出工序；

③．沉锌工序：将步骤②的滤液温度控制为30～60℃，在滤液中加入沉锌剂，调节终点pH值为6.8～7.2，搅拌15～30分钟，过滤，滤液中锌含量≤1.0g/L，滤液进入废水处理工序，滤渣进入中性浸出工序；

④．中性浸出：给步骤②的滤渣加入电解废液和硫酸，电解废液和硫酸与滤渣的液固质量比为3.0～5.0:1.0，在温度为60～80℃的条件下，搅拌90～120分钟，浸出滤渣中锌，部分氯溶解在溶液中，调节电解废液和硫酸的加入量，当溶液pH值为3.0～3.5时，在溶液中加入步骤③的沉锌滤渣，调节浸出终点pH值为5.2～5.4，将溶液过滤，滤液进入深度除氯工序，分离固体送环保处理站；

⑤．深度除氯：在步骤④的滤液中加入铜渣除氯剂和硫酸，调节溶液的终点pH值为1.5～3.5，在温度为30～60℃的条件下进行反应30～60分钟，溶液中氯含量≤0.25g/L，将溶液过滤，滤液进入常规湿法炼锌系统，滤渣外售；