[发明专利]一种利用废酸、废锌渣生产一水硫酸锌的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用废酸、废锌渣生产一水硫酸锌的工艺。

背景技术

我国硫酸锌工业与国外相比，有着一定的差距，主要体现在：

a)企业规模小，生产组织分散，行业集中度低，企业整体实力普遍较弱。

b)产品档次低，初级产品多，产品结构不合理，生产成本较高。

c)锌资料已由优势转向劣势，而初有产品将更多受制于资源，环境等限制。

d)总体工艺技术装备水平低，先进的工艺技术和生产控制手段采用不多。

e)我国硫酸锌工业技术开发和科技创新能力差，一般企业没有足够的资金、人力对科研投入。

f)部分企业存在技术经济指标差，产品质量稳定性差，环境条件差等问题。

我国是废酸、废渣生产大国和消费大国，但废酸、废渣的处置问题一直没有得到很好的解决。目前我国的硫酸产量已超过8000万吨，根据预测，2018年我国硫酸产量将要超过1.1亿吨。硫酸被广泛应用于工业生产的多个行业，一部分硫酸在生产中被消耗，还有一部分硫酸形成废硫酸。废硫酸的危害不明而喻。废硫酸对地下水的危害远远大于一般化工废水。废硫酸在入地下的同时，会通过反应将岩石、土壤的重金属等带入河流或地下，对河流或地下造成严重环境污染。同时，废硫酸还会岩石、土壤中的亚硫酸、硫化物反应，放出二氧化硫和硫化氢等有害物质，引起土壤有机物污染。

我国现有锌生产企业，在湿法生产过程中，存在大量的废酸水、废渣及其他生产废物，该废酸水、废渣的处理，不仅存储需要大量的仓库、处理池，大量的建设投资，还存在产生环境污染的风险，而且企业对废酸、废渣的处理，也需要大量环保设备设施和较多环保处理费用，形成严重的处理浪费。

发明内容

为适应国家产业结构调整要求，顺应“两型”社会发展，实现资源综合利用，变废为宝，走循环经济可持续发展道路，发明人结合自身企业发展需求，通过市场调查和技术开发、科研，开发出利用离子交换废酸、废锌渣生产一水硫酸锌(饲料级)资源综合利用工艺技术。本发明技术的应用，不仅有利于企业环境保护和资源综合利用，而且将大大降低企业运行成本，提升企业自身的综合实力，同时也是企业走循环经济可持续发展道路的具体要求，本发明技术经济效益、环保效益和社会效益明显。

未来几年我国硫酸锌消费将保持在5％～6％的增长速度，到时企业将结构发生显著变化，新产品、新工艺层出不穷。随着本发明利用废酸、废渣生产水生产硫酸锌(一水、饲料级)资源综合利用项目，变废为宝，达到资源及能源的循环利用，可以使我国锌生产企业废物得到综合利用。

湖南鑫海环保科技有限公司现有利用锌废渣年产3万t的湿法电解锌生产线一条。湿法电解锌工艺在离子交换去除电解液的负离子工艺过程将产生大量来自于离子交换树脂再生产生的废酸水，每年约有6万m³左右离子交换废酸水，其锌浓度平均在33mg/L左右。另外，在次氧化锌酸浸液除杂过程中每年产生2000t的铜镉渣，其锌含量约25％。目前公司在处理废酸水和铜镉渣过程中，不仅付出大量的处置费用，而且还存在潜在的严重环境污染问题，如何将这些废料变废为宝，最大化的实现资源综合利用，是当前企业的发展面临的困惑，更是企业长期面临的环保重点。

为了降低废水和废渣的处理成本，加强技术研发寻找解决办法，发明人进行了深入研究，在反复实验和生产试点中，结果，开发利用废酸、废锌渣为原料制备生产饲料级一水硫酸锌及资源综合利用工艺技术。

一种利用废酸、废锌渣生产一水硫酸锌的工艺包括：

a)酸性浸出：废锌渣用硫酸溶液(浓度10-35％硫酸)、废酸的混合液酸浸，将废锌渣中的锌浸出得到硫酸锌溶液，同时使杂质离子如Fe²⁺、Cd²⁺溶入；

所使用的硫酸溶液与废酸的质量比优选是50～70：30～50，更优选约60：40，浸出始酸浓度为25-45g/l，浸出温度：80-100℃，优选90-95℃，浸出时间：12-14h，固液比：1：5-12，优选1：7-10，浸出终点pH值：2.5-3.5。优选地，渣锌：Zn_全≤6％Zn_水≤0.8％，溶液质量：Fe≤2.8g/l(0.5-1.5g/l最佳)，浸出率：96％。优选地，废酸含Zn50-55g/l，含硫酸50-60g/L。

ZnO+H₂SO₄＝ZnSO₄+H2O