CN112877731A - 一种湿法炼锌新型试剂净化除钴法中提高阴极锌析出质量的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种湿法炼锌新型试剂净化除钴法中提高阴极锌析出质量的工艺，属于湿法炼锌冶炼技术领域，包括以下步骤：S1：控制锌焙砂中Si可溶的质量百分数小于2.5％，Fe的质量百分数小于10％；S2：控制中上清含Zn2+为145～155g/l，控制电解液酸度小于180g/l，酸锌比为3.0～3.4；控制沉矾上清含Fe3+为4～6g/l；S3：将原来一段锌粉净化除铜镉改造为二段锌粉除铜镉；S4：控制A试剂配置浓度由30％降低至15％；S5：新液温度为40～55℃；S6：电解冷却系统结晶清理为0.5～1月/次，本发明有效的抑制了福美钠等有机物不断积累富集对系统的危害，降低阴阳极板消耗，电解槽面析出效果极大的得到改善，阴极锌质量好，产量高。
Description
技术领域
本发明属于湿法炼锌冶炼技术领域，具体涉及一种湿法炼锌新型试剂净化除钴法中提高阴极锌析出质量的工艺。
背景技术
湿法炼锌新型试剂替代合金锌粉除钴净化工艺，(工艺流程见图1)此工艺能够深度净化净化液中钴镉等杂质，新液Co≤0.5mg/l，避免了钴、镉复溶，系统稳定性好，新液一次合格率高，具有良好经济效益，满足生产需要。但此工艺也存在很多问题，此工艺对浸出浓密沉降困难，系统循环流量大，反应时间短，中上清产能低。系统对中上清中铁、锗的适应性较差，主要表现在当中上清进入后续净化工序时，中上清Fe3+既与锌粉反应生成Fe2+，又与福美钠、亚硝酸钠反应生成福美铁，造成生产的波动，若中上清Fe2+超标，会引起新液锗超标，另外系统结晶速度快，清理周期短，同时结晶体硬度大、清理难度大；新液底渣量增加，富集Co、Ni、Sb、As、Ge、有机物以及油类等杂质，对电解造成不利影响。
随着系统福美钠等有机物、亚硝酸钠不断积累富集，造成电解烧板，阴极锌质量差，阴极锌长期处于欠产状态；阴极锌化料困难，锌浮渣量大，严重影响电锌产能及质量。锌直收率较低，直流电单耗上升，同时阴阳极板消耗量大，造成单位生产成本增加。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提供了一种湿法炼锌新型试剂净化除钴法中提高阴极锌析出质量的工艺，有效的抑制了福美钠等有机物不断积累富集对系统的危害，降低了阴阳极板的消耗，电解槽面析出效果极大的得到改善，阴极锌质量好，产量高。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种湿法炼锌新型试剂净化除钴法中提高阴极锌析出质量的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：锌焙砂质量控制：控制锌焙砂中Si可溶的质量百分数小于2.5％，Fe的质量百分数小于10％；
S2：控制中上清含Zn2+由155～165g/l降低到145～155g/l，控制电解液酸度不超过180g/l，酸锌比为3.0～3.4；控制沉矾上清含Fe3+由1～3g/l升高到4～6g/l；
S3：将原来一段锌粉净化除铜镉改造为二段锌粉除铜镉，控制一次净化末槽Cd≤100mg/l，控制温度为55～65℃，一次后液Cd≤200mg/l、二次净化末槽Cd≤5mg/l，控制温度为55～65℃，二次后液Cd≤10mg/l；
S4：控制净化三段试剂除钴工序反应温度由75～80℃提高至80～85℃；A试剂配置浓度由30％降低至15％，A试剂单耗在8kg/t阴极锌以下；三次后液中Cd≤1.2mg/l、Co≤0.5mg/l、Cu≤0.3mg/l、Sb≤0.02mg/l；
S5：用浓密机对新液进行预冷却、沉降，控制新液无悬浮物，温度由60～70℃降低至40～55℃；
S6：电解冷却系统结晶清理由2.5～3月/次调整为0.5～1月/次，电解槽清理溜槽油污2次/8小时，定期对母线瓷环、电解槽外壁、各溜槽支撑点进行清理；提高槽梁柱的绝缘性能，定期清理导电棒及导电头上的结晶物；
S7：缩短阳极清扫周期及阳极泥掏槽周期，定期对阴极板进行洗刷。
所述步骤S6中严禁结晶物进入电解冷却系统，防止造成烧板透酸。
所述A试剂为福美钠试剂。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1)有效的抑制了福美钠等有机物不断积累富集对系统的危害，电解槽面析出效果极大的得到改善，阴极锌质量好，产量高；
2)极大降低了阴阳极板的消耗量，阴极板消耗由0.14(片/吨锌)降低到0.12(片/吨锌)；阳极板消耗由0.08(片/吨锌)降低到0.076(片/吨锌)；年节约阴极板3600片，阳极板720片，共产生612万元经济效益。
附图说明
图1是湿法炼锌新型试剂除钴净化工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
本发明所述的一种湿法炼锌新型试剂净化除钴法中提高阴极锌析出质量的工艺，包括如下步骤：
步骤1：控制锌焙砂中Si可溶的质量百分数2.5％，Fe的质量百分数8％；
步骤2：控制中上清含Zn2+由165g/l降低到152g/l，电解液酸度为175g/l，酸锌比为3.0；控制沉矾上清含Fe3+5g/l；
步骤3：对净化工序进行优化，将原来一段锌粉净化除铜镉改造为二段锌粉除铜镉，控制一次净化末槽Cd 85mg/l，控制温度60℃，一次后液Cd 120mg/l、二次净化末槽Cd5mg/l，控制温度55℃，二次后液Cd 10mg/l；
步骤4：控制净化三段试剂除钴工序反应温度由75℃提高至85℃；A试剂配置浓度由30％降低至15％；三次后液Cd 0.8mg/l、Co 0.4mg/l、Cu 0.2mg/l、Sb 0.02mg/l；
步骤5：用浓密机对新液进行与冷却、沉降，控制新液无悬浮物，温度由60℃降低至55℃；
步骤6：电解冷却系统结晶清理由2.5月/次调整为1月/次，电解槽清理溜槽油污4次/8小时，定期对母线瓷环、电解槽外壁、各溜槽支撑点进行清理；提高槽梁柱的绝缘性能，定期清理导电棒及导电头上的结晶物；严禁结晶进入系统，造成烧板透酸；
步骤7：缩短阳极清扫周期及阳极泥掏槽周期，定期对阴极板进行洗刷。
实施例2
一种湿法炼锌新型试剂净化除钴法中提高阴极锌析出质量的工艺，包括如下步骤：
步骤1：控制锌焙砂中Si可溶的质量百分数2％，Fe的质量百分数9.5％；
步骤2：控制中上清含Zn2+由160g/l降低到150g/l，控制电解液酸度为180g/l，酸锌比为3.2；控制沉矾上清含Fe3+由2g/l升高到5.5g/l；
步骤3：将原来一段锌粉净化除铜镉改造为二段锌粉除铜镉，控制一次净化末槽Cd100mg/l，控制温度55℃，一次后液Cd 150mg/l、二次净化末槽Cd 5mg/l，控制温度65℃，二次后液Cd 8mg/l；
步骤4：控制净化三段试剂除钴工序反应温度由77℃提高至84℃；A试剂配置浓度由30％降低至15％；三次后液Cd 1.0mg/l、Co 0.5mg/l、Cu 0.2mg/l、Sb 0.01mg/l；
步骤5：用浓密机对新液进行与冷却、沉降，控制新液无悬浮物，温度由65℃降低至55℃；
步骤6：电解冷却系统结晶清理由2.5月/次调整为0.5月/次，电解槽清理溜槽油污3次/8小时，定期对母线瓷环、电解槽外壁、各溜槽支撑点进行清理；提高槽梁柱的绝缘性能，定期清理导电棒及导电头上的结晶物；严禁结晶物进入系统，造成烧板透酸；
步骤7：缩短阳极清扫周期及阳极泥掏槽周期，定期对阴极板进行洗刷。
实施例3
一种湿法炼锌新型试剂净化除钴法中提高阴极锌析出质量的工艺，包括如下步骤：
步骤1：控制锌焙砂中Si可溶的质量百分数2.5％，Fe的质量百分数9％；
步骤2：控制中上清含Zn2+由162g/l降低到145g/l，控制电解液酸度为178g/l，酸锌比为3.2；控制沉矾上清含Fe3+由3g/l升高到5g/l；
步骤3：将原来一段锌粉净化除铜镉改造为二段锌粉除铜镉，控制一次净化末槽Cd98mg/l，控制温度62℃，一次后液Cd 150mg/l、二次净化末槽Cd 5mg/l，控制温度55℃，二次后液Cd 7.5mg/l；
步骤4：控制净化三段试剂除钴工序反应温度由76℃提高至83℃；A试剂配置浓度由30％降低至15％；三次后液Cd 0.5mg/l、Co 0.5mg/l、Cu 0.2mg/l、Sb 0.01mg/l；
步骤5：用浓密机对新液进行与冷却、沉降，控制新液无悬浮物，温度由65℃降低至45℃；
步骤6：电解冷却系统结晶清理由3月/次调整为1月/次，电解槽清理溜槽油污3次/8小时，定期对母线瓷环、电解槽外壁、各溜槽支撑点进行清理；提高槽梁柱的绝缘性能，定期清理导电棒及导电头上的结晶物；严禁结晶物进入系统，造成烧板透酸；
步骤7：缩短阳极清扫周期及阳极泥掏槽周期，定期对阴极板进行洗刷。
本发明的原理为如下几点：
1)福美钠基本上能与除碱金属以外的所有金属离子反应都会生成沉淀；一般情况下，原子序数越大，所生成的沉淀溶度积越小；溶度积较小金属螯合物相对稳定，因此该试剂在某一体系中除杂质或除重金属都有较强的选择性，使重金属以沉淀的形式而除去，具有良好的效果。通过借鉴同行业经验，试剂中配加一定量的(亚硝酸钠)，将二价钴氧化为三价钴，可以达到深度除钴的目的，且形成的螯合物很稳定，不会分解。NaNO2的主要作用是氧化剂与活化剂。
2)福美钠是一种DTC类的广谱重金属沉淀剂/螯合剂，能在常温下与各类重金属离子发生反应，生成水不溶性的螯合盐，福美钠与液体中的铜、镉、钴、镍均发生反应，造成消耗量增大，影响除钴效果，因此福美钠配比亚硝酸钠除钴时应尽可能控制将溶液中的铜、镉含量控制在合理范围内。
3)硫酸锌溶液中杂质As、Sb对电解是极为有害的，它既影响电流效率，有恶化电解操作。生产实践和生产实验数据表明，在中浸工序三价铁的水解沉淀能促使中上清溶液中砷、锑的完全沉淀，溶液中的砷锑被Fe(OH)3吸附而一起沉淀，降低中上清溶液中锗、铁含量。为使砷锑降至0.1mg/l以下，必须控制中浸溶液中铁量约为砷、锑总量的15-20倍。
本发明自在本公司应用以来，极大降低了阴阳极板的消耗量，阴极板消耗由0.14(片/吨锌)降低到0.12(片/吨锌)；阳极板消耗由0.08(片/吨锌)降低到0.076(片/吨锌)；年节约阴极板3600片，阳极板720片，共产生612万元经济效益。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理。
Claims (2)
1.一种湿法炼锌新型试剂净化除钴法中提高阴极锌析出质量的工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1：锌焙砂质量控制：控制锌焙砂中Si可溶的质量百分数小于2.5％，Fe的质量百分数小于10％；
S2：控制中上清含Zn2+由155～165g/l降低到145～155g/l，控制电解液酸度不超过180g/l，酸锌比为3.0～3.4；控制沉矾上清含Fe3+由1～3g/l升高到4～6g/l；
S3：将原来一段锌粉净化除铜镉改造为二段锌粉除铜镉，控制一次净化末槽Cd≤100mg/l，控制温度为55～65℃，一次后液Cd≤200mg/l、二次净化末槽Cd≤5mg/l，控制温度为55～65℃，二次后液Cd≤10mg/l；
S4：控制净化三段试剂除钴工序反应温度由75～80℃提高至80～85℃；A试剂配置浓度由30％降低至15％，A试剂单耗在8kg/t阴极锌以下；三次后液中Cd≤1.2mg/l、Co≤0.5mg/l、Cu≤0.3mg/l、Sb≤0.02mg/l；
S5：用浓密机对新液进行预冷却、沉降，控制新液无悬浮物，温度由60～70℃降低至40～55℃；
S6：电解冷却系统结晶清理由2.5～3月/次调整为0.5～1月/次，电解槽清理溜槽油污2次/8小时，定期对母线瓷环、电解槽外壁、各溜槽支撑点进行清理；提高槽梁柱的绝缘性能，定期清理导电棒及导电头上的结晶物；
S7：缩短阳极清扫周期及阳极泥掏槽周期，定期对阴极板进行洗刷。
2.根据权利要求1所述的一种湿法炼锌新型试剂净化除钴法中提高阴极锌析出质量的工艺，其特征在于：所述步骤S6中严禁结晶物进入电解冷却系统，防止造成烧板透酸。
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