[发明专利]锌液净化后所得滤渣及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及湿法炼锌中的硫酸锌溶液（下称锌液）净化工艺，具体涉及将中性浸出液中的杂质除至规定的限度以下，以满足电解沉积时对新液要求的过程。

背景技术

现有的锌液净化方法大多是先将中性浸出液导入浓密机中进行浓缩处理，然后再将浓缩处理后的上清液（即中上清）进行锌粉置换处理。比如，CN101994005A的附图1即示出了对上清液先后进行三段净化，第一段净化除铜，第二段净化除钴、镍，第三段净化除镉，且每一段净化后均通过固－液分离过滤得到除杂后的锌液的过程。

也有的锌厂直接将中性浸出液进行锌粉置换处理。比如，“电解锌厂锌净液工艺设计，杨莲，工程设计与研究，总第119期，2006年6月”一文的流程图中即示出了对中性浸出液先后进行三段净化，第一段净化除铜、镉，第二段净化除钴、镍，第三段净化再次除镉，且每一段净化后均通过固－液分离过滤得到除杂后的锌液的过程。

总之，从目前所反映出的对锌液净化工艺的研究趋势表明，人们对锌液净化工艺的改良往往集中于锌粉置换过程，而在置换反应开始前就对中性浸出液或是中性浸出液沉淀后得到的上清液进行处理的方面却很少涉及。

即便如此，镉的深度净化问题始终没有彻底解决。其中，比较重要的原因在于现有的锌液净化过程基本上都采用滤布作为固－液分离过滤时的过滤元件，而一般滤布的过滤精度有限，容易导致镉穿滤；同时，置换出的镉又特别容易反溶。因此，上面给出的两篇参考文件均采取了三段净化工艺，并且最后一段净化都涉及除镉，可见其根本目的还是想要提高镉的净化水平。很显然，三段净化工艺的流程较长，并且要消耗大量锌粉。

发明内容

本发明旨在解决的技术问题首先是提供一种锌液净化中的除镉工艺，以达到较好的除镉效果。其次，本发明还要提供一种净化效果理想的锌液净化方法以及由该方法所得到的滤渣，该滤渣中纯度较高的固体锌，以便后续利用。

首先，本发明锌液净化中的除镉工艺包括的步骤为：1）对中性浸出液或由中性浸出液沉淀后得到的上清液进行除胶体处理，得到胶体含量为50mg/L以下的锌液；2）通过锌粉置换法在锌液中至少置换出镉；3）对含有杂质镉的锌液进行固-液分离过滤，其中，将过滤时间控制在60分钟以内,将过滤精度控制在10微米以下。

中性浸出液或由中性浸出液沉淀后得到的上清液中的胶体主要为硅胶、铁胶等物质，这些胶体物质在锌液中以团聚的形态存在。一般中上清中的胶体含量约为1g/L左右，而中性浸出液中的胶体含量则更大。由于这些胶体物质的存在，一是降低了锌粉置换效果，二是阻碍固－液分离过滤，因而极大的影响了除镉的效果。有鉴于此，本发明创造性的采取了先对中性浸出液或上清液进行除胶体处理，然后再通过锌粉置换法加固－液分离过滤的方式，并对除胶体处理后锌液中的胶体含量以及固－液分离过滤时的过滤时间、过滤精度这些关键参数进行了选择搭配，确定了最终的除镉工艺。在本发明之前，为了除镉而通过锌粉置换法对中性浸出液或由中性浸出液沉淀后得到的上清液进行一段净化后，再通过固－液分离过滤所制得的锌液中的镉含量一般在20～50mg/L左右；试验表明，本发明中通过锌粉置换法对中性浸出液或由中性浸出液沉淀后得到的上清液进行一段净化后，再通过固－液分离过滤而制得的锌液中镉离子的含量为2mg/L以下。

在本发明除镉工艺的步骤1）中，可通过不同方式实现除胶体处理。例如，可向锌液中加絮凝剂或电解质使胶体物质沉淀。但作为优选方案，该步骤1）是通过对中性浸出液或上清液进行膜过滤来实现的。膜过滤不仅可以除去锌液中的胶体物质，还可以除去ZnFeO₂等固体杂质，使置换反应前的锌液品质更好，进一步提高锌液净化效果。为了避免滤饼形成过快而降低过滤通量，该步骤1）最好是通过对中性浸出液或上清液进行错流膜过滤来实现。错流过滤对除胶体有特殊的效果：错流过滤的剪切力能够有效防止胶体附着在滤芯表面，从而减少滤饼层的厚度，保证过滤通量。

上述步骤3）同样建议采用膜过滤。为便于实现快速过滤，其中最好采用终端膜过滤。

本发明的锌液净化方法，包括的步骤为：1）对中性浸出液或由中性浸出液沉淀后得到的上清液进行除胶体处理，得到胶体含量为50mg/L以下的锌液；2）通过第一次锌粉置换法对锌液进行一段净化至少除铜、镉；3）对含有固体杂质铜、镉的锌液进行固－液分离过滤，其中，将过滤时间控制在60分钟以内,将过滤精度控制在10微米以下；4）对固－液分离过滤后的锌液进行二段净化至少除钴、镍；5）对含有固体杂质钴、镍的锌液进行固－液分离过滤，分别得到新液和滤渣。