湿法炼锌净化工艺的选择
湿法冶锌工艺流程
湿法冶锌工艺流程
1.浸出:将含锌矿石(多为氧化锌矿石)研磨成一定粒度的粉末,然后与硫酸等溶液混合,通过浸出反应将锌溶解出来。
浸出反应一般可以分为两个步骤:首先是矿石的颗粒与溶液之间的扩散过程,然后是锌离子在溶液中的化学反应。
2.过滤:将浸出溶液中的固体杂质物通过过滤器进行过滤,得到含锌的滤液。
过滤是一个重要的步骤,它可以有效地去除溶液中的固体杂质,防止后续工艺发生堵塞和设备磨损。
3.净化:通过净化工艺,将滤液中的铁、铜、镉等杂质去除,以获得纯度更高的锌溶液。
常用的净化方法有镉精萃取法、铜脱除法、硫酸铁脱除法等。
4.电积:将经过净化的锌溶液通过电解槽进行电积操作,使锌离子在阳极上还原成金属锌,在阴极上沉积。
电积是将溶液中的锌还原成金属锌的最主要方法,通常使用铅和钢板作为阴极,将锌电积出来。
5.脱水:将电积出来的锌板通过烘干设备进行脱水处理,去除残留的水分,使锌板干燥。
6.熔炼:将脱水后的锌板送入熔炼炉中进行熔炼操作,将锌板熔化成液态锌。
通常采用间歇式熔炼,将锌板在炉中加热至熔点以上,使锌融化成液态,然后通过出铅孔排出熔化后的锌液。
7.精炼:通过精炼设备,对锌液进行精炼操作,以提高锌的纯度。
精炼一般采用电解精炼法,通过电解槽将锌液中的杂质去除,得到高纯度的锌。
8.出锌:将精炼后的锌液通过真空蒸馏或其他方法,将铅和其他低沸点杂质从锌液中蒸馏除去,最终得到纯度达到要求的锌。
总的来说,湿法冶锌工艺流程是一个包括浸出、过滤、净化、电积、脱水、熔炼、精炼和出锌等多个步骤的过程。
通过这些步骤的处理,可以从含锌矿石中提取出纯度较高的锌,用于各种工业应用。
锌的湿法冶金方法概述
锌的湿法冶金
锌的湿法冶金是指使用水溶液作为冶炼锌的介质,其主要包括电解法、酸浸法和氨浸法等几种方法。
1.电解法:将锌精矿放入电解槽中,加入电解液(主要成分为硫酸和氯化铵),在外加
电流的作用下,锌离子被还原成金属锌沉积在阴极上。
这种方法具有效率高、能耗低等优点,是目前最主要的生产方式。
2.酸浸法:将锌精矿浸入硫酸水溶液中,利用硫酸的氧化作用将锌离子溶解出来。
这
种方法适用于高品位的锌矿石,但浸出过程中会产生大量的酸性废水,对环境造成污染。
3.氨浸法:将锌精矿浸入氨水溶液中,通过氨水的配位作用将锌离子溶解出来。
这种
方法对锌矿石的品位要求较低,同时产生的废水为碱性废水,对环境污染较小。
但该方法的操作成本较高。
以上三种方法各有优缺点,应根据不同情况选择合适的冶炼方式。
除了上述的电解法、酸浸法和氨浸法外,还有其他一些较为次要的湿法冶金方法。
4.氯化法:将锌精矿与氯气反应,生成氯化锌,再通过还原反应得到金属锌。
这种方
法主要应用于高品位的锌矿石,但因为氯气对环境的危害性较大,所以逐渐被淘汰。
5.氧化焙烧法:将锌精矿加入到反应炉中,通过高温氧化反应,将锌矿石中的锌转化
为氧化锌,再通过还原反应得到金属锌。
这种方法主要适用于低品位的锌矿石,但因为会产生大量的氧化废气,对环境造成了污染。
总的来说,湿法冶金方法相对于干法冶金方法来说,工艺流程更为复杂,但其适用范围更广,能够处理更多种不同品位的锌矿石,且可以生产出较为高纯度的金属锌。
但湿法冶金方法中会产生大量的废水和废气,需要进行处理和净化,以减少对环境的影响。
湿法炼锌硫酸锌溶液的深度净化
中氧化铋除氯法具有 工业简单 、成本低以及氯离 子脱除率高等 优
点 ,主 要 化 学 反 应 为 :BiOCl+NaOH+H2O=Bi(OH)3+NaC1和
有机 试剂 沉淀 法主要 包括 黄药净 化法 和亚 硝基 B一苯酚 净
工 序 。
化 法 ,通过相 关有机试剂 的添加 来对湿 法炼锌 过程 中产 生的 镉 、
(2)硫 酸锌 溶 液净 化 :此 步需 净化 除去 铜 、镉 、钴及 氟 氯. 镍 、钴 等杂质 进行置换 ,其 中主要 是进行钴 杂质 的去除 。但 在生
简要 概 述 湿 法 炼锌 硫 酸锌 溶 液 的概 念 ,并 结合 近年 来 国 内外硫 酸锌 溶 液 深度 净 化 的现 状 ,提 出具 有针 对 性 的 建议 ,一起 对我 国
未 来湿 法 炼锌 硫 酸锌 溶液 的深度 净 化 的发展 提 供 参考 依 据 。
关键 词 :湿法 炼锌 ;硫 酸 锌 溶液 ;深度 净 化
价钴 ,试 验采用先加 氧化剂再加 除钴剂的方 法去除溶 液中的钴 。 2.4 氧化铋除氯法
净 化过程 的富集作用 ,使 原料 中镉 、钴 、铊等有价 元素得到富集 ,
由于在 湿法炼锌的过程 中会 产生大量的氯离子 ,而硫酸锌溶
达 到从净化 渣中回收有价 金属成分 的 目的 。
液可 以通过与氯离子进行 反应来消除多余的氯离子 。除氯的方法
槽 、阴极 、阳极 、供电设 备 、载 流 母线 、冷 却 电解 液设 备 以及 剥 2.3 除钻 剂沉淀)去(新型的除钻 方法 )
锌机 等设备 …。
除钻剂 AnBm 中含 有黄原 酸基 团,能 与溶 液 中的钻 离子 生
1.2 硫酸锌溶液的初步净化
湿法炼锌净化渣处理新工艺
纱线接 头处 的强度 与外观 ,并使转杯速 度提高 ,可达 到 1万转/ ;纺纱器单元 ( ) 分
配有 步进 电机喂给 系统 ,在 断头 瞬间 ,可 控制喂 给 罗拉 倒转 ,使 棉 条脱离分梳 区 ,避 免纤 维 由于过 度分梳 而损伤 。通过控 制喂 入速 度周期 性 变化 ,可以纺制 不 同节距 的竹 节纱 ;通 过合理 配 备不 同规格 的纺纱 杯 、分梳 辊 和阻捻头 等 以及 灵活 改变控制 参数 ,可 以满 足纺制 不 同纤维 材料 和不 同细 度纱 支的要求 ,扩 大 了转杯 纺纱机 的应 用领 域 。该机 利用智能化 实时监 控 ,实现 了在 线检 测 ,整体
镉3) ) 、铜4 ) ,经济 、社 会和环境效益明显 ,技术水平达到 国内领先 。 I) (吨 1 吨
成果单位 :汉 中八一锌业有 限公 司
带 半 自动 接 头 装 置 的高 速 转 杯 纺 纱 机
该成果在 吸收 国外 先进技术基础 上 ,结合 国内纺 织行业 发展现状 ,利用现代
气 动 力学 原 理 和 光 电传 感 自动检 测 、微 处 理控 制 等 技 术 , 自主 研 制 新型 纺纱 器 、半 自动接头 装置 等纺纱 机关键 部件 ,并 成功 提 出新型 带半 自动接 头装置的
高速转杯纺纱整机产 品 。 成果创新 点是 :利用光 电传感器 、微控制器实现 了 自动检 测与控制 ,提高了
汉 中 市 优 秀 科 技 艺
炼锌净化 渣 中富 含锌 、铜 、镉 、镍 、 等 多种金 属 ,经 济开发价值高 。为 了 钴
提高净化渣的综合回收利用价值 ,提高锌回收率 ,做好净化渣的综合回收和开 发利用十分必要 ,既有利于增强企业的综合竞争实力 ,又可 以提高金属的附加
锌湿法冶炼渣处理工艺研究
锌湿法冶炼渣处理工艺研究摘要:有色金属冶炼的环境保护和资源高效利用已成为制约行业可持续发展的关键因素,湿法炼锌生产的浸出渣开路问题是企业面临的难题之一。
本文针对我国湿法炼锌采用的主流工艺,基于生产过程的产生的各种浸出渣、净化渣、烟尘、污泥等含锌物料的来源、组成和污染物进行分析,较系统地总结了目前各类锌冶炼渣的综合利用及无害化处理技术。
关键词:湿法炼锌;锌冶炼渣;处理工艺1冶炼渣的来源与组成1.1常规浸出冶炼渣常规浸出过程为中性浸出和酸性浸出两段。
中性浸出液的净化采用置换或化学沉淀,一般加入锌粉去除铜镉,然后将溶液升温加锌粉和活化剂锑盐或砷盐去除钴镍,最后加锌粉去除复溶镉,分别得到铜镉渣和镍钴渣,也可采用黄药除钴生成黄酸钴渣。
添加铜渣或石灰乳去除氟、氯,分别得到氯化亚铜和氟化钙沉淀。
通过控制酸性浸出液的pH值,Fe2+被氧化成Fe3+后水解去除,酸性浸出渣含锌约20%,Fe约25%,铅约5%,烟尘中含有少量的氧化锌尘和SO2。
常规浸出冶炼渣为有害渣,含有价金属多,回收利用技术相对成熟。
1.2热酸浸出冶炼渣热酸浸出与常规浸出不同的是中性浸出渣采用二段高温高酸浸出,使渣中难溶于稀硫酸的铁酸锌溶解进入酸性浸出液。
富集于热酸浸出渣中的铅、银等称为铅银渣,其中锌主要以ZnS和ZnFe2O4形式存在,铁主要以Fe2O3和FeO形式存在,铅主要以PbS和PbSO4形式存在,银主要以Ag2S和AgCl形式存在。
热酸浸出液除铁后返回中性浸出流程,除铁工艺主要有:黄钾铁矾法、针铁矿法、赤铁矿法,使浸出液中的Fe以黄钾铁矾、针铁矿、赤铁矿的形式与溶液分离。
1.3高压氧浸浸出渣氧压浸出是在高压釜内直接高温氧压浸出硫化锌精矿,可避免副产硫酸,浸出液的处理过程与常规流程一致。
此工艺反应速度快,提高了原料中镓、锗、铟等稀散金属的回收率和铜、镉的浸出率和回收率,利于铅、银等贵金属的富集。
氧压浸出废渣含20%~25%的水份和12%~15%的元素硫,根据精矿原料的不同及后续渣处理工艺的差异,氧压浸出渣分为高银渣和低银渣,高银渣又分成高铁渣和低铁渣。
从湿法炼锌锑盐净化钴渣中回收钴,锌,镉,铜
从湿法炼锌锑盐净化钴渣中回收钴,锌,镉,铜发布时间:2023-06-30T02:57:51.357Z 来源:《新型城镇化》2023年13期作者:安成斌[导读] 国内部分湿法炼锌企业净化采用新型试剂除钴工艺,除钴效果好,解决了传统三段逆锑锌粉除钴工艺产生有害气体、生产不稳定、成本高以及无法实现深度净化等问题。
新型试剂除钴过程产生的钴渣为有机渣,具有锌高、钴低的特点,回收难度大,长期堆存造成环境污染以及有价金属损失。
有必要研究探讨提升净化钴渣技术指标新工艺。
新疆紫金有色金属有限公司新疆克州 845350摘要:针对湿法炼锌净化钴渣钴品位低、渣含锌高的问题,开展了合金锌粉除残镉、三净渣再除钴以及钴渣净化贫镉液中钴镉的试验研究。
提出了金属锌粉预除镉、合金锌粉深度净化残镉以及钴渣多次反复除钴、钴渣与贫镉液反应、钴渣水洗工艺,钴渣含锌降至10%~12%,钴品位富集了(2~3)倍,达到了提升钴品位、降低渣含锌目的。
关键词:新型试剂;有机钴渣;多次利用;合金锌粉;贫镉液;国内部分湿法炼锌企业净化采用新型试剂除钴工艺,除钴效果好,解决了传统三段逆锑锌粉除钴工艺产生有害气体、生产不稳定、成本高以及无法实现深度净化等问题。
新型试剂除钴过程产生的钴渣为有机渣,具有锌高、钴低的特点,回收难度大,长期堆存造成环境污染以及有价金属损失。
有必要研究探讨提升净化钴渣技术指标新工艺。
1湿法炼锌净化钴渣处理的方法1.1选择性浸出—挥发窑工艺(1)工艺原理及工艺过程简述净化钴渣中的锌、镉等比氢电位负的金属元素以及渣中的氢氧化物在稀硫酸的作用下,生成易溶于水的硫酸锌、硫酸镉而进入溶液中。
在浸出的过程中,通过控制浸出过程的温度、pH值以及浸出终点的pH值,抑制净化钴渣中钴、铜进入溶液中,从而实现锌、镉与钴、铜的分离。
通过选择性浸出锌、镉进入溶液中,再返回到浸出工序;钴、铜得以在浸出渣中得到富集。
为了充分回收浸出渣中的有价金属,采用挥发窑处理工艺。
湿法炼锌的要求
湿法炼锌的要求1、锌精矿焙烧应采用流态化焙烧炉。
2、浸出工序应采用连续浸出的机械搅拌槽。
3、浓密工序宜采用高效浓密机。
4、浸出渣过滤宜采用箱式压滤机、箱式隔膜压滤机和立式压滤机。
5、净化工序采用连续净化时,除铜、镉应采用机械搅拌槽,过滤设备宜采用箱式压滤机。
6、电积工序宜采用树脂混凝土电解槽,废液冷却应采用空气冷却塔。
7、大型湿法炼锌剥锌作业宜采用机械剥锌。
8、锌熔铸应采用低频感应电炉。
9、各种冶金炉窑不应设置备用。
10、浸出搅拌槽不宜设置备用。
11、浓密机不宜设置备用。
12、湿法炼锌主要工艺设备选择的技术参数应符合下列规定:(1)流态化焙烧炉床能力应为6.0t/h~7.5t/h。
(2)焙砂浸出应符合下列规定:1)传统浸出工艺中性浸出时间应为1.5h~4h,酸性浸出时间应为3h~4h;2)热酸浸出工艺中的黄钾铁矾法,中性浸出时间应为1.5h~4h,Ⅰ段酸浸时间应为3h~4h,Ⅱ段酸浸时间应为4h~5h,沉矾时间应为5h~6h。
低污染黄钾铁矾法的中性浸出时间应为1.5h~4h,预中和时间应为2h~4h,低污染沉矾时间应为5h~6h,高酸浸出时间应为3h~5h,针铁矿法的酸性浸出时间应为2 h~3h,高酸浸出时间应为3h~4h,超酸浸出应为4h~5h,还原时间应为3h~4h,氧化沉铁时间应为3h~6h;3)氧化锌浸出及富集铟过程的酸性浸出时间应为2h~3h,高酸浸出时间应为5 h~6h,锌粉置换铟的时间应为3h~4h。
(3)浓密与过滤应符合下列规定:1)传统浸出浓密主要技术参数应符合表7.7.12-1的规定;表7.7.12-1 传统浸出浓密主要技术参数2)传统浸出过滤的过滤能力应符合表7.7.12-2的规定;表7.7.12-2 传统浸出过滤的过滤能力[kg/(m2·h)]3)热酸浸出过滤的过滤能力应符合表7.7.12-3的规定;表7.7.12-3 热酸浸出过滤的过滤能力[kg/(m2·h)](4)三段锑盐(或砒霜)锌粉净化应符合下列规定:1)第一段净化反应时间应为1h~2h;2)第二段净化反应时间应为2.5h~3.5h;3)第三段净化反应时间应为1.0h~1.5h。
小型炼锌厂采用湿法炼锌工艺流程的选择和优化
121 仪 器设 备 __
锌技术不仅难度大而且还会造成严重的环境污染。 所以我国的炼锌厂多采用湿法炼锌技术 , 但湿法炼 锌 的前 期 投入 量 大 , 不适 于小 型 炼 锌 厂 , 以本 文 所 对其工 艺进行 了如 下摸索 性试 验 。
1 试 验
122 电极过程 所控 电积 参数 ..
电积 温 度 控 制 在 4  ̄ 0C,电 积过 程 中加 入 牛胶
2 m / 加 人碳 酸锶 01/ 0 gL, . L以及 少 :称 取含 锌 矿 粉 3g放在 0
2 0 l 杯 中 ,加 入 2 o L硫 酸 1 0 10 5m 烧 ml \ 5 ~ 8 mL在不
于稀 硫酸 , 故要 用 稀硫 酸 除去 硫酸 铅 ) 同时用 该 矿 , 粉 调 节 p 4 趁 热 减 压 过 滤 , 液 至 于 2 0 L烧 H= , 滤 5m
杯中。
2 )氧 化除 F 、 n 杂 质 :将上 面滤 液加 热至 e M 8 ~ 0C ,滴加 0 m l Mn 0 9  ̄后 . o LK O 至微 红 时 停止 加 5 \ 入 , 续加 热 至无 色 , 制溶 液 p 4 趁 热减 压 过 继 控 H ,
深 :.m 4 3  ̄ m。 5
仪器 : 杯 , 氏漏 斗 , 滤瓶 , 烧 布 抽 滤纸 。
试剂 : 含锌 矿 粉 ( 主要 成分 为 氧化 锌 )纯 锌 粉 , , 0 mo L K o 溶液 ,mo L硫 酸 3 o\。 . l Mn4 5 / 2 l \ ml L
11 .. 制备 方法 2
11 硫酸锌 的 制备 .
11 1 仪 器 和 试 剂 ..
可控 硅 整 流 器 : G F44 0 输 出 电压 2 V, K C 2/00 f 4 输 出 电 流 4 0A ,电解 槽 长× × = .m 08mx 00 1 宽 深 1 x .8 1 1 6 厚度 5 . m, 0 mm, 四槽 ( 际用 一 槽 )阳极 铅 板 共 实 , 尺 寸 :0 m 60 m,厚 度 5 m 阴极 为纯 铝 板 尺 90 mx 8 m m 寸 :0 m x 0 m 80 m 70 m厚 度 4 m,废 电解液储 槽 直径X m
湿法冶锌工艺设计流程
湿法冶锌工艺设计流程1.原料准备:首先需要准备好锌原料。
常用的锌原料有锌精矿、湿法炼锌渣等。
这些原料需要进行粉碎和磨细处理,以便提高后续工艺步骤的操作性能。
2.浸出处理:将经过处理的锌原料与硫酸等酸性溶液进行反应,使锌离子溶于溶液中。
该步骤需要注意配料比例、温度、搅拌速度等参数的控制,以提高浸出效果。
3.溶液净化:将浸出得到的含锌溶液进行净化处理,以去除杂质和次产物。
常用的净化方法有沉淀法、溶解法、离子交换法等。
这些方法可以去除掉溶液中的铁、铅、铜、镉等杂质,使溶液达到一定的纯度。
4.浓缩处理:经过净化的含锌溶液常常需要进行浓缩处理。
这一步骤可以利用蒸发、结晶、吹膜等方法,将溶液中的水分去除,使得溶液的锌含量提高。
5.电解精炼:经过浓缩处理后的含锌溶液需要进行电解精炼,以进一步提高锌的纯度。
该步骤通常采用电解槽,将含锌溶液作为电解液,通过外加电流的方式,使锌离子在阴极上得到析出,形成高纯度的金属锌。
6.锌产品处理:在电解精炼后,得到的金属锌通常需要进一步加工成为使用价值更高的锌产品。
常见的处理方法有冶炼成锌锭、制备锌合金、生产锌粉等。
这些产品可以根据市场需求,进一步加工利用或销售。
7.尾矿处理:工艺过程中会产生一些含有有害物质的尾矿。
这些尾矿需要经过环境友好的处理方式,以减少对环境的影响。
常见的尾矿处理方法有浸出、固化、中和、填埋等。
需要注意的是,湿法冶锌工艺设计流程中的每个步骤都需要进行实验和试验,以确定适合具体工艺要求的操作条件和参数。
同时,在设计过程中需要充分考虑工艺效率、能源消耗、环境保护等方面的综合因素,以确保设计出安全、高效、环保的湿法冶锌工艺流程。
湿法炼锌
湿法炼锌-中性浸出液的净化置换沉淀法除铜镉钴镍A 置换净化的热力学在水溶液中用一种金属取代另一种金属的过程为置换。
从热力学讲,只能用较负电性金属去置换溶液中的较正电性金属。
例如,用金属锌能将溶液中的铜置换出来:Zn+Cu2+ ==== Zn2++Cu↓因此,置换的次序决定于水溶液中金属的电位次序,而且置换趋势的大小决定于它们的电位差。
这一点可以通过热力学计算来说明。
从热力学分析可知,采用锌粉置换Cu,Cd,Co,Ni均可净化得很彻底,可使Cu,Cd,Co,Ni的离子活度分别为Zn离子活度的10-38,10-11.63,10-16.81,与10-17.69倍。
B 置换净化的动力学采用锌粉置换净化Cu,Cd比较容易,而净化除Co,Ni并不是很容易。
用理论量锌粉很容易沉淀除Cu,用几倍于理论量的锌粉也可以使Cd除去,但是用甚至几百倍理论量的锌粉也难以将Co除去至符合锌电积的要求。
Co难以除去的原因,国内外较多的文献都解释为Co2+还原析出时具有高的超电压的缘故,同时还有一个反应速率的问题。
置换反应的速率,可以理解为负电性金属在含有正电性金属离子的溶液中溶解速率,并可用下式表示:dc A- —— = k — cdt V式中 k——速率常数;A——与溶液的接触面积;V——溶液的体积;c——正电性金属离子的浓度;t——反应时间。
积分上式得到:V 1 c2k = - —·— ln —A t c1——为正电性金属离子反应前的浓度;式中 c1c——为正电性金属离子反应t时间后的浓度。
2置换过程速率可能是扩散控制,或者是化学反应控制。
研究证实,反应Zn+Cd2+ ==== Cd+Zn2+在50℃,当转速在250r/min以下时,置换反应速率常数k与转速n呈正比。
当转速在250r/min以上时,置换反应速率保持不变。
表明当低转速时,置换反应在扩散区进行,高转速时反应在动力学区进行。
置换反应速率与温度的关系式:(是在25~85℃范围内)1350lgk = 13.54 - ———T活化能 = 4.95 x 5650J/mol = 23.14kJ/mol,即反应没有纯扩散的特征。
湿法炼锌锌粉锑盐净化工艺锌粉单耗控制措施
湿法炼锌锌粉锑盐净化工艺锌粉单耗控制措施摘要:常规湿法炼锌工艺中,中上清液的净化通常采用锌粉锌锑盐净化工艺,锌粉单耗通常作为一个重要的技术经济指标进行考核。
本文介绍了通过控制锌粉、中上清液质量,净化工艺条件等措施降低锌粉单耗。
关键词:湿法炼;锌粉锑盐净化工艺;锌粉单耗;控制措施引言在常规湿法炼锌的中性浸出工序,Fe、As、Sb等杂质大部分可通过Fe3+水解胶体共沉淀除去,但溶液中仍存在对锌电积有害的Cu、Cd、Co、Ni形成Fe(OH)3等其他杂质元素,必须在电积前对中上清液进行净化。
1锌粉锑盐法净化原理锌粉锑盐净化法,即利用金属电位差原理,用锌粉中较负电性的锌单质置换除去中上清液中较正电性的Cu、Cd、Co、Ni等杂质金属。
从热力学计算可知,用锌粉置换除Co、Ni是可行的,且能除至很低的程度。
但实践中,单纯用锌粉置换除Co、Ni却是很困难的,这是由于Co、Ni属于过渡族元素,其在置换析出时具有较大的超电压,使其析出电位变得更负,与金属锌的析出电位差变小。
为降低电位差,通常采取提高反应温度或者添加某些较正电性的金属(锑盐、砷盐、铅盐等)以降低Co、Ni超电压,从而使反应能顺利进行。
锌粉锑盐除钴法具有效果好、成本低、污染小的特点,被各湿法炼锌厂广泛采用。
从动力学上看,锑盐除钴过程可看作是一个电化学腐蚀过程。
锌粉锑盐除钴电化学反应主要包括以下几个过程。
(1)Co2+向锌粉表面传输,这一过程属于液相中的传质过程。
(2)Co2+在锌粉表面吸附,这一过程属于表面转化过程。
(3)电化学过程:阳极反应Zn-2e→Zn2+;阴极反应Co2++2e-→Co。
(4)生成CoSb化合物脱附,这一过程属于表面转化过程。
(5)Zn2+从电极表面向溶液扩散,这一过程属于液相中的传质过程。
2锌粉单耗控制2.1原料净化用原料来自浸出工序的中上清液,中上清液的质量对降低锌粉单耗极为重要,需要从以下几个方面进行控制。
2.1.1控制适宜的中上清液中锌离子浓度。
210979000_湿法冶炼锌锌粉净化工艺及净化渣处理工艺优化实践
2022年 12月下 世界有色金属5冶金冶炼M etallurgical smelting湿法冶炼锌锌粉净化工艺及净化渣处理工艺优化实践冶玉花(白银有色集团股份有限公司,甘肃 白银 730900)摘 要:本文针对于锌冶炼原料的日益紧缺及杂质成分越来越高等现象,为了提高净化系统对原料的适应性,通过对湿法炼锌常规的锌粉-锑盐净化工艺及净化渣处理工艺分析研究,提出了较为详尽的工艺完善及优化措施,在生产实践中取得了较好的效果,达到了增加效益和提高企业综合利用率水平的目的。
关键词:一段低温锌粉除铜镉;二段高温锌粉-锑盐除钴镍;净化渣;铜镉渣;镍钴渣中图分类号:TF813 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2022)24-0005-3Optimization of zinc powder purification process and slag treatment process in hydrometallurgical zinc smeltingYE Yu-hua(Baiyin Nonferrous Metals Group Co., Ltd., Gansu Baiyin 730900)Abstract: In view of the phenomenon of increasing shortage of zinc smelting raw materials and higher impurity composition, in order to improve the adaptability of the purification system to raw materials, through the analysis and study of the conventional zinc hydrometallurgy zinc powder - antimony salt purification process and purification slag treatment process, more detailed process perfection and optimization measures are put forward, and good results have been achieved in the production practice. It achieves the purpose of increasing efficiency and improving the level of comprehensive utilization of enterprises.Keywords: first-stage low-temperature zinc powder for removal of copper and cadmium; second-stage high-temperature zinc powder-antimony salt for removal of cobalt and nickel; copper-cadmium slag; nickel-cobalt slag收稿日期:2022-10作者简介:冶玉花(1978-),女,青海省民和县,大学本科,冶炼高级工程师,研究方向为锌湿法冶金、湿法炼锌综合回收利用。
湿法炼锌净化除钴技术探讨
湿法炼锌净化除钴技术探讨摘要:湿法炼锌工艺现在已经比较成熟,尤其是在技术水平不断提高的情况下,湿法炼锌的产量在不断的增加。
就湿法炼锌工艺进行分析,必须要做好钴的深度脱除,这不仅关系着锌电解系统是否能够正常运转,同时也是降低生产成本的重要条件。
本次结合湿法炼锌工艺特点,对净化除钴技术进行了简单分析。
关键词:湿法炼锌;净化除钴;技术要点湿法炼锌是目前炼锌产业所应用的最主要方法,分为焙烧、浸出、净液、电积以及熔铸共五道工序,为保证较高的产量和质量,除了要做好每道工序的控制以外,还要注意净化除钴的重要性。
目前我国湿法炼锌所应用的净化除钴技术主要为锑盐净化法,但是因为需要较多的锌粉作为支持,导致生产成本增加,还需要结合国外成功经验,针对净化除钴技术做进一步的研究。
一、湿法炼锌常用净化除钴技术1.锌粉置换法1.1砷盐净化法一般情况下,选择应用砷盐净化法可以分为两个周期作业:第一阶段主要针对铜与钴等杂质,在80~90℃条件下添加适量的锌粉作用进行去除;第二阶段,便是在低温条件下添加适量的锌粉,清除返溶残镉。
通过前后两个周期的处理,可以达到比较理想的杂质去除效果。
但是在实际操作中因为第一阶段的工艺操作比较复杂,再加上净化过程中有极大的可能会产生有毒气体,对生产人员的人身安全威胁比较大,以及残渣中的砷还会造成二次污染,因此应用比较少[1]。
1.2锑盐净化法锑盐净化法与砷盐净化法原理相似,只是选择锑盐为原材料。
在净化处理的第一个阶段,需要在低温条件下添加适量的锌粉,去除铜、镉等杂质;第二阶段则是在高温条件下,添加适量的锌粉与锑盐,去除钴与镍等杂志。
在实际操作中,受湿法炼锌工艺条件影响,所需要的锑盐数量不同,可进行灵活调节。
相比砷盐净化法,锑盐净化法操作流程更加简单,具有较高的安全性,且不会对环境造成污染,是目前国内应用最为广泛的一种净化去钴的方法。
2.β-萘酚净化除钴法β-萘酚净化除钴法属于有机试剂除钴法,处理时是将适量的β-萘酚溶液添加到去除铜与镉的溶液内,进行大约10min的搅拌后,继续向内加入废电积液,待溶液温度达到65~75℃时,继续添加酸度为0.5g/L的硫酸,继续搅拌60min,观察发现溶液内有蓬松状红褐色络合物沉淀析出。
湿法炼锌 (3)
湿法炼锌1. 简介湿法炼锌是一种将锌矿经过浸出和电解的方法来提取纯度较高的锌的工艺过程。
它是一种常用的锌提取方法,广泛应用于冶金、化工和环保等领域。
本文将详细介绍湿法炼锌的工艺过程、设备和应用。
2. 工艺过程湿法炼锌的工艺过程通常包括以下几个阶段:2.1 浸出湿法炼锌的浸出过程是将锌矿经过浸泡、搅拌和反应来使锌与溶液中的物质发生化学反应,并将锌溶解出来。
浸出通常使用硫酸、氯化铵或硫酸铵等溶液作为浸出剂。
在浸出过程中,控制温度、浸出剂的浓度和PH值等参数是十分重要的。
2.2 净化湿法炼锌的净化过程是将浸出液中的杂质去除,以得到纯净的锌溶液。
净化过程通常包括中和沉淀、过滤、溶解和吸附等步骤。
其中,中和沉淀是通过加入碱性物质使杂质发生沉淀,过滤是将沉淀物进行分离,溶解是将过滤后的沉淀物进行溶解,吸附是使用吸附剂来吸附溶液中的杂质。
2.3 电解湿法炼锌的电解过程是将净化后的锌溶液中的锌离子通过电解的方法还原成金属锌。
电解过程通常使用铅液流电解槽,锌离子在负极(阴极)上还原成金属锌,并在阳极上析出电极反应产生的氧气。
控制电流密度、溶液浓度和温度等参数能够影响电解效果和产量。
2.4 脱水和炼焦湿法炼锌的产物是湿糊状的,需要进行脱水和炼焦处理。
脱水过程主要是通过蒸发、压滤或离心等方法去除水分,使产物干燥。
炼焦过程是通过加热产物,将其中的有机杂质燃烧掉,得到纯净的锌。
3. 设备湿法炼锌通常需要一系列的设备来完成工艺过程,主要包括以下几种:3.1 浸出设备浸出设备包括浸出槽、搅拌器和加热器等。
浸出槽通常是由耐腐蚀材料制成,具有良好的密封性。
搅拌器可以保证溶液中物质的均匀混合,加热器则可以控制浸出温度。
3.2 净化设备净化设备包括中和槽、过滤设备和吸附塔等。
中和槽通常是由耐腐蚀材料制成,可以调节PH值。
过滤设备可以将沉淀物进行有效分离,吸附塔则可以通过吸附剂去除溶液中的有机杂质。
3.3 电解设备电解设备主要包括电解槽、电源和阳极、阴极等组件。
湿法炼锌过程中过滤设备的选择
湿法炼锌过程中过滤设备的选择前言从硫化锌精矿中提取金属锌的工艺有火法炼锌和湿法炼锌两种流程。
湿法炼锌流程有焙烧、浸出、浓密、过滤、净液、电积、熔铸等主要工序(氧压浸出流程可省去硫化锌精矿的焙烧工序)。
过滤设备主要用于其中的浸出矿浆和中浸上清液的液固分离。
过滤效果的好坏,不仅影响溶液的质量,而且影响锌的回收率。
所以,过滤设备的选择至关重要。
本文重点介绍设计中过滤设备的选择。
2 浸出矿浆过滤设备的选择过滤过程是一个液固分离过程,过滤后的滤液返回系统,过滤得到的滤渣视浸出工艺的不同或成为弃渣,或成为中间渣待再处理回收其中未被浸出的锌。
滤渣含水高,则渣中所夹带的水溶锌也高,由此可见,降低渣含水,即可降低渣含水溶锌,从而提高锌的总回收率。
这是选择过滤设备应首先考虑的问题。
操作方便、故障少是选择过滤设备时应考虑的另一因素。
过滤过程处理的是锌焙烧矿的浸出矿浆,这种矿浆的特点是含固量大,一般液固比为5-6:1,为厂尽可能降低渣含水溶锌,焙烧矿浸出矿浆通常采用两段过滤,即将一段过滤后的滤渣进行浆化、洗涤,再进行二段过滤。
用于矿浆过滤的设备主要有木耳过滤机、圆盘过滤机、带式过滤机、厢式压滤机等。
随着技术的进步,生产能力的扩大,过滤设备在技术应用、处理能力和设备性能等方面都有了较大的改进,木耳过滤机、圆盘过滤机、带式过滤机等都是采用真空抽滤,必须选用真空泵,配套系统复杂,且过滤能力受真空度的限制(真空度一般为50~70 kPa)。
因此,新建的湿法炼锌厂其浸出矿浆过滤大多采用厢式压滤机,原来采用真空过滤机的也大多改为厢式压滤机压滤。
带隔膜挤压的压滤机其过滤压榨力可达到2 MPa,可使滤渣含水降到20. 96 ~ 25,从而大大降低了渣含水溶锌。
生产实践中,如株洲冶炼厂新建的10万t/a电锌工程、西部矿业6万t/a电锌技改工程等,都选用压榨力为0. 6 ~0. 8 Mpa的厢式压滤机,其渣含水为30%左右。
由于其压榨力较低,因而对滤板材质的要求不如高压厢式压滤机高,设备固障较少,对节能也很有利。
湿法冶锌工艺
湿法冶锌工艺湿法冶锌工艺是一种使用湿法冶金技术将锌矿石转化为锌金属或锌化合物的工艺流程。
湿法冶锌工艺一般包括矿石选择、浸出、净化、电积、吸附等多个工艺环节。
湿法冶锌工艺具有操作简单、流程稳定、资源利用率高等特点,被广泛应用于锌冶炼行业。
一、矿石选择湿法冶锌工艺的第一步是选择符合要求的锌矿石,常见的有氧化型、硫化型、酸性型等多种类型。
选择矿石的关键因素之一是锌的含量,一般要求锌含量大于5%。
精选出优质的矿石后,需进行干燥处理,以便进一步处理。
二、浸出湿法冶锌工艺的第二步是浸出。
将矿石放入浴槽中,通过加入含有酸性物质的溶液来将锌矿石中的金属矿物浸出。
在浸出过程中,通常会使用高浓度的硫酸或氯化铵作为浸出剂,将金属矿化合物转化为水溶性金属盐。
三、净化在锌石浸出溶液中,除了锌金属以外,往往还含有大量的杂质。
通过净化工艺,可以将这些杂质从溶液中分离出来。
净化工艺通常采用溶解沉淀、聚合物沉淀等方法,将溶液中的杂质以固体或胶体的形式分离出来。
四、电积电积是湿法冶锌工艺的重要环节之一。
在锌石浸出溶液中,锌含量通常较高,但溶液中的锌以离子的形式存在,需要通过电积过程将其还原为金属锌。
电积过程一般通过将溶液输送到电解槽中,并在电解槽中通入一定电流,使得溶液中的锌金属沉积到负极上。
这样得到的金属锌可以继续用于生产其他锌化合物。
五、吸附湿法冶锌工艺中还常常需要进行吸附过程。
在锌石浸出溶液中,除了锌离子以外,还常常存在其他金属离子,如铜、铅、镉等。
这些杂质降低了锌产品的纯度,需要通过吸附工艺将其去除。
在吸附过程中,一般采用降解树脂吸附杂质离子,从而提高锌产品的纯度。
总之,湿法冶锌工艺具有成熟的工艺流程、高资源利用率等优点,是一种广泛应用的锌冶炼技术。
在实际应用中,需要根据具体情况进行调整和改进,以达到最佳的生产效益。
湿法电解锌工艺流程选择概述
湿法电解锌工艺流程选择概述1。
1 工艺流程选择根据原料成份采用常规的工艺流程,技术成熟可靠,劳动环境好,有较好的经济效益,同时综合回收铜、镉、钴等伴生有价金属。
工艺流程特点如下:(1)挥发窑产出的氧化锌烟尘一般含气氟、氯、砷、锑杂质,且含有较高的有机物,影响湿法炼锌工艺,所以通常氧化锌烟尘需先进多膛焙烧脱除以上杂质。
(2)氧化锌烟尘和焙砂需分别进行浸出,浸出渣采用回转窑挥发处理,所产氧化锌烟尘送多膛焙烧炉处理.(3)氧化锌烟尘浸出液返焙砂系统,经中性浸出浓密后,上清液送净液车间处理,净液采用三段净化工艺流程。
(4)净化后液送往电解车间进行电解。
产出阴极锌片经熔铸后得锌锭成品。
(5)净液产出的铜镉渣和钴渣进行综合回收(或外卖).1.6.2 工艺流程简述焙砂经中浸、酸浸两段浸出、浓密、过滤,得到中浸上清液及酸浸渣。
酸浸渣视含银品位进行银的回收后送回转窑挥发处理得氧化锌,经脱氟、氯,然后进行单独浸出,浸液与焙砂系统的浸出液混合后送净液.回转窑渣送渣场堆存.产出的中浸上清液经三段净化,即第一段用锌粉除铜镉;第二段用锌粉和锑盐高温除钴;第三段再用锌粉除复溶的镉,以保证新液的质量,所得新液送电解。
电解采用传统的电解沉积工艺,用人工剥离锌片,剥下的锌片送熔铸,产出锌锭。
采用上述工艺流程的理由:主要是该工艺流程基建投资省,易于上马,建设周期短、见效快、效益高.这在株冶后10万吨电锌扩建、广西、云南、贵州等多家企业的实践中,已得到充分证实和肯定.对净液工艺的选择,目前国内外湿法炼锌净液流程的发展趋势,主要是溶液深度净化。
采用先冷后热的净液流程,为保证净液质量,设置三段净化,当第二段净化质量合格时,也可以不进行第三段净化,直接送电解。
该流程稳妥可靠,净化质量高,能满足生产0#锌和1#锌的新液质量要求。
作业制度,拟采用连续操作,国内西北冶、株冶等都有生产经验。
与间断操作相比,可大减少设备的容积,减少设备数量,相应可减少厂房建筑面积,故可大幅度降低基建投资。
湿法炼锌净化工艺流程
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1. 浸出。
将锌精矿或氧化锌原料与稀硫酸进行浸出,生成硫酸锌溶液,并除去渣滓。
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湿法炼锌净化工艺的选择
广西来宾冶炼厂锌冶炼系统年产电锌3万t,为传统的湿法工艺流程,即:锌精矿-沸腾焙烧-焙砂硫酸浸出*浸出液净化—净化液电积—电锌。
2002 年3月开始技术改造扩建工程,使得电锌产量达到了年产6万t,在技术改造过程中,最关键的净化工艺拟采用三段连续净化取代改造前的两段间断净化。
因此,该工艺在生产中无论在设备上装置上还是在工艺操作中都引入了许多先进高效和适用的技术,有利于降低劳动强度、提高产率并实现生产过程的自动化控制。
1净化过程基本原理
1.1净化方法
净化过程是根据硫酸锌浸出液中不同的杂质及其含量,大多采用锌粉置换和加特殊试剂化学沉淀的方法将溶液中杂质除去。
工厂根据锌焙砂中性浸出上清液的特点,选择釆用加锌粉置换的逆歸净化方法。
1.2置换原理
置换是一种氧化还原反应,置换的热力学过程可用金属活泼性的大小或电子得失的难易等来定性描述,中性浸出上清液锌粉置换反应为:
MeSO4 + Zn = Z11SO4 + Me I
置换过程中金属的平衡电位如表1所示。
表1置换过程中金属的平衡电位(298 K) V
电极反应E°E平衡
Zn2* +2e=Zn■0.763-0.752(150 g/L)
Cd2* +2e=Cd-0.403-0.752(2xl0-7mg/L)
Cu2+ +2e= Cu+ 0.337-0.752(3.18x 10-35 mg/L)
Co2+ +2e=Co-0.227-0.752(5 x IQ-12 mg/L)
Ni2+ +2e=Ni-0.250-0.752( 1.5x 10-17 mg/L)
SbH3 = Sb+3H+ +3e+ 0.510+ 0.752(pH = 4, Pgb% = 202.65 Pa)
A S H3 = As+ 3H*
+3e+ 0.600+0.752(P H=4,P A1H3 = 202.65 Pa)
置换的动力学过程的反应机理:加入的锌粉作为微电池的阳极溶入液相,在那里发生水化作用,继而向溶液深处扩散并参与溶液的对流运动。
2三段连续净化工艺
2.1 一段锌粉置换除铜镉
一段净化过程为锌粉置换除铜和镉,操作温度在40 ~ 50Y,机械搅拌,反应原理为:
Zn + C11SO4 = Z11SO4 + Cu 寸
Zn + CdSOq = Z11SO4 + Cd 1
由表1可知,在理论上加锌粉置换除Cu、Cd是可行的。
但在实际生产中,一段除Cu、Cd 后,置换下来的Cd会有复溶现象产生,引起复溶的主要原因一般认为有两个:其一是化学溶
解,置换下来的金属与溶解在溶液中的空气接触,导致了镉的氧化溶解,且温度越高氧化溶解的速度越快,主要化学反应是:
2Cd + 02 = 2CdO
CdO + H2SO4 = CdSO4 + H20
其二是电化学溶解,溶液中具有比镉电极电位更正的金属离子(如Cu、Fe)导致镉的电化学溶解,其主要反应是:
Cd + Cu2+ = Cd2+ + Cu
Cd + 2Fe3+ =Cd2+ +2Fe2+
另外,在生产实践中,有的厂家在除Cu、Cd过程中,需加入适当的CuS04,这是为了强化锌粉对镉的置换作用,当溶液中[Cu2+]:[Cd2+] = l:3时,除镉的效果最佳,经过一段净化除Cu、Cd后,新液的铜镉含量基本可以达到电解的要求。
2.2二段铺盐高温除碑、锋、钻
除铜镉后的一段净化液含有碑、钟、钻等,需要进一步处理除杂,即将溶液温度升至80 - 90 加镣盐(锌粉活化剂Sb2()3),机械搅拌,反应原理为:
As + 3H+ +3e = AsH3 f Sb + 3H+ +3e=SbH3 f Zn + Co2+ = Zn2+ + Co I 由表1同样可知,在理论上加锌粉置换除As、Sb 是可行的,但在除Co时,有文献表明,因为Co属于过渡元素中的铁元素,它在溶液中析出时有超电压现象发生,而且温度越低,相应的析出超电压越大;同时,在pH = 5~5.4的中性溶液中,氢在钻上的析出电位约为-0.5-0.6 V,由于I碇I v I砖I,将使C°2,置换无法进行;当加入锌粉时,置换反应发生在锌和氢之间,即锌粉进行简单的溶解。
因而,要使置换除钻正常进行,就需要加入特殊的试剂SbzCh,当加入Sb2O3禅盐时,锌粉将更正的歸离子置换出来,此时歸与钻之间形成一系列金属化合物,如CoSb.CoSbz等。
由于氢在镑上的超电压较高,从而抑制了氢离子放电,这些金属化合物与锌粉颗粒组成微电池,钻将得到电子而析出。
温度和离子浓度对Ezn和Ec•的影响列于表2。
由表2可知,随着温度的升高,IE Zn l和IE S I 都减少,且IE/I减少的比例远大于lEz」减少的比例, 使lEznl与lEcJ的差值随温度的升高而增大,有利于锌粉除C。
,所以应该保持高温。
另外,随离子浓度的降低I Ezn I与I Eco I的值都增加,所以当中上清中的锌离子愈高,而要达到深度净化除钻,这个过程就会愈难进行。
因此,综合溶液的温度、离子浓度和形成微电池的阴极金属对析出电位的影响,除Co 必须在高温(80 Y以上)和添加锌粉活化剂的反应过程中,才能使溶液达到深度净化。
表2温度和离子浓度对Ezn和E&的影响
电极离子浓度
/g'L-1
E/N
25 r50 r75 Y
2.9-0.769-0.750-0.730
Zn /Zn 1.53-0.800-0.780-0.747
0.5-0.510-0.420-0.346
Co2*/Co 3.4 x-0.75—0.58 ~-0.45 -
IO4以上-0.52-0.40
2.3三段适温除残镉
经过一段和二段净化后,溶液中Cu、Cd、As、Sb、Co已经基本达到新液的要求,但为了进一步消除镉对新液质量的影响,第三段可以采取适温加锌粉除复溶镉,反应原理为:
Zn + CdS()4 = Z11SO4 + Cd I
3来宾冶炼厂工艺
3.1中上清含貴
来宾冶炼厂中上清含量情况列于表30
中上清液Zn紛
-- T .
%03、Zn粉一母液一净灣t=-^=r-co)
I 二段高^EI^CO、As、sT~|
1
(成收Co)
「三段I
I压混I
------------ 1
部.做三净渣
~~ (^ST®@iRCd)
I费冷血冷却I
送电解
图1工艺流程图
一段中已除去镉,减少了镉进入钻渣量,镉的回收率较其他净化方法高,可达60%以上;(2)铜、镉除去后,加歸除钻的效果更好,含钻量高达15-20 tng/L 时也能达到好的净化效果;(3)净化中产生的SbH3 容易分解,产生剧毒气体的危害性较小,劳动条件大为改善;(4)歸的活性大,添加剂消耗少,可以降低生产成本。
由于逆保盐净化方法具有上述优点,故该法在湿法炼锌厂得到广泛应用。
其工艺过程是:第一段在50 - 60 Y时加锌粉除Cu、Cd, —般锌粉的加入量是理论量的2倍,所产出的送综合回收。
一段净化后的过滤溶液通过加热升温到85 Y左右,加入锌粉和禅活化剂除钻、保等杂质,过滤后的净化渣用于回收金属钻。
第三段净化假如锌粉除残余的杂质,得到含锌较高的净化渣返回一段除铜、镉。
采用该净化方法净化后溶液中的Cu、Cd、Co的含量都可以降到1 mg/L以下,电锌质量明显提高,能耗降低。
3.目前成熟采用低-高-中的工艺流程的厂家有:西北白银铅锌冶炼厂、株州冶炼厂二系统、比利时巴比伦电锌厂等。
4.笔者偏向于采用低-高-中的逆歸净化工艺流程,首先该流程比较成熟,其次,低-高-中
的逆歸净化工艺有利于在第一阶段将杂质Cu、Cd基本置换下来,不会存在添加CuSO4除Cd 的问题;同时, Cu、Cd杂质一次置换下来,富集程度较高,有利于综合回收,并且有利于Co渣的富集回收。