[发明专利]一种利用电解锌酸浸渣的回收利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电解锌酸浸渣的回收利用方法。 

背景技术

目前湿法炼锌主要采用焙烧-浸出-电解的生产工艺，排放的电解锌酸浸渣中锌含量按质量比计一般为6-9%，有的能达20%，对酸浸渣所做的物相分析与X衍射分析表明，浸出渣中锌主要以ZnFe₂O₄形式存在，同时，硫的质量含量6-12%，其中硫酸根的质量含量为15-30%，各地矿钙、镁盐含量不同，同时还含有Cu²⁺、Pb²⁺ 、Cd²⁺ 、Ni²⁺、 Hg²⁺、As³⁺等离子，其大致质量含量约为：铜1%、铅0.8%、铁4%、硅3%、砷0.3%、银0.003%、钙12%、镁3%）。为了回收这些锌，目前的处理方法目前有火法和湿法两种，火法为回转窑挥发法（威尔兹法）和烟化炉挥发法，如公开号为CN101886180的中国专利申请。湿法有热酸浸出或高温加压浸出。火法处理工艺流程长，设备维修量大，投资高，工作环境较差，需要消耗大量的燃煤或冶金焦煤，效益低，环境污染大。因此通常用热酸浸出或高压浸出，这些方法仍然存在缺点是：①消耗大量的酸，②除铁的压力大，需消耗较多的试剂，③高温高压设备腐蚀严重，设备复杂投资较大；④运行成本高，经济效益差。⑤最后排出的渣是酸性渣，给环境带来新的污染，只好采取固化填埋，不但污染环境，而且也浪费资源。

最理想的方法是进行锌的选择性浸出，使锌进入溶液中，锌得到有价值的回收利用。

另一方面，高纯度氧化锌一般是指氧化锌的质量百分含量在99.7%及其以上的氧化锌产品，高纯度氧化锌是现代工业不可缺少的一种高科技原料，用途广泛，主要用于玻璃、饲料、陶瓷、染料、油漆、造纸、橡胶、农药、炼油、镀锌、特种钢材、合金、国防科技等数十种行业企业，无论是玻璃、造纸，还是橡胶、炼油等都对氧化锌需求量很大，并且纯度要求非常高。

目前生产高纯氧化锌的方法，主要是间接法，间接法一般以锌锭为原料,通过电解还原,或高温气化，空气氧化再冷凝收集制得氧化锌,不同的锌锭原料,生产出的氧化锌纯度也不一样,此工艺主要生产99.5%--99.7%的氧化锌。

氨法是制备氧化锌的一种常用方法，目前氨法（氨-碳酸铵联合浸出法生产氧化锌）的一般步骤包括：氨-碳酸铵为浸出液，对含锌物料进行浸取，锌氨络合液体经净化、蒸氨结晶、干燥煅烧制得氧化锌产品。

这种传统的氨法制备氧化锌一直没有应用于电解锌酸浸渣的处理，主要原因在于：

1）电解锌酸浸渣中有大量硫酸钙包裹而使得其中的锌浸出困难，回收率低；

2）电解锌酸浸渣中含有15-30%的硫酸根，大量的氨转化为硫酸铵，氨耗高；

3）将浸取后的锌氨络合液直接净化，由于液体中存在大量的游离氨，杂质络合系数大 ，影响净化效果，最终影响氧化锌产品的纯度；

4）由于液体中存在大量的硫酸铵，在蒸氨过程中将析出部分硫酸锌铵复盐沉淀，影响氧化锌纯度。

综上所述，对于电解锌酸浸渣的处理，如何在低锌含量和高杂质含量的物料中有效浸出其中的锌，使电解锌酸浸渣中的锌和其他成分得到有效的回收利用，同时克服传统的火法和湿法的缺点，成为本行业亟待解决的技术难题。 

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种电解锌酸浸渣的回收利用的方法。

本发明采用的技术方案是这样的：一种电解锌酸浸渣的回收利用方法，主要为氨法制备氧化锌，包括以下步骤:

浸取待处理的电解锌酸浸渣、净化除杂、蒸氨结晶和干燥煅烧得到氧化锌；

浸取待处理的电解锌酸浸渣时,用氨水-碳铵液进行浸取；其中，NH₃的摩尔浓度c(NH₃) =5-6mol/L，CO₃^2-的摩尔浓度c(CO₃^2-) =1.0-1.5 mol/L，并在每立方米的氨水-碳铵液中添加0.3-0.5kg氟硅酸钠，浸取后得到浸取液；

在净化除杂步骤之前，进行预蒸氨：将浸取液加热至90-95℃蒸氨，脱除部分游离氨，蒸至液体中氨浓度为2.5-3.5mol/L时，再按每立方米浸取液加入4-6kg的比例加入过硫酸铵，然后进行固液分离，溶液进入下一步除杂步骤。

净化除杂、蒸氨结晶和干燥煅烧步骤均采用目前普通氨法制备氧化锌的工艺参数。