硫酸鋅溶液淨化(purification of zinc sul-phase solution)是指將中性硫酸鋅浸出液中的有害雜質除去至符合鋅電解沉積要求的過程，為正法煉鋅流程的組成部分。鋅電解沉積用的是鋅焙砂浸出的中性浸出液，中性浸出液是用酸性授出液浸出鋅焙砂得到的。一般酸性浸出液的鐵、砷、銻、銅、鎘和鈷含量都超過鋅電解沉積所允許的濃度，但其中的鐵、砷、銻及可溶矽等已在中性浸出過程中除至合格，故中性浸出液淨化的主要任務是除去銅、鎘、鈷。按淨化原理分為加鋅粉置換法和加特殊試劑淨化法兩類。
基本介紹
- 中文名：硫酸鋅溶液淨化
- 外文名：purification of zinc sul-phase solution
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 範圍：煉鋅流程
- 屬性：正法煉鋅流程的組成部分
簡介,原理,工藝,設備,
簡介
硫酸鋅溶液淨化(purification of zinc sul-phase solution)是指將中性硫酸鋅浸出液中的有害雜質除去至符合鋅電解沉積要求的過程，為正法煉鋅流程的組成部分。鋅電解沉積用的是鋅焙砂浸出的中性浸出液，中性浸出液是用酸性授出液浸出鋅焙砂得到的。一般酸性浸出液的鐵、砷、銻、銅、鎘和鈷含量都超過鋅電解沉積所允許的濃度，但其中的鐵、砷、銻及可溶矽等已在中性浸出過程中除至合格，故中性浸出液淨化的主要任務是除去銅、鎘、鈷。按淨化原理分為加鋅粉置換法和加特殊試劑淨化法兩類。
原理
Zn的標準電極電位(-0.763V)較被淨化除去的雜質離子Cu(﹢0.337V)、Cd(-0.403V)和Co(-0.277V)的更負，因而可用金屬鋅粉將雜質從淨化液中置換出來。被置換的銅、鎘和鈷等沉澱進入淨化渣而除去。
工藝
影響加鋅粉置換作業的主要因素有鋅粉的粒度、作業溫度和所加的活化添加劑。用於一次除銅、鎘時，鋅粉的粒度要小於124-147μm，當銅含量很高要求分別置換沉澱銅、鎘時，開始採用粗粒鋅粉置換沉澱銅，然後再用細粒鋅粉置換沉澱鎘。在淨化過程中儘可能避免鋅粉被氧化，以使淨化液保持較高的金屬鋅含量。鋅粉單耗和中性沒出液的雜質濃度及淨化工藝有關，一般每噸電鋅耗鋅粉30-60kg。中性浸出液含鋅130-180g/L，含鐵、砷、銻和固體懸浮物越少越好。
除銅、鍋作業溫度為328-343K，砷鹽淨化法除鈷的溫度第一段淨化要高於353K，第二段淨化為338-348K，逆銻淨化法除鈷的溫度第一段淨化為328K，第二段淨化為358-368K。置換沉澱鎘前要將溶液含銅濃度補加到200-250mg/L。沉鈷時，除需補加硫酸銅外，還要加活化添加劑砷或銻的化合物，或用含鉛、銻的合金鋅粉，使置換出來的鈷能與銻、砷、鉛、錫、銅、鋅生成金屬化合物，而得以有效地除去，難於最換除去的鎳也同時被置換除得很徹底。為防止與鋅粉結合的銅和銻等脫離鋅粉，造成鈷的反溶解，在置換末期，還要補加1-2次鋅粉“壓槽”，高溫淨化除鈷後的溶液。還須加鋅粉除鎘。所得淨化液含銅、鈷、鎳、砷、銻、鎘量均在1mg/L以下或更低，能滿足鋅電解沉積的要求。生產上用得較多的除鈷方法為逆銻淨化法。
設備
加鋅粉置換作業是在機械攪拌槽內進行的，槽容積一般為50-100m，生產上趨向採用更大型的槽子。芬蘭科科拉(Kokkola)鋅廠用的是200m槽，加拿大電鋅公司(Ganatdian Electrolytic zinc Lid)用的是220m槽。中國株洲冶煉廠於1967年採用流態化淨化槽連續除銅、鎘，中性浸出上清液從槽底部沿切線方向入槽、螺旋上升和從槽頂部加入的鋅粉構成液-固流態化床，溶液中的銅、鎘迅速被鋅粉置換沉澱除去。溶液在槽內停留15-20min，由上部沉降室溢流排出，淨化渣定期從槽底排出。這種流態化淨化槽的生產能力為60-80m/(h.台)，有效容積20m。與機械攪拌相比，流態化槽具有淨化過程迅速、連續作業、生產能力大、結構簡單、使用壽命長和勞動條件好等優點。
1970年義大利薩米公司(SAMIM)用流態化淨化槽進行淨化試驗，於1997年套用於該公司馬爾蓋拉港(Porto Marghera)鋅廠。
