[发明专利]一种处理复杂次氧化锌原料制取电锌的方法

说明书

[技术领域]本发明属于二资源回收和有色金属冶金领域中的属湿法冶金领域。具体地说本发明提供一种处理复杂次氧化锌原料制取电锌的方法.

[背景技术]传统湿法炼锌都采用ZnSO₄-H₂SO₄-H₂O体系，从氧化锌或锌焙砂中浸出锌，经沉铁除杂净化后再电积，对于氟、氯含量有着严格的要求，其中Cl含量高会腐蚀铅合金阳极，造成阴极电锌杂质元素铅超标；F含量高会腐蚀阴极铝板，造成剥锌困难；目前除氯方法主要有银盐沉淀法、铜渣除氯法、离子交换法以及碱洗除氯法，除氟方法主要有钍盐法，石灰乳法和硅胶法，各种方法各有利弊，工业上一般对于含氯较高的锌物料采用水洗或碱洗脱氯，石灰乳法除氟，但对于高含量氟、氯的含锌物料，仍然存在着脱氟、氯效果不好，无法达到电积要求的问题。

[发明内容]

本发明的目的在于提供一种新的处理复杂次氧化锌原料制取电锌的工艺方法，这种方法在可以充分保障金属锌高浸出率的前提下，彻底的达到锌与氟、氯、铅、锑、铟、铋、铁的分离效果，从而消除这些杂质元素对锌电积过程的危害，大幅度提高锌回收率和资源综合利用程度。本发明对于改造传统湿法炼锌工艺亦具有非常重要意义。

本发明的目的是通过下述方式实现的：

先以浓硫酸铵溶液为浸出剂浸出复杂氧化锌原料，得到浸出液和浸出渣；向浸出液中加入废电解液冷却沉复盐；将复盐用水和废电解液的混合液溶解，然后加入锌粉净化除杂得到净化液，最后将净化液电积得金属锌及废电解液，废电解液循环使用；复盐母液除去F^-和Cl^-后返回浸出过程；有价金属富集在浸出渣中。

发明人对本发明的工艺设计思路在于，本发明首先用浓硫酸铵溶液浸出复杂氧化锌原料，锌以氨配合离子进入溶液，与铁、铅、锑、砷、铋分离；然后沉硫酸锌铵复盐，使锌与F^-、Cl^-分离；用水和废电解液溶解复盐，再用锌粉置换法净化除杂，最后将净化液电积得电锌。复盐母液先除去F^-和Cl^-，再用液氨调整pH值，浓缩后返回浸出过程，废电解液返回复盐溶解及沉复盐过程。

本发明的工艺相对于现有的工艺的优势在于：可充分保障金属锌高浸出率，并彻底的达到锌与氟、氯、铅、锑、铟、铋、铁的分离效果，从而消除这些杂质元素对锌电积过程的危害。通过本发明的工艺方法不但可大幅度提高锌回收率，还可有效地提高资源综合利用程度，符合现实情况下节能，环保的要求。本发明中的废电解液全部返回利用；铅、银等有价金属富集在浸出渣中，送铅冶炼厂处理。本发明有效地解决了因为氟氯含量高而无法由锌渣、锌烟尘制取电锌的问题，为复杂氧化锌资源的高效利用创造了条件。从理论上分析，本工艺方法不消耗酸和碱，具有原材料价廉，成本低，流程闭路循环，环境友好等优点，对复杂氧化锌资源的有效利用具有重要的意义。

具体工艺过程原理和条件如下：

1.浸出过程

用浓硫酸铵溶液浸出复杂氧化锌原料，其原理为物料中的锌将以Zn(NH₃)_i²⁺离于的形式进入浸出液，反应方程式为：

ZnO+ i/2(NH₄)₂SO₄＝[Zn(NH₃)_i]²⁺+ i/2 SO₄^2-+(i-2)H⁺

ZnO+(i-1)H₂O＝Zn(OH)_i^2-i+(i-2)H⁺

F^-、Cl^-随Zn进入浸出液；溶液中的Pb将形成PbSO₄沉淀进入浸出渣

Pb²⁺+SO₄^2-＝PbSO₄↓

As、Sb、Bi、In也进入浸出渣，使In、Bi得以富集。

浸出条件为：a.浸出剂中(NH₄)₂SO₄浓度2～6mol·L^-1，b.pH值5.0～7.5，c.温度75～90C，d.时间0.5～6.0h，e.液固体积质量比1∶2～20；

2.沉复盐过程