[发明专利]工业化生产高纯锌的工艺

说明书

本发明属于金属冶炼领域，尤其涉及一种运用氨法电锌工艺从锌灰(渣)中生产工业化生产高纯锌的工艺，包括配料工序、过滤液净化工序、含锌化合物结晶分离工序、电解工序和熔铸工序，本工艺具有原料来源广泛、工艺流程较简单、容易控制、电耗低、能耗低、产品质量好、产品质量稳定、绿色环保无废水排放的特点。

技术领域

本发明属于金属冶炼领域，尤其涉及一种运用氨法电锌工艺从锌灰（渣）中工业化生产高纯锌的工艺。

背景技术

金属锌是有色金属使用比较广泛的金属之一，随着工业的不断进步发展，对金属锌的需求越来越大，特别对高质量的金属锌的需求也越来越大，目前中国市场的需求量已超过400万吨/年。目前采用传统工艺生产出来的金属锌受制于工艺的特点还不能突破5N高纯锌的质量标准，非传统的工艺生产成本又过高，所以目前市场上大规模生产5N的高纯锌还是空白。

5N高纯锌是基于0#锌与6N高纯锌的之间的一个产品。目前能生产5N高纯锌的是采用非传统的生产工艺，生产成本高于目前高质量锌锭不低于30~50%。基于5N高纯锌锭的用途，决定了它的市场价格难高于目前高质量锌锭的20%，所以几乎没有生产。要么就是生产6N高纯锌锭，但目前传统的6N高纯锌锭的生产工艺很难实现大工业生产，而且生产成本奇高，几乎是0#锌锭的十倍左右，但目前的售价可达30~40万元/吨，价格的奇高这也限制是6N高纯锌在很多领域的应用。

目前锌冶炼都是采用ZnSO₄-H₂SO₄溶液体系电积，该工艺流程长，除杂过程十分麻烦，不适合含铁、钙高的锌原料处理，因耗酸量大，除铁过程复杂，锌回收率低；在处理含氟氯的锌原料时、需脱氟氯；传统的酸法电锌工艺技术目前发展已非常娴熟，在节能节能减耗及降低生产成本上已没有太多的空间了，降低成本只有依赖于规模的扩大及自动化程度上来降低人工及管理费用上的成本。

氨法工艺是目前这几年刚兴起的一项电锌工艺技术，由于其具有不需除氟氯，节能降耗、绿色环保的特点，随着众多技术工作者的努力，使得氨法电锌工艺的发展越来越成熟。目前国内已有两家工业规模的企业再生产运行。

在国内以中南大学为首的第一代氨法电锌工艺率先应用于工业化的中试中，但从中试的运行过程中发现其工艺在工业化生产中虽然在某些指标如在降低电耗、降低能耗、产品质量稳定（0#锌）方面比酸法着一定的优势，但对于工业化生产也有着非常多的关键性的缺陷：1.运行环境恶劣，2.生产成本过高，氨耗过大、电解添加剂成本高达2000元/吨锌。综合指标还是无法代替传统的酸法电锌工艺。

以湖南子廷有色为代表的第二代氨法电锌工艺成功应用于工业化大生产中，运行规模为5000吨/a.从2年多的运行中其工艺的各种综合指标在与第一代氨法电锌比较：1.电耗一样；2.氨耗明显降低约1/3；3.电解添加剂大大降低，仅为第一代的1/8左右；4.能耗略高1倍；5.产品质量略低（2#～0#锌）；6.绿色环保，运行环境友好，无废水排放。其各种综合指标远优于传统的酸法电锌工艺，但由于产品质量略低于酸法，所以还不能完全取代传统的酸法工艺。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供的一种运用氨法电锌工艺从锌灰（渣）中生产5N高纯锌的生产工艺。

本发明是这样实现的：包括配料工序、过滤液净化工序、含锌化合物结晶分离工序和电解工序；

步骤1）、配料工序：将重量份数为1000份含氧化锌或氯化锌质量分数不低于20%的原料投入到装有质量分数为20%-30%的碳酸氢铵溶液的配液罐中，所投原料重量与碳酸氢铵溶液体积的比为1000kg：7m³，将配液罐中的液体加热至80℃，搅拌配液罐中的液体至固体原料完全溶解，用过滤机过滤配液罐中的液体，滤除溶液中的杂质，将滤液打入第一净化罐中；

步骤2）、过滤液净化工序：过滤液净化工序包括一次净化、二次净化和三次净化；