硫酸锌溶液锑盐净化工艺改造实践

硫酸锌溶液歸盐净化工艺改造实践

广西某厂是集锡、锌、锢冶炼为一体的综合性冶炼厂，其中黄钾铁矶法沉铁连续浸出炼锌生产线于2003年建成投产,设计能力为年产电锌5万吨。锌系统投产之初，净液工序釆用的是三段顺向高温镣盐净化工艺，所产出的新液杂质含量波动大,质量不稳定,锌粉单耗极高，锌电积过程烧板频繁，导致产量一直无法达到设计规模，生产成本居高不下。为此，该厂通过流程整改，将净化工艺改造为四段逆向高温镑盐工艺流程,实现了中上清液的深度净化，使锌电解生产步入正轨。

1 硫酸锌溶液的净化方法

湿法炼锌中，硫酸锌溶液净化的主要方法有镣盐净化法、碑盐净化法、黄药法、奈酚法等。黄药净化法效果一般，试剂昂贵，成本高，且药剂本身恶臭，恶化劳动环境；B-奈酚法的净化效果虽好，但反应过剩的件奈酚对电解的电流效率不利，必须用活性炭吸附残余试剂，且试剂价格昂贵,故釆用这两种方法的厂家不多。碑盐净化法虽具有效果好、成本低的特点，但因其在净化过程中产生剧毒气体H3A S,故在国内较少釆用。锦盐净化法具有工艺成熟，安全、净化效果好等特点，为世界各湿法炼锌厂家广泛采用。口」

镣盐净化流程有顺向和逆向两种。顺向流程的操作温度是由高温走向低温，先高温除钻镣铜镉，再低温除残镉,其净化效果好，锌粉消耗低，但镉、钻不能分别回收，并且镉工段必须重新除钻，工序增多。逆向流程则是由低温走向到高温,先低温除铜隔，再高温除钻镣,其净化效果好，新液中杂质含量低，产品质量和电积电效均能达到满意的效果，同时福、钻可以分别回收，但消耗较多的蒸汽，生产过程往往受升温速度制约。⑶根据溶液杂质含量的不同,净化流程可有二段、三段和四段之分。

2原三段高温镣盐净化工艺存在问题的分析

2.1工艺流程

原工艺流程见图1。

（送锌嶠）

图1改进前净化工艺流程

2.2各段工艺条件及溶液主要杂质含量(表1〜2) 表1净化工序各段工

艺条件

表2

三净后液(新液)0. 08〜0.100. 08〜0.10 <0.6 V0.8 °・6〜0.8

2.3存在的问题分析

该厂锌系统的原料来源于广西南丹某矿，其精矿组成为（%）:Pb 0. 74,Cu 0. 49,Cd 0. 35〜0.40、As 0. 33、Sb 0. 39, Co 0. 0065, Zn 45. 6,由于矿中As、Sb、Cu、Cd含量较高，因此所产出的中上清液中As、Sb、Cu、Cd的含量也很高。原设计考虑到As、Sb、Co对锌电积过程危害较大，故采用一段高温锌粉、二段中温健盐的方法，以达到深度除As、Sb、Co 的目的，但是却忽略了Cd对净化过程的影响，造成净化效果不佳，影响生产。

Cd在40-50-C存在同素异形体的转变点，当温度过高时,Cd会返

溶。

从表2可以看出，由于一段净化采用高温净化，虽然加入大量的锌粉，但是As、Sb、Cd除去率只有50%左右,Co的除去率还不到30%,大量的锌粉在Cd不断的被置换一反溶一再置换的过程中浪费了，造成锌耗较大;在二段净化中虽然加入了歸盐和过量的锌粉，但是由于前液中还有高达300 mg/L的Cd,导致反应槽中存在大量的Cd渣，影响了锌粉及拂盐的活性，所以也无法达到深度除As,Sb,Co 的效果。

由于流程选择不合理，虽然锌粉单耗成高于国内同类厂家,却不能获得良好除杂效果。锌电积过程表现出As、Sb、Co综合烧板特征明显，电锌产量低、电耗高。

3四段高温鶴盐净化工艺的应用

针对各段溶液中Cd的含量高会影响到净化除As、Sb、Co的效果这种情况,该厂调整了净化工艺流程,增加了一段低温预除Cu、Cd工序，在高温除As、Sb、Co、Ni前预先除去Cu、Cd,以减少Cd在高温段中的反溶，减少Cd对后续工序的影响，并将流程由顺向改为逆向。调整后的工艺流程如图2所示，各段工艺条件及溶液主要杂质含量见表3〜5。

通过表3、表4可以看出，在一段低温净化中只需加入2倍理论用量的锌粉即可将中上清中的Cu, Cd除去95%以上,经过低温预除Cu、Cd之后，高温段和中温段在加镣盐的条件下可实现As.Sb.Co的深度净化。该厂通过将净化工艺由三段顺向高温锋盐净化流程改为四段逆向高温镣盐净化工艺之后，在降低锌粉单耗的情况下产出了常规杂质指标优于国内同类厂家的新液，锌电积效果非常理想，电耗明显下降，生产全面步入正轨，产量达到了月产电锌

4500 t的设计规模。

图2改进后净化工艺流程

表3净化工序各段工艺条件

工序 一段 二段 三段 四段 温度/C 45 〜60 85 〜90 70 〜75 55 〜60 流>/(m 3 ・ h-1)

65 〜80

65 〜80 65 〜80 65〜80 时间/min 80 120 120 120 锌粉单耗

/（kg ・mf 溶液）

2.5

1.5

1.0

0・6

Zn 粉

三段中温进一步除As 、Sb 、Co 、

Gc

中上清液 Zn 粉

Sb,O.、Zn 粉

S 高温除As 、Sb 、Co 、Ni

压滤I —＞二^ （送渣场）

压滤一一►二^渔

（综合回收Cu 、

Cd ）

空气冷却塔冷却

—►四段低温深度净化除Cu, Cd

合格新液 不合格新液

（送锌部）

4结论

（1） 经过工艺改造，将三段顺向改为四段逆向工 艺流程，所产

出的新液杂质含量较低,实现了对中上 清液的深度净化,满足了锌电解对锌液的要求，使锌 电解生产步入正轨；

（2） 在工业生产中,Cd 2+的存在会使锌粉置换 除As 、Sb 、Co 变得困难,要实现深度除As 、Sb 、Co 必须先除去溶液中的Cd*；

（3） 考虑到C++在高温下容易发生反溶，在除 C++的时候，溶液温度一般应控制在55〜60C 。

表5国内某些工厂净化后新液成分

表4净化工序各段溶液主要杂质含量