[发明专利]从锌湿法冶炼生产的硫酸锌溶液中脱除钙的方法

说明书

本发明公开了一种从锌湿法冶炼生产的硫酸锌溶液中脱除钙的方法，所述从锌湿法冶炼生产的硫酸锌溶液中脱除钙的方法包括以下步骤：冷却所述硫酸锌溶液；向所述硫酸锌溶液内加入增稠剂，并将所述硫酸锌溶液的pH调节至4.0‑4.5；和将所述硫酸锌溶液加入到浓密机内，并使所述硫酸锌溶液在所述浓密机内停留5小时‑30小时，以便得到含钙的底流和除钙后的溢流。通过利用根据本发明实施例的从锌湿法冶炼生产的硫酸锌溶液中脱除钙的方法，可以在不改变现有工艺流程的前提下，极大地缓解了钙盐在电解工艺中的结晶，降低了电耗，减少了清理钙结垢劳动力，提高了生产效益。

技术领域

本发明涉及冶金领域，具体而言，涉及从锌湿法冶炼生产的硫酸锌溶液中脱除钙的方法。

背景技术

在锌湿法冶金工艺中除杂质是必需的工序，在常见杂质中，硫酸钙杂质由于其较特殊，去除的难度较大。

在现有的锌湿法冶炼工艺中，硫化锌精矿经沸腾炉焙烧得到锌焙砂，钙以氧化物存在于锌焙砂中，锌焙砂用来自锌电积的废电解液浸出时，钙、镁随着锌焙砂的浸出进入中性浸出液中，该中性浸出液经锌粉置换净化除杂工艺，得到净化后的硫酸锌溶液(即净化后液)，其温度通常在60℃-80℃。净化后的硫酸锌溶液中的钙的浓度为300mg/L-600mg/L。钙硫酸盐进入湿法炼锌溶液系统后，相应地增大了净化后液的体积密度，使溶液的黏度增大，造成矿浆液固分离和过滤困难，钙盐在滤布上结晶析出时，可能堵塞滤布，使得过滤困难。

此外，净化后液经空气冷却塔强制降温至35℃-40℃，随着温度不断降低，钙、镁硫酸盐溶解度的迅速减小，钙、镁无序结晶，硫酸钙镁的在降温过程中的无序结晶，溶液通道结垢，容易导致散热设备外壳和输送管道传热速率减慢，严重时需要停产检修。

目前，除钙最普遍的方法为“空气冷却塔降温除钙法”，这种方法通常以60℃-85℃左右的净化后液为处理对象，将净化后液从60℃-85℃左右降低至42℃或由42℃左右降低至34℃左右。随着温度的降低，硫酸钙溶解度减小而结晶析出，但由于硫酸钙在降温过程中硫酸钙结晶缓慢，此过程降温除钙的实际效果并不十分理想。在锌电解工段，钙离子以二水石膏形式在电解槽壁、阳极板、甚至阴极、输液管道上结垢沉积。二水石膏是不良导体，它在阳极板上和二氧化锰共同析出，使阳极泥增厚，电阻增大，槽电压高，电耗增加，甚至造成极间短路，引起阴极锌返溶也是常见的现象。为避免上述问题，必须经常掏槽，劳动强度大。

为了补充降温除钙的效果，有人提出了改进方案，将经冷却塔溶液降温至42℃的硫酸锌泵入浓密机中，净化后液(42℃)在浓密机停留3小时-5小时，旨在使硫酸钙、镁的晶体长大后沉积，从而进一步分离硫酸钙、硫酸镁，但硫酸钙、硫酸镁在此过程中，溶解度 仍然较大，结晶缓慢，钙、镁在净化后液中的含量仍然很高。

申请号为CN200610031895.0的专利申请公开了一种脱除硫酸锌溶液中钙离子的方法。该方法在浓密机中导入超声波，以超声波为起晶器，促进净化液中的硫酸钙由离子态转变为结晶态，缩短了结晶时间。但对溶液中残留的钙含量无明显改善，同时还由于设备的增加导致成本增加。

申请号为CN02806244.2的专利申请公开了一种由锌处理硫酸盐溶液中脱除钙的方法。在净化液处于85℃的条件下，加入无水硫酸钙晶种，并缓慢搅拌，使硫酸钙在此条件下，以无水硫酸钙的形式结晶析出、沉积。此方法在加晶种的前提下，将钙离子转化为溶解度更小、性质更稳定的无水硫酸钙，除钙后液钙浓度降低400mg/L-500mg/L。但钙浓度仍然较高，同时，增加了镁的溶解度，不能起到脱除镁的目的。

发明内容

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：为了从锌湿法冶炼生产的硫酸锌溶液中脱除钙，本申请的发明人进行了深入的、反复的研究和摸索。硫酸钙有三种不同形式的晶型：二水硫酸钙、半水硫酸钙和无水硫酸钙。硫酸锌溶液被冷却后，硫酸锌溶液中的硫酸钙主要以二水硫酸钙的形式结晶析出。其中，硫酸锌溶液中的硫酸钙的溶解度和沉降速率与溶液温度、在浓密机内的停留时间、是否添加增稠剂、硫酸锌溶液的pH均有重要关系。