[发明专利]一种氨性体系下电积锌添加剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及湿法炼锌流程中电积锌技术领域的一种新型氨性体系下电积锌添加剂及其制备方法。

背景技术

近年来，氨性体系处理低品位氧化锌矿和氧化锌二次资源具有原料适应性广、工艺流程短、净化负担轻、环境污染小等优点，近年来该技术的理论和工艺得到了广泛研究，浸出及净化工艺己基本得到解决，如何经济有效地从氨浸液中回收锌，已成为制约氨性体系处理低品位氧化锌矿和氧化锌二次资源技术产业化的瓶颈。

从锌-氨配合物体系中提取锌目前主要有萃取法、直接电积法。萃取法从锌-氨配合物体系中提取锌自身存在诸多问题，而经过萃取-反萃操作后，转化为酸性体系，仍然要通过电积制取电锌，工艺流程长、成本高。采用直接电积法制取电锌，电积过程中如果不加入有效的添加剂，将造成阴极电锌质量难以控制，沉积层将呈现疏松晶枝状，根本无法获得致密平整的锌板，对于氨性体系直接电积锌的添加剂研究报道较少。本发明合成的苄基羧基吡啶卤化胺类衍生物，可有效用于氨性体系电积锌，并制得致密平整的锌板。发明内容

针对上述问题，本发明涉及一种氨性体系下多功能电积锌添加剂及其制备方法。

本发明所制备的添加剂在氨性体系中单独加入或与骨胶等配合使用都可进行锌电积。以涂钌钛板为阳极，钛板为阴极，从(NH₃-NH₄Cl-H₂O/NH₃-(NH₄)₂SO₄-H₂O/NH₃-(NH₄)₂CO₃-H₂O)氨性体系直接电积锌，废电解液中的锌浓度可降至10g/L左右，这意味着小于40g/L的稀浸出液，不经萃取等手段浓缩，即可直接电积制取电锌，而且电流效率比较高。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案。

本发明一方面涉及氨性体系下电积锌添加剂，所述的添加剂包括式(I)所示的化合物或者所述化合物的组合：

其中X为0、1、2或3，Y为1或2；任选的，所述的添加剂包括骨胶。

本发明另一方面涉及所述氨性体系下电积锌添加应用，以涂钌钛板为阳极，钛板为阴极，在电解液中加入所述的添加剂，然后在(NH₃-NH₄Cl-H₂O/NH₃-(NH₄)₂SO₄-H₂O/NH₃-(NH₄)₂CO₃-H₂O)氨性体系直接电积锌，直至废电解液中的锌浓度降至10g/I以下。

本发明另一方面还涉及上述添加剂的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：

步骤一，以氢氧化钠(或氢氧化钾)和苄基羧基吡啶鎓内盐为原料，在温度85～95℃的条件下，将NaOH(或KOH)溶液与苄基羧基吡啶鎓内盐进行均匀混溶；

步骤二，由步骤一反应生成的苄基羧基吡啶鎓氯化物的钠盐溶解于聚胺化合物的丙酮溶液中。其合成路线如下：

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

1.生成物添加到电解液中能够电积形成锌板，工艺配方简单，避免了添加剂组合使用中比例失调造成的质量问题。此外，本发明还可在碱性镀锌工艺中与常规添加剂相配合起到光亮剂的作用，还可以加入无氰镀锌溶液中起到光亮剂的作用。此外，其合成工艺还能满足节能、降耗、环保的要求。

2.电流效率比较高，电锌产品质量好。以涂钌钛板为阳极，钛板为阴极在电解槽中进行试验，在异极距为3cm、电流密度为400A/m²、温度为室温、电解液锌离子浓度为40g/L左右的优化条件下进行电积，电积时间为8h，在没有搅拌的条件下，效果如下：(1)、电流效率均较高，为93.3～96.4％，电能消耗为2548～3063kwh/t锌，电积锌板致密平整光滑，扫描电镜图显示晶粒细致紧密。电积后液中，Zn²⁺的浓度降低至10g/L左右。(2)、本发明制备方法简单，所用的原料种类少，而且用量较少，对设备、工艺条件等无特殊要求，有利于批量生产。两步反应所采用的原料均容易获得，而且成本低廉，易溶于水。

附图说明