湿法炼锌硫酸盐溶液中去除钻AnBm的试验研究

湿法炼锌硫酸盐溶液中去除钻AnBm的试验研究
研究了用新型除钻剂AnBm从湿法炼锌硫酸盐溶液中除钻，考察了影响钻沉降的几个因素。

试验结果表明：在氧化剂加入量42 mg/L,脱钻剂加入量2.4 g/L,反应时间50〜60 min,温度70-80 C ,pH 4. 1~5 之间条件下,钻脱除效率达97%以上，溶液中钻质量浓度降至0. 7 mg/L以下,满足电积锌的要求。

关键词：湿法炼锌;硫酸锌溶液；除钻
湿法冶锌工艺中，钻是危害锌电积的最主要的杂质之一。

电积过程中，氢在钻上的过电位较小，钻的存在会促使氢放电,并使阴极电位正移, 过电位减小⑴。

随着电积的进行，沉积物会变得越来越疏松多孔，阴极锌返溶，电流效率降低，锌的电能消耗增加，剥锌困难,锌产量降低。

所以，锌电积前一定要将钻除到较低浓度。

目前，湿法炼锌中主要的除钻方法有活性锌粉法⑵、黄药除钻法⑴、溶剂萃取法［妇、8-荼酚法⑸等。

本试验借鉴处理重金属废水的方法在大量试验基础上,利用一种新型廉价的除钻剂AnBm,使除钻过程容易操作，而且不会给流程引入新的有害杂质, 无废气排出，除钻效果良好。

1试验部分
1.1 试验原料
试验溶液取自云南某锌冶炼厂净液分厂，为除铜、镉后液，成分如表hFe3+标准溶液：1 g/L, 由分析纯硫酸高铁配制；Co*标准溶液：5 g/L, 由分析纯硫酸钻配制；浓硫酸：分析纯，17. 93 mol/L；除钻剂 AnBm,99%。

1.2 试验方法
试验在采用单因素试验法。

将100 mL工作液倒入250 mL高型烧杯中，水浴加热，机械搅拌。

除钻液过滤,测定滤液中钻、铁、锌质量浓度，计算各元素脱除率。

试验设备:HH-2型数显恒温水浴锅,控温精度土 1 °C ；JJ-1型电动搅拌器;精密pH试纸和雷磁pHsj-3F实验室pH计；SHB-III A型循环水式多用真空泵。

溶液中Co*的测定釆用亚硝基-R 盐分光光 度法（722型分光光度计）；Zn 、Fe 的测定采用火 焰原子吸收光谱标准曲线法（岛津AA6300原子 吸收分光光度仪）。

2 试验原理
除钻剂AnBm 中含有黄原酸基团，能与溶液 中的钻离子生成沉淀区，而黄原酸的三价钻盐的 溶度积是二价钻盐的10万分之一,所以要使钻除 到较低浓度,应加入氧化剂将二价钻氧化成三价 钻。

试验采用先加氧化剂再加除钻剂的方法去除 溶液中的钻。

3 结果及讨论
采用单因素试验法考察氧化剂加入量、反应 时间、反应温度、除钻剂AnBm 加入量、除钻终点 pH 对钻脱除率的影响。

1氧化剂加入量对钻脱除率的影响
氧化剂为由分析纯硫酸铁配制的溶液。

分别 取不同体积的 1 g/L Fe3+标准溶液，用除镉、铜 后的硫酸锌溶液定容到100 mL,其他条件:除钻 剂0. 32 g,温度75±TC,反应时间1 h,溶液pH 4.45。

试验结果如图1所示。

3.3 反应温度对钻脱除率的影响 脱钻剂加入量0. 24 g,Fe 3+加入至质量浓度 42 mg/L,反应时间1 h,溶液pH
4. 47,定容体积 100 mL,在不同水浴温度下考察温度对钻脱除率 的影响。

试验结果如图3所示。

图1氧化剂Fe 卄质■
浓度对钻、铁脱除率的影响 从图1看出：随Fe ，+加入量的增
加，钻脱除率 快速增大;当Fe ，+加入量达到42 mg/L 时,也就是 Fe 3+加入量为Co 飪完全氧化成Co 3+所需理论量的 1.7倍时，钻脱除率达97.5%,脱钻后液钻质量浓 度降到0. 7 mg/L 以下;同时,作为氧化剂的铁也被 沉淀，沉淀率近100%,溶液中没有新杂质引入。

3.2 除钻剂加入量对钻脱除率的影响
30 - 1 1 1 1 - 1 1 --- 1 6 12 18 24 30 36 42 48 Fe*质量浓度/(mg ・L) 908070605040
温度/1C
图3温度对钻脱除率的影响
固定其他试验条件：加Fe"质量浓度至42 mg/L,温度75士 1C,时间1 h,溶液pH 4. 35,定 容体积100 mL,除钻剂加入量对钻脱除率的影响 试验结果如图2所示。

脱钻剂加入质量/g
图2除钻剂加入量对钻脱除率的影响
从图2看出，随脱钻剂加入量的增加,钻脱除 率升高;除钻剂质量浓度为2.4 g/L 时，钻脱除率 达97%以上，脱钻后液钻质量浓度降至0, 7 mg/L 以下，完全达到电积锌的要求。

从图3看岀，随温度升高，钻脱除率快速升 高；当温度达80 1时，钻脱除率达97%以上，沉 钻后液钻质量浓度低至0. 8 mg/L ；再升高温度, 钻脱除率变化不明显，未出现钻反溶现象。

3.4 反应时间对钻脱除率的影响
脱钻剂加入质量0. 24 g,Fe 3+加入量至质量 浓度42 mg/L,溶液P H
4, 37,定容体积100 mL, 温度75±1'C,反应时间对钻脱除率的影响试验 结果如图4所示。

40 1 ------- 1 -------- 1 --------1 -------- * ------- 1 ------- 1 10 20 30 40 50 60 70 时间/min 8
*、
*發組胡
图4反应时间对钻脱除率的影响
从图4看出，反应时间对钻脱除率影响很大: 反应前30 min随反应进行,钻沉降率快速提高; 反应30 min后,钻沉淀率提高缓慢；反应60 min 时，溶液中钻质量浓度已降至0. 64 mg/L,钻脱除率达97.4%,反应基本完全。

3.5 溶液pH对钻脱除率的影响
脱钻剂加入质量0. 24 g,Fe3+质量浓度至42
mg/L,定容体积100 mL,温度75±1'C ,反应时间lh。

考察不同酸度对钻脱除率的影响，试验结果如图5所示。

从图5看出：溶液酸度较高时钻脱除效率很低;pH在4.1-5之间时除钻效果最好。

pH太高会降低钻沉淀效果，因为在高pH条件下,Fe3+ 和Zn，+易水解，直接降低除钻剂的效果。

湿法炼锌厂硫酸锌中性浸出液的pH为4. 5〜5. 2,基本在试验最佳范围内。

4结论
1)除钻剂AnBm成本低廉，为市售普通商品，原料易得。

2)操作条件容易控制，除钻效率高于锌粉法。

最佳条件下(氧化剂加入量42 mg/L,脱钻剂加入量2. 4 g/L,反应时间50-60 min,温度70~ 80 'C,pH 4.1〜5. 0之间)，钻脱除效率达97% 以上，溶液中钻质量浓度降至0.7 mg/L以下，完全达到电积锌的要求。

3)生产设备简单，可以利用现有设备进行生产。