[发明专利]利用高氟、高二氧化硅含量的锌物料生产电解锌的方法

说明书

技术领域

本发明属于有色冶金技术领域，涉及湿法炼锌生产过程中利用高氟、高二氧化硅含量的锌物料生产电解锌的方法。

背景技术

迄今为止，湿法炼锌工艺仍是生产锌的主要方法。而湿法炼锌过程中，硫酸锌溶液中如果氟离子含量超标将导致电解过程中阴极板的腐蚀加快，严重时将导致无法进行生产。

在锌的浸出过程中，二氧化硅含量高将形成胶体，使浸出的硫酸锌溶液无法澄清，造成过滤困难。因此，所有厂家不得不控制原料中的氟含量小于0.002％，二氧化硅含量小于2.5％。因此造成很多含锌原料无法直接利用。尤其目前国家要求加大矿产资源的综合利用、强调循环经济及锌原料特别紧张的情况下，能使用高含量氟和二氧化硅的锌物料生产锌将会产生巨大的经济效益。

有的企业用低氟含量的锌原料搭配少量高氟含量的锌原料，并通过火法焙烧脱氟，然后进入电解锌系统，这种方法必须使用优质矿，并且处理含氟高矿物的数量有限，无法实现大规模的生产应用。同时存在焙烧成本高，氟挥发造成环境污染的缺点。

也有企业使用火碱把含氟高的锌物料水洗脱氟，然后再配入电解锌系统使用，这种方法一方面需要大量的水，另一方面碱洗后的水排放也污染环境。

湿法炼锌过程中脱除氟的方法还有从硫酸锌溶液中使用阳离子吸附，但损失锌量大，阳离子再生困难，所以没有得到大规模应用。

含锌物料常规除氟、氯的方法是多膛炉、阴离子吸附等方法，但效率低、锌损失量大，所以对氟及二氧化硅含量高的物料就无法处理。

发明内容

为了能够从含氟及二氧化硅高的锌原料中制取金属锌，本发明提出一种利用高氟、高二氧化硅含量的锌物料生产电解锌的方法。该方法通过在锌原料提取过程中加入金属盐使氟及硅转化分离净化锌原料解决氟及硅的减除技术问题。

本发明解决技术问题所采用的方案是：通过原料配料1、锌浸出2、分离获得中性上清液3、上清液除氟4、除杂质5、获取纯净硫酸锌溶液6和硫酸锌溶液电解获得金属锌7过程完成。

1、原料配料过程：

将高含量的二氧化硅含锌原料与高氟含量的含锌原料相互搭配，搭配比例为：二氧化硅含量为氟含量的2.0～3.5倍。

2、锌浸出过程：

向含锌原料中加入电解锌产出的电解废液进行锌的浸出，经浸出液进行浓缩沉降，制得中性硫酸锌溶液。

3、分离获得中性上清液过程：

将经过浸锌的原料分离获得中性上清液和料渣。

4、上清液除氟过程：

A、在上清液中清除其他杂质之前，把温度控制在20～60℃，搅拌并添加粉状硫酸钾反应0.5～1小时后，过滤得到氟硅酸钾渣，过滤后硫酸锌溶液按3.3g/l加入粉状硫酸钙，搅拌0.5小时以上；实现硫酸锌溶液的除氟；

B、高氟含量的锌原料制备中性硫酸锌溶液后，按照与氟反应理论量的1.1～1.2倍添加粉状的二氧化硅搅拌，再加入粉状硫酸钾，加入量为氟含量的1.7～1.8倍，在20～60℃的温度下，搅拌0.5～1小时，过滤得氟硅酸钾渣，过滤后硫酸锌溶液按3.3g/l加入粉状硫酸钙，搅拌0.5小时以上，实现硫酸锌溶液的除氟；

5、除杂质过程：

在中性上清液中加锌粉，清除铜、镉、钴等其它杂质。

6、获取纯净硫酸锌溶液过程：

经过除氟及硅和杂质后硫酸锌溶液经沉降处理，获取纯净硫酸锌溶液，用于电解生产金属锌。

7、硫酸锌溶液电解获得金属锌过程：将纯净的硫酸锌溶液注入到电解槽内，通入电流对硫酸锌进行电解，在阴极获得金属锌。

本发明不仅可从高氟、高二氧化硅含量的含锌物料中提炼锌，实现炼锌原料的综合利用，而且实现了氟硅酸钾的回收，减少资源的浪费和环境污染。适宜湿法炼锌生产过程中使用。

具体实施方式

通过原料配料1、锌浸出2、分离获得中性上清液3、上清液除氟4、除杂质5、获取纯净硫酸锌溶液6和硫酸锌溶液电解获得金属锌7过程完成。

1、原料配料过程：

将高含量的二氧化硅含锌原料与高氟含量的含锌原料相互搭配，搭配比例为：二氧化硅含量为氟含量的3倍。

2、锌浸出过程：

向含锌原料中加入电解锌产出的电解废液进行锌的浸出，经浸出液进行浓缩沉降，制得中性硫酸锌溶液。

3、分离获得中性上清液过程：

将经过浸锌的原料分离获得中性上清液和料渣。

4、上清液除氟过程：