[发明专利]一种从硫酸锌溶液中除铜、除镉和除钴的方法及其装置

摘要

本发明涉及一种硫酸锌溶液一段净化除铜、二段除镉和三段除钴的方法和实现该方法的装置。通过采用多个反应器串联连续除铜、除镉及活性锌粉除钴，可以实现Cu、Cd、Co三种元素的分离，分别得到含Cu高达55～85％铜渣、含Cd高达55～70％镉渣及钴渣，减少了铜、镉渣的后序处理工序并节省了锌粉，除铜、镉的锌粉消耗量也由现有生产技术的4～5倍降至1.5～2.0倍，除铜、除镉可以连续化作业，该方法和装置特别适合于湿法炼锌厂的锌液净化工艺。

主权项

1.一种硫酸锌溶液净化除铜、除镉和除钴(镍)的方法，该方法依次采用如下除去杂质次序：除铜、除镉和除钴；(1)除铜除铜可采用间断或连续两种方式：间断除铜是在含Cu、Cd、Co溶液的搅拌槽中加入一定量的锌粉，Zn/Cu＝1.05～1.15(摩尔比)，温度50～70℃，反应0.5～2.0h，过滤即可；连续除铜采用3～5个反应器，当采用4～5个反应器时，其中一个可以作为切换备用，反应器之间相互串联连接；每个反应器有一底部进液口和一个上部溢流液出口，溢流液可以有两个去向，一是直接或经过水力旋流器后进入下一反应器，二是经过过滤或经过水力旋流器或经过水力旋流器、过滤后进入下一净化段；以4个反应器为例，其中一个作切换备用，含Cu、Cd、Co的硫酸锌溶液(中浸后液)从1#反应器进入，经2#反应器，最终从3#反应器流出后进入下一净化段，溶液与每个反应器内予加的锌粉或含Cd锌粉或海绵镉反应，当1#反应器内的锌粉或海绵镉反应耗尽，变成铜粉时，除铜前液(中浸后液)不再进入1#反应器，而直接进入2#反应器，经3#反应器，最终从4#反应器流出后进入下一净化段，这时可以放出1#反应器物料，过滤洗涤可得到含Cu品位高的铜粉；当2#反应器反应完全时，除铜前液(中浸后液)不再进入2#反应器，而从3#反应器进入，经4#反应器，最终从1#反应器流出，再进入下一净化段，通过反应器之间的循环操作，从而实现连续除铜作业；采用3个反应器时，溶液连续通过3个反应器，当1#反应器内反应完成后，在放出铜渣和重新装入锌粉的过程中，这时溶液只通过2#、3#反应器，当1#反应器准备好后接在2#、3#反应器后面，溶液继续连续通过3个反应器；当2#反应器完成反应放出渣、装好料后接在3#、1#反应器之后；依此类推，实现3个反应器之间的循环。连续除铜每个反应器中锌粉加入量与该反应器的容积比为0.1～0.5(t/m3)，反应器上部溶液流速为0.25～4m/h，反应温度为20～70℃；(2)除镉连续除镉采用3～5个反应器，采用4～5个反应器时，其中一个可以作为切换备用，反应器之间相互串联连接；每个反应器有一底部进液口和一个上部溢流液出口，溢流液可以有两个去向，一是直接或经过水力旋流器后进入下一反应器，二是经过过滤或经过水力旋流器或经过水力旋流器、过滤后进入下一净化段；以4个反应器为例，其中一个切换备用，除铜后液(除镉前液)从1#反应器进入，经2#反应器，最终从3#反应器流出后进入下一净化段，溶液与每个反应器内予加的锌粉反应，当1#反应器内的锌粉反应耗尽，变成镉粉时，除镉前液不再进入1#反应器，而直接进入2#反应器，经3#反应器，最终从4#反应器流出后进入下一净化段，这时可以放出1#反应器物料，过滤洗涤可得到含Cd品位高的镉粉；当2#反应器反应完全时，除镉前液不再进入2#反应器，而从3#反应器进入，经4#反应器，最终从1#反应器流出，再进入下一净化段，通过反应器之间的循环操作，从而实现连续除镉作业；采用3个反应器时，溶液连续通过3个反应器，当1#反应器内反应完成后，在放出镉渣和重新装入锌粉的过程中，这时溶液只通过2#、3#反应器，当1#反应器准备好后接在2#、3#反应器后面，溶液继续连续通过3个反应器；当2#反应器完成反应放出渣、装好料后接在3#、1#反应器之后；依此类推，实现3个反应器之间的循环。连续除镉每个反应器中锌粉加入量与该反应器的容积比为0.1～0.5(t/m3)，反应器上部溶液流速为0.25～4m/h，反应温度为15～65℃；(3)除钴除钴可采用传统的除钴方法或湿法合成的活性合金锌粉除钴方法，除钴温度30～95℃。