[发明专利]一种电解制备高纯度锌的方法

说明书

技术领域

本发明涉及湿法冶金领域，尤其涉及一种电解制备高纯度锌的方法。

背景技术

含铁高、含氟氯高或高钙高镁的锌二次资源及氧化锌矿，其资源十分丰富，但因其含有高铁、高氟氯或高钙、高镁，不能用常规酸法工艺处理制取电锌，造成大量的锌资源没有得到应有的应用。国内许多研究机构及企业相继在这方面做了大量的研究和开拓工作，如中国专利CN1034231C、CN101289706A以及CN1125883C公开了用络合物电解制锌的不同方法，较好的解决了铁与氯等元素对生产的不利影响，但是仍然存在许多不足：

1、上述专利均要加使用液氨或氨水作为浸取剂或电解耗氨的补充。如使用液氨有二个不利因素：1)、液氨是工业商品，价格高，使得生产成本偏高；2)、液氨是易挥发的有毒物品，在运输和使用过程中，极其危险，要使用耐压的容器和管道，操作复杂，不安全。使用氨水也有二个不利因素：1)、氨水是低含量液氨液体，运输不方便，运输费用较高；2)、加氨水，在制备锌的过程中势必带进大量的水，造成系统体积膨胀。

2、上述专利方法均未考虑如何消除钙镁的富集，而电解液中钙镁离子浓度如高于20g/L，会阻碍锌离子的电沉积，同时容易形成结晶阻塞管道阀门。

3、上述专利方法均依赖锌粉净化除杂，造成锌粉耗量过大，成本过高，同时铅、镉和铜的去除效果不够理想，影响产品品质，均无法生产出高纯度锌锭。

4、CN101289706A、CN1125883C全流程采用铵-氨-水体系，整个流程氨挥发严重，氨味过大，环境状况非常恶劣。

发明内容

本发明的目的是提供一种电解制备高纯度锌的方法，可以低成本制备得到0#金属锌。

为了解决上述技术问题，本发明提供的电解制备高纯度锌的方法是这样实现的：

一种电解制备高纯度锌的方法，其特征在于，包括：使用氯化铵溶液浸取含锌物料，得到锌氨络合物溶液；

将所述锌氨络合物溶液通过恒压电解除杂，自溶液中去除比锌更正电性的杂质离子的大部分；

将所述经恒压电解除杂后的锌氨络合物溶液流经锌粒振动净化器，溶液中残余的杂质金属离子被置换出来，实现溶液的深度净化；

在所述深度净化后的锌氨络合物溶液中加入碳铵，进行配氨并去除溶液中的部分钙镁离子；

对所述配氨溶液进行电解，得到高纯度金属锌。

可选的，所述使用氯化铵溶液浸取含锌物料中，所述氯化铵溶液的浓度为5～7mol/l，所述氯化铵溶液与所述含锌物料的液固比为5～10∶1，所述浸取的温度为75～80℃，所述浸取的时间为90～120min，所述含锌物料中的锌的物相为氧化锌、氢氧化锌、碳酸锌及金属锌等。

可选的，所述恒压电解除杂的电压为1.5～2.2V，电解温度70-75度，电解时间为当阴极电流密度降低到30-130A/m²。

可选的，所述恒压电解除杂的阴阳极板均为石墨板，电解槽容积：阴极板总面积为0.7～1.5L/dm²，异极距为45～55mm，单块阳极板面积为单块阴极板面积的0.4～0.8倍。

可选的，所述锌粒振动净化器内的溶液温度为75-95℃，振幅为2-4mm，溶液在振动净化器内停留时间为2-5分钟，锌粒力度为2-10mm，锌粒体积为反应器容积的60-80％。

可选的，所述配氨时碳铵的添加量为15～50g/L，溶液温度为65～85℃，配氨时间为20～40min。

可选的，所述电解时的电解液温度为65～75℃，PH值为5.5～7.2，电解废液锌浓度为10～15g/L，电流密度为350～700A/m²，槽电压为2.5～3.0V。

本发明使用农用碳铵取代工业用液氨或氨水，成本降低，贮存和运输方便，操作简单安全。且使用农用碳铵取代工业用液氨或氨水，在补偿电解耗氨的同时，部分钙镁离子形成CaCO₃、MgCO₃沉淀，避免了钙镁离子在溶液中的富集。通过恒压电解除杂和锌粒振动净化的组合应用，彻底避免了锌粉净化流程，节约了净化设备投资、净化所需锌粉消耗、及人力成本；且恒压电解除杂后的溶液，一般镉含量要数倍或数十倍于其它杂质的含量，使得通过锌粒振动净化器净化后的净化渣中镉含量较高，回收价值更高。

附图说明

图1是本发明提供的电解制备高纯度锌的方法流程图。

具体实施方式