[发明专利]解决锌和二氧化锰同时电解工艺中酸平衡的方法

说明书

本发明涉及锌和二氧化锰湿法冶炼技术，是一种解决锌和二氧化锰同时电解工艺中酸平衡的方法。

在现有技术中锌精矿与软锰矿在常压下同时浸出，浸出液经净化后，在同一电解槽中同时电解锌和二氧化锰，在阴极上得到金属锌，阳极上得到r-MnO₂的湿法炼锌新工艺，虽然节电显著（52%），但由于电解过程是在高温（＞85℃）下进行的，对溶液的净化深度要求很高，另外，又由于电解的终酸只能控制在60克/1左右，相应地锌的提取率只能达到20克/1左右，故溶液的循环周期短，还使浸出与电解这一闭路循环系统的酸不平衡。

针对已有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于：提供一种解决锌和二氧化锰同时电解工艺中酸平衡的方法，以提高锌的提取率。

为解决酸的平衡，可采取下述解决办法：即本发明采取在高温下先电解二氧化锰，然后将经过电解二氧化锰的电解液在低温下按常规法电解锌的二步电解制度。

1、高温电解二氧化锰

高温电解二氧化锰初始液和终结液（系硫酸体系）的成份分别如表1和表2所示。

技术条件控制：

电解温度：85-95℃;

平均槽压：2.5伏;

H₂SO₄浓度：调节电解液的H₂SO₄浓度，使得在第一阶段电解结束时的H₂SO₄浓度为60g/l;

电解时间：电解到电解液含Mn＜5g/l为止。

2、低温电解锌

低温电解锌的初始液，即高温电解二氧化锰的终结液。

技术条件控制：

电解温度：30-42℃;

平均槽压：3.15伏。

采取二步电解制度，既解决了浸出与电解这闭路循环系统中酸的平衡问题，又提高了从每升深液中锌的提取率，相应地也减少了从浸出到电解的设备量，另外，在技术操作上亦易于控制，而且，仍能绝大部分地保持着将近代湿法炼锌工艺和电解法生产二氧化锰工艺两个单独的工艺合并为一个工艺的优点。

实例：表1所示为净化后的溶液成份（g/l）

表1

元素    Zn    Mn    Fe    As    Sb

含量    92.5    46.6    ＜5mg    ＜0.15mg    ＜0.15mg

续表1

元素    Cu    Cd    Ni    Co

含量    ＜0.5mg    ＜0.1mg    ＜0.5mg    ＜0.8mg

（一）高温电解二氧化锰

取表1所示成份的溶液1升，通直流电3安，电解15小时40分钟，得电解MnO₂68.65克，平均槽电压为2.5伏，其结果为：

电流效率η_A＝ 68.65/(3×1.622×15.67) ×100%＝90%

直流电耗W＝ 2.5/(0.90×1.622) ×1000＝1713度/T-MnO₂

由于槽电压降低，使得直流电耗比常规电解MnO₂大为降低，常规电解MnO₂的直流电耗为2500度/T-MnO₂计，则直流电的节电率为：

(2500-1713)/2500 ×100%＝31.4%

所得电解MnO₂质量符合：QB845-83二级品。

电解MnO₂后溶液成份（g/l）如表2所示。

表2

元素 Zn Mn H₂SO₄Fe As

含量    92.5    ＜5    60    ＜5mg    ＜0.15mg

续表2

元素    Sb    Cu    Cd    Ni    Co

含量    ＜0.15mg    ＜0.5mg    ＜0.1mg    ＜0.5mg    ＜0.8mg

（二）低温电解锌

取表2所示成份的溶液若干升，通直流电4.4安，分别进行4小时、8小时和24小时电解，平均槽电压为3.15伏，锌析出正常，平均电流效率为87%。

直流电耗W＝ 3.15/(0.87×1.22) ×1000＝2968度/T-Zn

电解过程从每升溶液中提取金属锌40-50克。

所得电解锌符合：GB470-83二级品。